高中生物人教版 (2019)选择性必修2第1章 种群及其动态第3节 影响种群数量变化的因素学案

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第1章 种群及其动态第3节 影响种群数量变化的因素学案，共17页。

第3节　影响种群数量变化的因素
学习目标
核心素养
1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。
2．举例说明不同物种之间的相互作用(生物因素)对种群数量变化的影响。
3．阐明种群研究在实践中的应用。
1.科学思维：进行因果分析，如出生率和死亡率等特征与种群密度的关系，影响种群数量变化的因素等。
2．社会责任：介绍种群研究在濒危物种保护、渔业生产、有害动物防治等方面的应用，引导学生引以致用。



知识点一　影响种群数量变化的因素
1．非生物因素
(1)在自然界，种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。
①林下植物种群密度主要受光照强度的影响。
②温带和寒温带植物种子春季萌发主要受气温升高的影响；蚊类等昆虫在寒冷季节一般全部死亡主要受气温降低的影响。
③干旱缺水会使许多植物死亡，动物在寻找水源过程中也常常发生个体死亡，东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因是气候干旱。
(2)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
2．生物因素
(1)种群内部
随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制。,
(2)种群外部——种群间的关系
①捕食与被捕食的关系：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象，种群数量下降。
实例：
a．猞猁和雪兔种群数量变动的因果关系
条件
对于雪兔
条件
对于猞猁
猞猁种群
出生率
猞猁种群
死亡率
猞猁种群
数量
猞猁↓
捕食压力
减小
雪兔↑
食物充足
↑
↓
↑
猞猁↑
捕食压力
增大
雪兔↓
食物缺乏
↓
↑
↓
b．松鼠种群数量的变动与食物丰欠的关系
条件
繁殖力
产仔量
食物丰富的年份
正常繁殖
3窝/只
4～6仔/窝
食物不足的年份
20%～30%成熟雌性个体不繁殖
下降
②种间竞争关系：植物之间竞争阳光、养分等资源，动物之间竞争猎物等，导致种群数量变化。
③其他生物因素：作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。
3．思维训练——分析循环因果关系
(1)定义：在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。
(2)举例：甲状腺激素的调节、猎物和捕食者种群数量变化的相关性。

密度制约因素和非密度制约因素
(1)密度制约因素
①定义：一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。
②举例：同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因素称为密度制约因素。
(2)非密度制约因素
①定义：气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。
②举例：在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
知识点二　种群研究的应用
1．种群研究的意义
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．种群研究的应用
(1)濒危动物的保护：只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，以及影响该种群数量变化的因素，才能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策，例如降低环境阻力，提高K值。
(2)渔业方面：需要研究捕捞量与种群数量变化之间的关系。中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
(3)有害生物防治
①方法：a.适当采用化学和物理的方法控制现存的种群数量；b.通过减少种群获得食物的机会等方法降低环境容纳量。
②举例：有效保护或引入天敌生物，则有利于将有害生物种群数量控制在较低的水平。

　请分析甲状腺激素分泌的调节过程的因果关系的循环性。
提示：下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)，TRH作用于垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素(TSH)；TSH随血液循环到达甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，进而使甲状腺激素的分泌减少。在这个过程中，TRH和TSH含量增加是因，甲状腺激素含量增加是果；甲状腺激素含量增加又成为新的“因”，经过反馈调节产生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，如此循环往复，以至无穷，使血液中的甲状腺激素含量维持在相对稳定的水平。
课堂小结

