高中生物高考专题17 种群和群落-2021年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳

专题17 种群和群落第一讲 种群的特征和数量变化一. 种群的概念：在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。二.种群的数量特征：1．种群密度(1)概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数。是种群最基本的数量特征。(2)调查方法(1)样方法：(2)标志重捕法：①适用范围：活动能力强、活动范围大的动物。②计算公式：N/M＝n/m(N为种群数量，M为标记个体数，捕捉数量为n，被捕捉个体中被标记个体数为m)。调查种群密度的方法比较：2．年龄组成（预测种群密度的变化趋势）A：增长型，B：稳定型，C：衰退型。②根据上图分析各年龄组成类型的特点以及种群密度变化的趋势。3．出生率和死亡率、迁入率和迁出率例如：若某城市2012年出生10人，死亡2人，迁入20人，迁出13人，该城市总人口数为1 000人。(1)出生率＝新出生的个体数目÷个体总数＝10‰(2)死亡率＝死亡的个体数目÷个体总数＝2‰(3)迁入率＝迁入的个体数目÷个体总数＝20‰(4)迁出率＝迁出的个体数目÷个体总数＝13‰4．性别比例种群中雌雄个体数目的比例。eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(♀>♂→增长快,♀≈♂→相对稳定,♀<♂→增长慢))种群密度出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。三．空间特征—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(①均匀分布型：如稻田中水稻的空间分布。,②随机分布型：如田野中某种杂草的空间分布。,③集群分布型：如瓢虫的空间分布。)) 均匀性分布型 随机分布型 集群分布型 四、存活曲线1、类型Ⅰ（凸型）：如：人类，很多高等动物 2、类型Ⅱ（对角线型）：如：水螅，一些鸟类和小型哺乳动物 3、类型Ⅲ（凹型）：如：牡蛎和树蛙种群数量的变化一、种群增长的“J”型曲线（1）条件：在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下（2）特点：种群内个体数量连续增长；增长率不变计算公式：Nt= N0λt λ代表增长倍数，不是增长率，λ>1时种群密度增大λ＝1时种群密度保持稳定λ<1时种群密度减小，“J”型增长时，λ>1二、种群增长的“S”型曲线： （1）条件：有限的环境中，种群密度上升，种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加（2）特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值（K值）时，种群个体数量将不再增加；种群增长率变化，K/2时增速最快，K时为02. K值与eq \f(K,2)在实践中的应用(1)K值的应用①对野生生物资源的保护措施：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。②对有害生物的防治措施：增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。(2)K/2值的应用①对资源开发与利用的措施：种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。②对有害生物防治的措施：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，会导致该有害生物成灾)。最大捕捞量≠最大日捕获量，如eq \f(K,2)时捕捞可持续获得最大捕捞量，但不能获得最大日捕获量——最大日捕获量应处于种群密度最大时。阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分。种群数量变化的实验探究(以培养液中酵母菌种群变动为例)1．实验原理(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。2．实验流程(1)eq \x(酵母菌培养)类型、条件,eq \x(液体培养基，无菌条件)　(2)eq \x(振荡培养基)目的,eq \x(酵母菌均匀分布于培养基中)　(3)eq \x(观察并计数)―→ 每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数　　　(4)eq \x(重复(2)、(3)步骤)―→eq \x(连续观察7天，统计数目)　eq \x(绘图分析)―→eq \x(将所得数值用曲线表示出来，得出酵母菌种群数量变化规律)该探究实验应注意的问题(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”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)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(4)溶液要进行定量稀释。(5)计算1 mL菌液的数量。结果的记录最好用记录表。表格如下：3．表达和交流根据实验数据可得右图所示曲线。增长曲线的总趋势是先增加再降低。原因是在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。(2)影响酵母菌种群数量的因素可能有养分、温度、pH及有害代谢废物等。群落的结构和演替一、生物群落1、概念：在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。2．物种组成(1)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。(2)丰富度：①概念：群落中物种数目的多少。