高考生物复习选择性必修二第九单元第二十七讲种群及其动态课件

这是一份高考生物复习选择性必修二第九单元第二十七讲种群及其动态课件，共60页。PPT课件主要包含了3标记重捕法，续上表，“λ”曲线的分析，关于K值，答案B，实验原理，实验流程，结果分析，答案C，答案A等内容，欢迎下载使用。

第27讲　种群及其动态 【课标要求】　1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。2.尝试建立数学模型解释种群的数量变化。3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。4.实验：探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。
考点一　种群的数量特征
1．种群的概念在一定空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。2．种群密度的概念及数量特征(1)种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。
提醒：种群数量多，种群密度不一定大。
(2)种群的数量特征。
①种群密度是种群最基本的数量特征。②直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。③年龄结构指种群中各年龄期的个体数目的比例，其在一定程度上能预测种群数量变化的趋势。年龄结构是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。
④性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。
提醒：种群数量变化的特殊实例①城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。②某国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。③利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率。④将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交配——降低出生率。
3．种群密度的调查方法(1)逐个计数法：适合分布范围较小，个体较大的种群。(2)样方法。
注：这里的N1、N2等指的是样方的种群密度，而不是指样方的个体数量。
②若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群就再次被捕获，且在被标记个体密集处被捕获等)造成b偏大，则A偏小。③若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。(4)黑光灯诱捕法：对于趋光性的昆虫，还可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查种群密度。(5)抽样检测法：对于酵母菌等微生物可以用抽样检测法调查种群密度。(6)调查种群数量的其他方法：①用红外触发相机拍摄照片和视频。②根据动物的粪便特征计数。③通过动物的声音特征进行计数。
1．与种群有关的4个易错点(1)种群数量≠种群密度：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。(2)年龄结构为稳定型的种群，其种群数量不一定保持稳定，因为出生率和死亡率还与气候、食物等有关。此外，迁入率和迁出率也与种群数量有关。(3)样方法并非只适用于植物种群密度的调查，对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵的种群密度也可用样方法调查。(4)“S”形曲线的开始部分≠“J”形曲线。“J”形曲线自始至终都保持指数式增长，而“S”形曲线自始至终都具有环境阻力，因此不能认为“S”形曲线的开始部分是“J”形曲线，只能说比较接近。
2．样方法与标记重捕法的比较与误差分析(1)样方法与标记重捕法的比较。
(2)样方法与标记重捕法的误差分析。①样方法误差归纳。a．未做到“随机”取样。b．未找到“分布比较均匀”的地块，导致数量“过密”或“过稀”。c．未对“多个”样方取平均值。d．样方边线上的个体未做到“计上不计下，计左不计右”，而是全部统计。②标记重捕法误差分析。
考向2　结合种群与群落、生物多样性的关系，考查科学探究2．(2022·广东高三联考)科研人员研究了在繁殖季节鄱阳湖国家湿地公园鸟类栖息地植物群落特征对单位面积中某种水鸟的影响，部分结果如图所示。回答下列相关问题：
(1)鄱阳湖国家湿地公园共记录草本植物100多种，具体的记录有藜蒿、野芹菜等，该过程用到的统计方法为______________。从种群数量特征的角度考虑，直接影响水鸟种群密度的因素有________________________________________。(2)鄱阳湖的藜蒿为菊科蒿属植物，具有清香气味。当地人对藜蒿情有独钟，每逢正月，几乎每家每户的饭桌上都会飘着藜蒿炒腊肉的香气，这体现了鄱阳湖国家湿地公园生物多样性的________价值，该价值通常________(填“大于”“等于”或“小于”)其对气候影响的价值。(3)据图分析，植物群落的高度与该种水鸟繁衍的关系最可能是________________________________________________________________________________________；由此可知，为保护该种水鸟，公园管理人员可以____________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)记名计算法一般适合个体较大的生物。直接影响水鸟种群密度的因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率。(3)据图可得出的结论是植物群落过高不利于(会影响)该种水鸟繁衍。