笔记空间
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1．(目标1)下列描述中，没有体现非生物因素对种群数量变化影响的是(　　)
A．蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡
B．一年蓬的种群密度随林木郁闭度的增加而降低
C．引起传染病的某种病毒使某种群的种群密度降低
D．火山喷发时火山口附近的植物几乎全部死亡
答案　C
解析　蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，主要体现了气温对种群数量变化的影响，A不符合题意；一年蓬的种群密度与林冠层的郁闭度有关，即与一年蓬受到的光照强度有关，体现了阳光对种群密度的影响，B不符合题意；引起传染病的某种病毒对种群数量变化有影响，该种病毒属于影响种群数量变化的生物因素，C符合题意；火山喷发时火山口附近的植物几乎全部死亡，体现了自然灾害对种群数量变化的影响，D不符合题意。
2．(目标2)下列有关影响种群数量变化的生物因素的表述，说法正确的是(　　)
A．某林场中繁殖力极强的老鼠种群数量的增长会受密度制约
B．捕食会使某一物种灭绝
C．食物和捕食性天敌对种群数量变化影响较大，竞争者、寄生者等对种群数量变化的影响不大
D．食物、地震、火灾等是影响种群数量变化的非密度制约因素
答案　A
解析　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，客观上起到了促进种群发展的作用，B错误；竞争者、寄生者等也是影响种群数量变化的重要因素，C错误；食物是影响种群数量变化的密度制约因素，D错误。
3．(目标2)蓟马是一种靠吸取植物汁液生存的昆虫。如图是澳大利亚昆虫学家连续6年对玫瑰园中蓟马种群数量的调查结果。下列叙述中正确的是(　　)

A．在这6年间蓟马种群数量不断波动
B．蓟马种群数量多的年份，通常玫瑰数量较少
C．蓟马与玫瑰之间竞争阳光等资源
D．蓟马种群数量主要受种群内部因素的影响
答案　A
解析　种群数量经常呈现波动，其影响因素主要包括生物因素和非生物因素。蓟马是一种靠吸取植物汁液生存的昆虫，不与玫瑰竞争阳光资源，蓟马数量增加的主要原因可能是食物来源更为丰富。
4. (目标3)如图所示种群数量增长曲线，下列叙述正确的是(　　)

A．鱼类种群数量的增长不受自身种群密度的制约
B．气候条件的改变不会影响种群的环境容纳量
C．防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行
D．渔业捕捞后剩余量需控制在c点以保持最高的增长速率
答案　D
解析　由于环境资源有限，种群密度越大，种内竞争会越剧烈，从而会影响种群数量的增长，A错误；种群的环境容纳量受非生物因素(包括气候条件)的影响，B错误；c点时种群的增长速率最快，不利于防治蝗灾，C错误；c点时种群的增长速率最大，渔业捕捞后剩余量需控制在c点，有利于种群数量得到快速恢复，D正确。
5．(目标2和3)前些年，某地为了追求经济效益，将当地的原始森林改造成了人造马尾松林。随后的几年中，该人造林受到松毛虫的侵害，且危害越来越严重。林场工作人员用药物进行了局部灭虫，但效果很难持久有效。
(1)灭虫前松毛虫的数量变化整体呈“S”形增长，其增长曲线中的K/2处对应的年龄结构为________。防治松毛虫的最佳时间是________(填“K/2”“K/2之前”或“K/2之后”)。
(2)向马尾松林引入灰喜鹊，这种可以有效控制虫害的方法属于________防治，具有长效、环保和无污染的特点，而农药防治不能取得长期持续的防治效果，原因是__________________________。
(3)一般认为对某种害虫的防治主要是控制害虫种群数量，而不是彻底消灭害虫，请分析其中的循环因果关系：______________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)增长型　K/2之前
(2)生物　农药使害虫抗药性增强
(3)在该捕食关系中，不彻底消灭害虫是“因”，以害虫为食的天敌数量增加是“果”，松林被破坏导致害虫食物减少也是“果”；害虫食物不足又会成为新的“因”，害虫数量下降又是新的“果”。如此循环往复，可把害虫控制在一个较低的水平



题型一　影响种群数量变化因素的种类
[例1]　下列有关非生物因素对种群数量的叙述中，错误的是(　　)
A．光照的年节律变化是一些动物迁徙的影响因素，可以影响种群的迁入迁出
B．昆虫的孵化需要一定的温度条件，倒春寒的低温会影响春天昆虫种群的孵化率
C．生物的生存离不开水，在干旱时所有动植物种群数量都会下降
D．某些昆虫在遭受寒流时无论种群密度高低所有个体都可能死亡
解题分析　在干旱时并非所有动植物种群数量都会下降，例如气候干旱正是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因，C错误。
答案　C
[例2]　20世纪初人们将驼鹿引入一个孤岛，该种群1915～1943年的数量变化情况如下图，下列说法不正确的是(　　)