②常用统计方法：记名计算法和目测估计法二、生物群落中的种间关系 种间互助：互利共生 种间斗争： 包括竞争、捕食、寄生三、　群落的空间结构(1)群落空间结构的类型：垂直结构和水平结构。(2)决定群落空间结构的主要因素：①植物分层：阳光。②动物分层：栖息空间和食物条件。 = 3 \* GB3 ③影响水平结构因素：土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。垂直结构为群落的空间结构，种群内部无垂直结构，如一片玉米地中植株高矮不齐，不能称之为垂直结构。四、群落形成一定结构的意义：提高了生物利用环境资源的能力。菟丝子缠绕在豆科植物茎上群落的演替一、群落演替的概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。演替并不是“取而代之”：演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。二、群落演替的特点：群落的演替是有规律的或有序的。演替不是一个无休止的过程：任何环境下的演替都要最终达到一个成熟阶段，这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态三、群落演替的类型：1、初生演替：(1)定义：是指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被，但被彻底消灭的地方发生的演替(2) 过程：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段(3) 举例：如在火山岩、冰川泥、沙丘上进行的演替。2、次生演替：(1)定义：是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其它繁殖体的地方发生的演替(2)举例：如在火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。2．初生演替和次生演替的比较 (3)群落演替的结果最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。如在干旱的荒漠地区很难形成森林。注意：人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行坐标图中捕食者和被捕食者的判断(1)看曲线上升和下降的先后关系，一般先上升或下降的曲线代表被捕食者。(2)看曲线峰值的高低，一般曲线峰值高的是被捕食者，另外，被捕食者的个体一般也比捕食者的小，所以被捕食者的数量相对较多。右图曲线中a为被捕食者，b为捕食者。捕食与种内斗争要区分开 大鲈鱼吃小鲈鱼，这属于种内斗争。捕食属于种间关系适用范围植物、活动范围小的动物取样关键随机性常用取样法五点取样法、等距取样法方法标志重捕法样方法显微计数法取样器取样法对象活动范围大的动物植物或活动范围小的动物（如蚜虫、跳蝻和虫卵）肉眼看不见的微生物（或血细胞）活动能力强身体微小的土壤小动物计算标记总数/种群内个体总数=重捕中被标记的个体数/重捕总数设各样方的种群密度分别为n1，n2，n3，nm, 则种群密度= （n1+n2+n3+…+nm）/m计数室体积为0.1mm3（10-4ml），1ml样液中个体数=每小格中个体数×10-4×稀释倍数  = 1 \* GB3 ①记名计算法 = 2 \* GB3 ②目测估计法注意 = 1 \* GB3 ①调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象； = 2 \* GB3 ②标志物不能醒目； = 3 \* GB3 ③不能影响被标志对象的正常生理活动； = 4 \* GB3 ④标志物不易脱落，能维持一定时间 = 1 \* GB3 ①随机取样； = 2 \* GB3 ②样方的大小适中：乔木100m2、灌木16 m2、草本1 m2； = 3 \* GB3 ③样方数量不易太少； = 4 \* GB3 ④一般选易辨别的双子叶植物 = 5 \* GB3 ⑤常用五点取样法和等距取样法 = 1 \* GB3 ①该实验需要重复但不需要对照（自身对照）； = 2 \* GB3 ②浓度过大需做稀释处理； = 3 \* GB3 ③吸取前需振荡摇匀； = 4 \* GB3 ④计数板使用：先盖盖玻片→吸培养液→ 滴盖玻片边缘→ 自行渗入→ 吸去多余培养液→ 片刻后待沉降到室的底部→ 观察计数 ； = 5 \* GB3 ⑤压线计数规则：计数左、上线及夹角处类型各年龄分布种群密度变化趋势A幼年个体多、老年个体少增大B各年龄个体比例适中基本不变C幼年个体少、老年个体多减小关系名称数量坐标图能量关系图特点举例互利共生相互依赖，彼此有利。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化地衣，大豆与根瘤菌寄生对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好蛔虫与人，噬菌体与被侵染的细菌竞争数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，则如图b。A、B起点相同，为同一营养级牛与羊，农作物与杂草捕食一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。AB起点不相同，两种生物数量(能量)存在差异，分别位于不同的营养级狼与兔，青蛙与昆虫　　类型内容 　　初生演替次生演替起点原先从没有过植被，或虽存在过植被，但被彻底消灭了的环境原有群落环境只是失去了原有植被，但原有土壤条件基本保留时间经历的时间长经历的时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键演替方向演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的能 量一般总生产量增加，群落的有机物总量增加结 构一般生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂稳定性演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，一般稳定性越来越高