答案：(1)记名计算法　出生率和死亡率、迁入率和迁出率(2)直接　小于(3)植物群落过高不利于(会影响)该种水鸟繁衍(答案合理即可)　定期修剪公园植被，防止植被过高(答案合理即可)
考点二　种群数量的变化及影响因素
1．种群数量变化的研究方法(1)研究方法：构建数学模型，其是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(2)一般步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→检验或修正。(3)表达形式。①数学公式：科学、准确，但不够直观。②曲线图：直观，但不够精确。
2．种群的“J”形增长和“S”形增长曲线比较
3.种群数量的波动(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
4．影响种群数量变化的因素
提醒：①K值是可变的。当环境条件改善时，K值会增大，反之，则减小。②非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。如温度、光照、降水会共同影响某种群的数量变化。③根据某种因素对种群数量的作用强度是否与种群密度相关，可将影响种群数量变化的因素分为密度制约因素和非密度制约因素。
5．种群研究的应用(1)意义：研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。(2)应用。①有利于濒危动物的保护并采取合理的保护对策。
③在有害生物防治中的应用：既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又可以通过引入天敌、减少食物等方法，降低其环境容纳量。
(1)a段——λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。(2)b段——λ尽管下降，但仍大于1。此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。(3)c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。(4)d段——λ<1，种群数量逐年下降。(5)e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。
(1)K值并不是种群数量的最大值。K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大数量。种群数量所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境会遭到破坏。(2)K值不是一成不变的。K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。
3．关于种群研究的应用
考向1　结合种群增长曲线分析，考查科学思维1．(2022·广东大湾区联合模拟)MacArthur和Wilsn(1967)从物种适应性出发，认为物种总是面对两个相互对立的进化途径，各自只能择其一才能在竞争中生存下来：一种是高生育力但无亲代抚育(r选择)：一种是低生育力但有亲代抚育(K选择)。Suthwd(1974)用图解(如图)表述了它们的区别，图中横坐标为某物种在时间t的个体数量Nt，纵坐标为时间t＋1的个体数量Nt＋1，虚线(45°角)表示Nt＋1/Nt＝1。回答下列问题：
(1)在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但由于____________________总是有限的，当种群密度增大时，____________就会加剧，这就会使种群的出生率降低，死亡率升高。K选择物种对种群数量调节的机制称为__________________________。(2)K选择曲线与虚线有两个交点(X和S)，S处的两个收敛箭头表示个体数量高于或低于S点时，都要趋向于S，故该点可视为种群的________________。X处的两个发散箭头表示个体数量高于X时还可回升到S，但低于X时，则必然走向灭亡。据此解释目前地球上很多珍稀动物濒临灭绝的原因：____________________________________________________________________________________________________。(3)r选择物种的种群死亡率主要是由环境变化引起的；K选择物种的种群死亡率主要是由密度制约因素引起的。由此推测：细菌、昆虫及小型的哺乳动物如鼠类等，属于______选择物种。对于r选择物种来说，生物防治手段如天敌因素对控制种群数量所起的作用是__________(填“显著”或“不显著”)的。
解析：(1)由图可以看出，K选择物种曲线是典型的“S”形曲线，对种群的数量调节机制为负反馈调节。(2)由图可知，K选择物种种群数量呈“S”形曲线增长，K选择物种的种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，即环境所能容纳的该种群的最大值，称为环境容纳量。只有K选择曲线有X点。濒危动物会走向灭绝，说明其属于K选择物种，生育力低，但有亲代抚育，当种群数量一旦低于X，就不可能再恢复，从而不可避免地继续下降，直到灭亡。(3)细菌、昆虫及小型的哺乳动物如鼠类等种群的死亡率主要由环境变化影响，故属于r选择物种。对于r选择物种来说，生物防治手段不能影响环境因素，对控制其种群数量所起的作用不显著。
答案：(1)资源和空间等环境条件　种内竞争　反馈或负反馈(2)环境容纳量或K值　濒危动物属于K选择种群，生育力低，当种群数量一旦低于X，就不可能再恢复，从而不可避免地继续下降，直到灭亡(3)r　不显著