A．1915～1930年驼鹿种群数量不断增加，可能与孤岛上食物充足、没有天敌、气候适宜有关
B．1930年后驼鹿种群数量急剧下降，可能与食物匮乏、种内竞争加剧有关
C．孤岛上驼鹿的环境容纳量约为3000只，1932年驼鹿种群的年龄结构为衰退型
D．食物和天敌对种群数量的作用强度与种群的密度是相关的，它们是密度制约因素
解题分析　由图可以看出，驼鹿迁入后，由于食物充足，没有敌害、气候适宜，1915～1930年驼鹿种群数量不断增加，A正确；1930年前驼鹿种群数量急剧增加，引发食物资源短缺、种内竞争加剧，进而导致生存环境利用过度，可能造成破坏，环境容纳量下降，所以1930年后驼鹿数量急剧下降，B正确；图中数据无法判断孤岛上驼鹿的环境容纳量，C错误。
答案　C

生存环境(包含非生物因素和生物因素)改变与K值的关系：生存环境条件变好，环境阻力减小，K值增加；生存环境条件变差，环境阻力增大，K值减小。
题型二　K值和K/2值的应用
[例3]　如图表示出生数量、死亡数量和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是(　　)

A．在K/2时控制有害动物最有效
B．图示规律可作为控制人口增长的依据
C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
解题分析　在K/2时，种群的净补充量最大，因此对于有害动物不宜在此时防治，A错误；该图示不能作为控制人口增长的依据，因为人类与自然种群不同，受其他因素如计划生育的影响，B错误；该图可用于实践中估算种群最大净补充量，用于指导生产实践，C正确；在接近K值时捕捞鱼类使其数量维持在K/2，得到最大日捕获量，D错误。
答案　C


　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

[单项选择题]
知识点一　影响种群数量变化的因素
1.种群数量变化受环境因素的影响。据此判断，下列表述正确的是(　　)
A．林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降
B．只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量
C．气候干旱不一定会导致种群数量减少
D．非生物因素对种群数量变化的影响是独立的，互不影响的
答案　C
解析　林下光照较弱时阴生植物的种群数量可能上升，A错误；影响迁入率和迁出率的环境因素也能影响种群数量，B错误；气候干旱的条件下，东亚飞蝗种群呈爆发式增长，C正确；非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的，D错误。
2. 如图为自然界中某动物种群数量动态变化示意图，下列相关叙述正确的是(　　)

A．该种群的环境容纳量为2000只，该值的大小受到气候等各种非生物因素的影响
B．t2时该种群的年龄结构为稳定型
C．t1时该动物种群数量达到最大值，以该种群为食的天敌数量也达到最大值
D．t1～t2时种群数量变化既与食物、天敌等生物因素有关，也与温度等非生物因素有关
答案　D
解析　环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，而非种群能达到的最大数量，故该种群的环境容纳量小于2000只，环境容纳量的大小受生物因素、非生物因素共同影响，A错误，D正确；从曲线图可以看出，t2时刻之后，种群数量又开始增加，则t2时该种群的年龄结构为增长型，B错误；t1时该动物种群数量达到最大值，以该种群为食的天敌食物充足，后期会出现出生率升高、死亡率降低的现象，故t1时该动物种群数量达到最大值时，其天敌数量还未达到最大值，C错误。
3. 为除去某种害虫而引入捕食性蜘蛛后，对害虫和蜘蛛两个种群进行调查，得出如图所示的结果，下列叙述正确的是(　　)

A．A期间若对害虫施杀虫剂，蜘蛛的数量将增加得更快
B．B期间蜘蛛减少的主要原因是食物不足
C．C期间的平衡状态与A期间和B期间中发生的两个种群的相互作用没有关系
D．图中所示的害虫和蜘蛛的关系是种间竞争
答案　B
解析　A期间若对害虫施杀虫剂，则害虫数量减少，蜘蛛由于食物的来源减少而导致其数量的增加变慢，甚至减少，A错误；B期间害虫数量减少，导致蜘蛛的食物不足，进而引起蜘蛛数量减少，B正确；C期间的平衡状态与A期间和B期间发生的两个种群间的捕食与被捕食的相互作用密不可分，C错误；由题意“引入捕食性蜘蛛”可知，图中所示的害虫和蜘蛛的关系是捕食，D错误。
4．在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈周期性的波动，如下图所示的模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。下列叙述错误的是(　　)

