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    【高考真题解密】高考生物真题题源-专题12《种群增长,从种群的特征中溯源》母题解密(全国通用)

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    【母题来源】2022全国乙卷
    【母题题文】某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题。
    (1)为保证调查的可靠性和准确性,选取样方应注意的主要事项有______(答出3点即可)。
    (2)已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则该区域的种群数量为______。
    (3)与标志重捕法相比,上述调查方法的优势有______(答出2点即可)。
    【试题解析】
    1、调查植物种群密度常用样方法,样方法是指在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
    2、调查动物的种群密度常用的方法是标志重捕法,计算种群数量时利用公式计算若将该地段种群个体总数记作N,其中标志数为M,重捕个体数为n,重捕中标志个体数为m,假定总数中标志个体的比例与重捕取样中标志个体的比例相同,则N=Mn÷m。
    (1)为避免人为因素的干扰,保证调查的可靠性和准确性,选取样方时关键要做到随机取样、要依据调查范围大小来确定样方大小和数量,样方大小要一致、样方数量要适宜。
    (2)假设区域内种群数量为N,样方内平均个体数为n,已知所调查区域总面积为S,样方面积为m,调查区域内种群密度相等,N÷S=n÷m,则N=(S×n)/m。
    (3)研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,与标志重捕法相比,该调查方法周期短,不受不良天气变化的影响,对野生动物生活干扰少,操作更简便,并允许在繁殖季节收集更多的数据。
    【命题意图】本题主要考查种群密度的调查方法,种群的数量特征。要求学生了解识记基本方法原理,理解标志重捕法的计算。考查较为基础。
    【命题方向】种群是高考的重要考点之一,考查的内容为:种群的数量特征及种群密度的调查方法,种群的数量变化。期中数量特征及密度调查的要求较低,而种群的增长曲线要求较高。要深入理解,并且结合生产生活实际,运用到农业生产中。展望2023年高考生物试题呈现会以选择题或者填空题的形式再结合群落与生态系统一起考查。
    【得分要点】
    1.种群的概念:种群是指在一定的自然区域内,同种生物的个部个体。理解种群的概念要注意以下几方面:
    2.种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、出生率和死亡率、迁人率和迁出率、性别比例等。
    (1)种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。
    ①种群密度的表示方法:D(种群密度)= eq \f(n(个体数目),a(面积或体积))
    ②测定种群密度的意义:种群密度反映了种群在一定时期的数量,在农林害虫的监测和预报、渔业捕捞强度的确定等方而有重要意义。
    ④种群密度的调查方法:样方法、标志重捕法
    (2)出生率和死亡率:出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率;死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。对一个自然种群来说,影啊种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率,出生率和死亡率决定了种群的大小和密度。
    (3)迁入率和迁出率:对一个种群来说,单位时间内迁入或迁出的个体,占该种群个体总数的比率,分别称为迁入率或迁出率。迁入率和迁出率直接影响种群的数量变动。如果研究一座城市人口的变化,迁入率和迁出率是不可忽视的重要因素。
    (4)年龄组成:一个种群中各年龄期的个体数目的比例被称为这个种群的年龄组(结构)。年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。类型有:
    (5)性别比例:性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。性别比例直接影响出生率,间接影响种群密度。
    ①类型:雌雄相当—多见于高等动物。雌多于雄—多见于人工控制的种群,如奶牛。雄多于雌—多见于营群体生活的昆虫,如蜜蜂、蚂蚁等。
    ②应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,破坏害虫正常的性别比例,会使该种群的种群密度明显降低。
    3.种群的基本特征与种群数量之间的关系
    (1)图解及其分析:种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等都可以影响种群的数量。
    4.种群的空间特征是指组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局(见下表)。了解种群的空间分布格局对于选择种群密度的调查方法有重要意义。
    5.种群密度的调查方法
    (1)样方法:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
    ①使用范围:植物种群密度调查;某些活动能力弱活动范围小的动物(如蚯蚓、某种昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等)的种群密度调查。