考向2　结合种群数量的变化及应用，考查科学思维2．(2022·浙江温州)河蚬是一种软体动物，是湖泊底栖动物常见种群，也是鱼类的优良天然饵料。科研小组调查(每月月初调查)了某湖泊一年内河蚬的种群密度和生物量，结果如下图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．河蚬的环境容纳量约为90个/m2B．河蚬个体7月份生长速度大于4月份C．河蚬的种群数量在一年内呈周期性波动D．4月河蚬的生物量为前一年次级生产量的积累量
解析：种群密度数量达到K值后，种群数量在K值附近波动，从图中看出，河蚬的种群密度最大为90个/m2，所以河蚬的环境容纳量低于90个/m2，A项错误；从图中看出，7月份生物量的增加量/种群密度的值大于4月份，即个体增加少，但生物量增加较多，所以河蚬个体7月份生长速度大于4月份，B项正确；比较4月份和3月份的种群密度，可以发现3月份的密度小于4月份，所以种群数量在减少，而不是周期性波动，C项错误；河蚬属于消费者，所以4月河蚬的生物量为以前次级生产量的积累量，而不是前一年次级生产量的积累量，D项错误。
考向3　围绕影响种群数量变化的因素，考查科学思维3．(2022·湖北罗田县一中)研究发现，鹞鹰对不同种群数量的鸽群发起攻击的成功率是不同的。请据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．鸽群防御能力的大小与鹞鹰攻击成功率呈负相关B．根据“精明的捕食者策略”分析，鹞鹰的存在对鸽群的发展是不利的C．鹞鹰攻击成功率随着鸽种群数量的增加而减小，说明种内互助有利于物种的生存和繁衍D．鹰的种群数量下降，鸽的种群数量先升后降，之后会趋于相对稳定
解析：由柱形图可知，鸽群防御能力的大小与鹞鹰攻击成功率呈负相关，A项正确；捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用，因此鹞鹰的存在对鸽群的发展是有利的，B项错误；柱状图表明随着鸽的种群数量增加，鹰的攻击成功率下降，说明种内互助有利于种群的生存和繁衍，C项正确；据图分析可知，捕食者鹰的种群数量下降，被捕食者鸽的种群数量先升后降，之后会趋于相对稳定，D项正确。
考点三　实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
①将含有酵母菌的培养液滴在计数板上盖玻片边缘，让培养液自行渗入，用滤纸吸去多余的培养液；②待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，在显微镜下计数一个小方格内酵母菌的数量；③估算1 mL培养液中酵母菌总数
(1)开始一段时间内，酵母菌的增长符合“S”形曲线增长模型。(2)de段曲线下降的原因可能有营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等。
1．实验注意事项及分析(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。(3)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。(4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有4～5个酵母菌细胞为宜。(5)该实验中，应先将盖玻片盖在载玻片上，在盖玻片一侧滴加酵母菌培养液，让培养液慢慢渗入。
(6)每天计数酵母菌数量的时间要固定。结果记录最好用记录表，如下：
2.血细胞计数板及相关计算(1)血细胞计数板(如下图所示)。
(1)血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图A所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。另外，中央大方格以细线等分为25个中方格(如图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。(2)计算公式：①在计数时，先统计5个中方格(如图B所示)中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000 A·B。
考向1　围绕实验过程和结果分析，考查科学思维1．(2021·福建卷)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”(实验Ⅰ)和“培养液中酵母菌种群数量的变化”(实验Ⅱ)的叙述，正确的是(　　)A．实验Ⅰ、实验Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析B．实验Ⅰ、实验Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO2C．实验Ⅰ中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊D．实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
解析：实验Ⅰ不需要将实验结果转化为数学模型进行分析，可以根据液滴的移动情况判断酵母菌的细胞呼吸方式，A项错误；实验Ⅱ中二氧化碳不是影响种群数量变化的因素，不会干扰实验结果，所以不需要通气前用NaOH去除空气中的CO2，B项错误；实验Ⅰ中，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产物中都有二氧化碳，所以都能使澄清石灰水变浑浊，C项正确；实验Ⅱ中，用血细胞计数对酵母菌计数时，应先放置盖玻片，在盖玻片的边缘滴加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，再吸去多余培养液，最后进行计数，D项错误。