A．甲为捕食者，乙为被捕食者
B．甲、乙二者相互制约，互为因果
C．去除甲后，乙的数量仍然可能呈现周期性波动
D．该模型能精确反映自然生态系统中各种群的变化情况
答案　D
解析　根据乙先增加先减少，甲随后增加随后减少，可判断甲为捕食者，乙为被捕食者，A正确；捕食者和被捕食者相互制约，互为因果，捕食者数量增加，会导致被捕食者数量减少，被捕食者数量减少会限制捕食者的数量增加，B正确；由于乙的天敌可能不只有甲一种，所以去除甲后，乙的数量仍然可能呈现周期性波动，C正确；该模型为曲线图，可以直观地反映出种群数量的增长趋势，但不能精确地反映自然生态系统中各种群的变化情况，D错误。
5．甲、乙两图分别表示大草履虫和双小核草履虫单独培养(甲)和混合培养(乙)时的种群增长速度。下列有关叙述错误的是(　　)

A．双小核草履虫和大草履虫因为争夺食物而相互抑制
B．双小核草履虫是大草履虫的捕食者
C．双小核草履虫对环境的适应性更强
D．双小核草履虫影响了大草履虫的K值
答案　B
解析　双小核草履虫和大草履虫是种间竞争关系，存在食物、空间等的竞争，A正确，B错误；乙图显示双小核草履虫在竞争中获胜，对环境的适应性更强，C正确；从乙图可知混合培养使大草履虫的K值减小，D正确。
6．影响种群个体数量变化的因素很多。有些因素的作用是随种群密度而变化的，这种因素被称为密度制约因素；有些因素虽对种群数量起限制作用，但其作用强度和种群密度无关，被称为非密度制约因素。下列叙述不正确的是(　　)
A．遭遇寒流时，某昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡，寒流是非密度制约因素
B．森林中，害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动，体现密度制约因素影响种群数量
C．持续38 ℃高温可以引起蚜虫种群数量的急剧下降，高温属于密度制约因素
D．在“S”形曲线中，随种群密度的增大，种群受食物短缺的影响越大，食物短缺属于密度制约因素
答案　C
知识点二　种群研究的应用
7. 假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是(　　)

A．甲点对应的种群数量 B．乙点对应的种群数量
C．丙点对应的种群数量 D．丁点对应的种群数量
答案　D
解析　在由甲点到丙点时，种群数量的增长速率上升，种群数量在增长；丁点时种群增长速率虽然下降，但种群增长速率仍然大于0，种群数量仍然在增加，在该点时开始捕获，捕获后使得种群数量降到时，种群增长速率达到最大，更新能力更强，可实现持续发展。
8．下图表示在采用不同网目(网眼直径)和不同捕捞强度时对大西洋鳕鱼捕获量的影响。下列相关分析中不正确的是(　　)