    ②样方的选取
    样方数目的确定:取样多少随调查地段的总体面积而定一般来说。选取的样方越多,求得的种群密度越接近实际情况。
    样方大小的确定:视被调查的生物类型而定,一般来说,乔木为100m2,灌木为16m2,草本植物为1m2样方的形状以正方形为宜。
    常用的样方选取方法:五点取样法和等距取样法。
    a.五点取样法:当被调查的总体为非长方形时,可用此法取样。在总体中,按梅花形取5个样方,每个样方的长和宽要求一致
    b.等距取样法:当被调查的总体为长方形时,可用等距取样法取样。先将调查的总体分成若干等份,由抽样比率决定样方距离或间隔,然后按这一距离或间隔等距离选取样方
    五点取样法 等距取样法
    ③方法步骤(以双子叶草本植物种群密度的取样调杳为例)
    确定调查对象:根据当地实际情况确定要调查的种群,如蒲公英种群等。
    选取样方:选择一个该种群分布较均匀的长方形地块,将其按长度划分成10等份,并在每份的中央划出一个边长为1 m的正方形(样方)
    计数:计数每个样方内该种群的个体数量,并记录。
    计算种群密度:计算各样方内种群数量的平均值.即为该种群的种群密度的估计值(单位:株m2)
    ④注意事项
    调查时,要选熟悉又容易计数的植物,一般不选从生或蔓生的单子叶值物,而选个体数目容易辨认的双子叶植物。
    取样随机:选取样方时,要按要求选取,不能主观随意更换样方位置和面积。所选取的样方必须具有良好的代表性,一般在该种群分布较均匀的地块上选取样方。
    样方数目的确定:取样多少随调查地段的总体面积而定。总休面积大,选取的样方数多些;总体面积小,选取的样方数少些。一般地说,选取的样方越多,求得的种群密度越接近实际情况。
    样方大小的确定。视被调查的植物类型及种群密度的大小而定。一般地说,个体大、种群密度小的样方宜大些,个体小、种群密度大的样方宜小些。样方面积应选取物种数量达到稳定的最小面积,一般草本为1m×lm;灌木为4m×4m;乔木为10m×10m
    计数原则:若有正好长在边界上的个体,应遵循“数上不数下,数左不数右”的原则,计数相邻两边及夹角上的个体。
    (2)标志重捕法:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做标记后再放回原来的环境中,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中被标记个体数占重捕个体数的比例,估计种群密度。
    ①适用范围:活动能力强和活动范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。
    ②方法步骤:
    确定调查对象
    捕获并标记部分个体:在该种群的生存环境中,均匀设置捕获点,捕获一部分个体,对其进行标记并记录个体数(M)后,在原地将其放回。
    重捕并记数:一段时间后,在原来的捕获点再次捕获一部分个体并计数总数(n)及其中被标记的个体数(m)
    计算种群密度:设该地段全部个体数为N,其中标记数为M,再次捕获个体数为n,再捕中标记数为m,根据总数中标记的比例与重捕样中比例相同的假定,就可以估计出N,即N:M=n:m,N=(M×n)/m。计算公式为:eq \f(个体总数N,初次捕获标记数M) = eq \f(再次捕获个体数n,重捕的标记个体数m)
    标记常用力法:电子标记法、颜色标记法、同位素标记法、标签与符号标记法。
    ③注意事项
    标记方法不能影响动物正常的生长发育和活动。如选用着色标记时,要注意所选色素无害、溶剂无毒;用切趾、剪翅等方法标记动物时,不能影响动物正常的生命活动或者导致其患病、感染等。
    标记不能过分醒目。因为过分醒目的个体,在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系,最终有可能改变样本中标记个体的比例而导致结果与实际相差很大。
    标记物持续时间不得短于研究时间
    在下次取样之前,被标记的动物必须在种群中完全分布均匀,这是进行标志重捕的前提条件。
    被研究的种群没有个体迁入或迁出,即使有迁移现象,也是可以测定的。
    在研究期间,种群内没有个体出生或死亡,或能够测出种群中出生和死亡个体的数量。
    注意说明:对活动能力强、活动范围大的动物进行种群密度调查时,常用标志重捕法。N只是种群数量的估计值。在实际调查中,一些动物被捕捉后将更难捕捉,有些活动能力强的动物可能引起标记物脱落等,所以得到的N值与实际种群密度相比可能会偏大。
    6.种群增长曲线比较
    注意说明:
    ①增长率≠增长速率:增长率是指在一定时期内,某种群增长的个体数与原种群个体总数的比率,其计算公式为增长率=(本次总数-上次总数)/上次总数×100%。增长速率是指单位时间内增长的数量,其计算公式为增长速率=(本次总数-上次总数)/时间。
    ②“J”型曲线的开始部分≠“S”型曲线。“J”型曲线自始至终都保持指数式增长,其增长率不变而增长速率持续增加,而“S”型曲线自始至终具有环境阻力,其增长率持续减小,而增长速率先增加后减小。因此不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。
    ③种群“J”型增长的数学模型:假定种群的起始数量为n0(亲代),而且种群数量每年以一定倍数增长,第二年的数量是前一年的λ倍,则该种群第t代的数量Nt可表示为Nt=λn0。根据λ值可判断种群的动态:当λ>1时,种群呈“J”型增长;当λ=l时,种群稳定;当0

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