考向2　结合实验的拓展与应用，考查科学探究2．(2022·重庆缙云教育联盟)某研究性学习小组为探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化，进行了实验，实验操作步骤如下。第一步：配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。第二步：利用多套相同装置，按下表步骤操作。
第三步：用血细胞计数板计数装置中起始酵母菌数目，做好记录。第四步：将各装置放在相同且适宜的条件下培养。第五步：连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。回答下列问题：(1)改正实验操作步骤中的一处错误：______________________________。(2)某同学第5天在使用血细胞计数板计数时的做法如下：①振荡摇匀试管，取1 mL培养液并适当稀释(稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液)。②先将__________放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液__________________________，制作好临时装片。③显微镜下观察计数：在观察计数时只计________(填“被”或“不被”)染成蓝色的酵母菌。
(3)如所使用的血细胞计数板有16个中方格，每个中方格中有25个小方格，计数室的总容积为0.1 mm3(1 mL＝1 000 mm3)。请推导出1 mL培养液中酵母细胞个数的计算公式：1 mL培养液中酵母细胞个数＝____________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)该实验中要注意在每天同一时间取样(第五步中应每天同一时间取样)，否则会由于取样时间不同而影响结果的准确性。(2)②在计数时，应先盖上盖玻片，然后滴加培养液，多余的培养液用吸水纸吸去；③活的酵母菌不能被台盼蓝染液染色，故计数时只计不被染成蓝色的酵母菌。(3)血球计数板有16个中方格，每个中方格中有25个小方格，即总共有16×25＝400个小方格。计数室的容积为0.1 mm3 (1 mL＝1 000 mm3)，每个小方格的体积为0.1/400 mm3，因此酵母细胞个数/1 mL＝平均每个小方格的酵母菌数÷每1个小方格容积×稀释倍数＝平均每个小方格的酵母菌数×400×104×稀释倍数。
答案：(1)第五步中应每天同一时间(定时)取样(2)②盖玻片　用滤纸(吸水纸)吸去　③不被(3)平均每个小方格内酵母细胞个数×400×104×稀释倍数
高考真题体验 1.(2022·山东卷)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1 000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为(　　)A．2×104条　　　　　　B．4×104条C．6×104条 D．8×104条
解析：假设该种群总数为x，则有1 000/x＝950/(x－1 000)，计算得出x＝2×104，即该鱼塘中鱼的初始数量为2×104条，A项正确，B、C、D项错误。
2．(2022·全国甲卷)在鱼池中投放了一批某种鱼苗，一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如下图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖，则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是(　　)
A．甲、丙、乙 B．乙、甲、丙C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲
解析：随着时间变化，曲线甲先增加后减少，曲线乙呈“S”形，曲线丙下降。在池塘中投放一批鱼苗后，由于一段时间内鱼没有繁殖，而且一部分鱼苗由于不适应环境而死亡，故种群数量下降，如曲线丙；存活的个体重量增加，如曲线乙，种群总重量先增加后由于部分个体死亡而减少，如曲线甲。综上可知，D项正确。
3．(2021·广东卷)下图示某S形增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是(　　)
A．a B．bC．c D．d
解析：当种群密度增大时，种内竞争会加剧，捕食者数量也会增加，使种群的出生率降低，死亡率增高；由题图可知，b点之前，出生率大于死亡率，种群密度增加，b点时，出生率等于死亡率，种群数量不再增加，表示种群数量已达到环境容纳量(K值)。故选B。
4．(2022·湖南卷)入侵生物福寿螺适应能力强、种群繁殖速度快。为研究福寿螺与本土田螺的种间关系及福寿螺对水质的影响，开展了以下实验：实验一：在饲养盒中间放置多孔挡板，不允许螺通过，将两种螺分别置于挡板两侧饲养；单独饲养为对照组。结果如下图所示。实验二：在饲养盒中，以新鲜菜叶喂养福寿螺，每天清理菜叶残渣；以清洁自来水为对照组。结果如下表所示。
注：水体浑浊度高表示其杂质含量高。回答下列问题：(1)野外调查本土田螺的种群密度，通常采用的调查方法是________。(2)由实验一结果可知，两种螺的种间关系为________。(3)由实验二结果可知，福寿螺对水体的影响结果表现为______________________________________________________________________________________________。
(5)福寿螺入侵所带来的危害警示我们，引种时要注意_____________________________________________________________________________ (答出两点即可)。