A．调查鳕鱼的种群密度可以采用标记重捕法
B．持久保持捕捞强度2会导致鳕鱼的种群数量不断减少
C．保持捕捞强度1，同时用大网目捕鱼，更有利于保持鱼群的持续发展
D．保持捕捞强度2，同时用中网目捕鱼，能使鱼群的年龄结构更接近稳定型
答案　D
解析　活动能力强和活动范围广的动物采用标记重捕法来估算种群密度，A正确；据图分析，持久保持捕捞强度2会导致鳕鱼的种群数量不断减小，甚至消失，B正确；保持捕捞强度1使得种群数量处于动态平衡，160 mm的大网目捕鱼时，更有利于保持鱼群的持续发展，C正确；保持捕捞强度2，用中网目捕鱼，种群数量减少，使鱼群的年龄结构更接近衰退型，D错误。
9．研究种群数量的变化规律及影响因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．自然生态系统中的种群数量，多数是“S”形增长，极少数是“J”形增长
B．通过治理环境，降低环境容纳量，是有害动物防治的最持久有效，而且不产生污染的措施
C．濒危动物保护措施中的建立自然保护区，其原理是改善栖息环境，提高其K值
D．自然生态系统中的种群数量增长曲线，多数是“S”形增长的原因是天敌总是无处不在
答案　D
解析　濒危动物保护措施中的建立自然保护区，原理是改善其栖息地，提高环境容纳量，是保护濒危动物的根本措施，C正确；自然生态系统中自然界的资源和空间是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高，因此在自然环境中生物的种群增长曲线不是“J”形曲线，而是一个“S”形曲线，D错误。
[非选择题]
10．2020年春，一场历史罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，给农业生产带来巨大损失。
(1)春夏时节，田间各种植物种群数量迅速增长，这些植物种群数量的增加除与温度升高有关外，还受到________等非生物因素的影响，这一实例说明________________________________________。
(2)蝗虫等动物种群在春夏时节数量增加除与上述非生物因素有关外，食物、天敌等生物因素也是重要的影响因素。请尝试根据影响种群数量变化的生物因素提出两种可有效防止蝗灾爆发或治理蝗灾的具体方法。
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(3)下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。曲线a～b段，飞蝗数量呈现爆发式增长，从影响种群数量变化的因素考虑，其原因可能是________；b～c段，种群增长速率逐渐________，出生率________(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率；为有效防止蝗灾，应在________点之前及时进行控制。

答案　(1)光照、水分(或日照延长、降水增多)　非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
(2)在蝗虫易爆发区种植蝗虫不喜食的作物，减少蝗虫的食物来源防止蝗灾爆发；引入蝗虫的天敌如鸭等治理蝗灾(合理即可)
(3)气候干旱　减小　大于　b
解析　(1)春夏时节，气温升高、日照延长、降水增多等因素利于植物种子萌发及生长，多数植物种群数量增加，这说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
(2)影响种群数量变化的生物因素有食物、天敌、竞争者、引起传染病的病菌等，可从不同方面提出具体措施。注意此处要对农作物进行保护，不能引入竞争者来降低蝗虫种群数量。
(3)气候干旱是蝗灾爆发的重要原因。图示b～c段种群数量增加，出生率大于死亡率，但种群增长速率不断减小。为有效防止蝗灾，应在b点之前进行控制。
11．如图是某物种迁移到一个新环境后，某种群数量的变化情况。

(1)食物等生物因素随种群密度的增大对该种群增长的限制越来越________，属于______________。
(2)若此图表示池塘中某些鱼类种群的增长曲线，希望长期获得较高的产量，每次捕捞后该种鱼的数量需保持在________点左右，原因是________________________________。
(3)若此图表示某地老鼠种群数量变化，如果灭鼠时只采用杀死的办法，采取措施后老鼠的数量会很快恢复到原有的数量。请你依图提出更有效的控制鼠害的方案：________________________________________。
(4)该物种的进入可能会对当地其他生物的K值产生影响，说出一种影响并加以解释：__________________________________________________。
答案　(1)强　密度制约因素
(2)b　既能捕获一定数量的个体，又能使鱼类种群数量尽快地增长和恢复
(3)增加老鼠生存环境阻力(可从食物来源、生活场所、天敌等方面考虑)，使其环境容纳量降低
(4)与其他生物竞争资源和空间，因而使其他生物的K值降低；为其他生物提供了资源和空间，因而使其他生物的K值升高；对其他生物的资源和空间影响不大，因而基本不影响其他生物的K值(有多种可能，答出一种即可)
解析　(1)在K值之前随时间的延长，种群数量越来越多，受食物、天敌等的限制作用会增强，这些因素的作用与该种群的密度是相关的，属于密度制约因素。
(2)在捕捞后为了尽快恢复种群的数量，种群的增长速率应保持最大，所以捕捞后种群数量应保持在K/2。
(3)控制鼠害的最根本措施就是降低环境容纳量。