高考生物二轮复习专题5生物与环境第1讲种群和群落课件

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1.种群的特征(Ⅰ)。2.种群的数量变化(Ⅱ)。3.群落的结构特征(Ⅰ)。4.群落的演替(Ⅰ)。
主干知识梳理ZHU GAN ZHI SHI SHU LI
1.种群(1)判断种群的三要素a.同一地点：个体间不存在地理隔离。b.同种生物：个体间没有生殖隔离。以上两个要素保证了种群内个体间能进行基因交流，具有同一个基因库。c.全部个体：具有年龄组成和性别比例等特征。(2)种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。(3)种群的特征包括数量特征(种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄组成等)和空间特征(集群型分布、随机型分布和均匀型分布等)。
(4)种群密度的调查方法有多种，对于数量少的种群可以采取直接计数法，对于数量很多的种群可以采取估算法。样方法和标志重捕法都是估算法，得出的不是真实值。(5)不是所有种群都有全部的五大数量特征，如：没有性别分化的生物种群不具有性别比例特征；封闭的海岛上的生物种群不具有迁入(出)率特征。(6)种群数量的变化包括增长、波动和下降等多种形式，其中种群数量的增长模型包括不受密度制约的“J”型增长和受密度制约的“S”型增长。
2.群落(1)判断群落的三要素：同一时间、同一地点、全部生物。(2)群落水平上研究的问题包括群落的范围和边界、物种组成(丰富度、优势种)、种间关系、空间结构、群落演替等。(3)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，优势种是群落命名的重要依据。(4)群落内的各种生物间通过复杂的种间关系形成一个有机的整体。种间关系包括种间斗争(寄生、竞争、捕食等)和种间互助(互利共生等)。(5)群落的垂直结构是不同垂直方向上生活着不同的生物种群，提高了群落利用阳光等环境资源的能力；水平结构是水平方向上不同生物种群呈镶嵌分布。
(6)群落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。此时物种与环境之间高度协调，能量和物质的利用率高，生态系统抵抗力稳定性也高。(7)群落演替并不是“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，乔木虽占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
1.用样方法调查估算种群密度时，取样的关键是要做到“随机取样”，而且应以所有样方种群密度的平均值作为种群密度估计值(　　)2.用性引诱剂诱杀雄性害虫，破坏的是种群的年龄组成(　　)3.从理论上讲，第二次捕捉时动物躲避捕捉的能力增强，所以调查的种群数量比实际数量要偏小(　　)4.环境条件适宜时，物种入侵后的初期，种群数量增长方式类似于“J”型增长(　　)5.“J”型增长中，种群的年龄组成都是增长型，在“S”型增长中，当种群数量达到K值时种群的年龄组成为稳定型(　　)6.一个生态系统中所有的生产者和消费者构成了这个生态系统中的生物群落(　　)7.单位面积或体积中某物种的个体数量多少称为物种丰富度(　　)
8.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构(　　)9.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行(　　)10.某池塘中，某种成年鱼生活在底层，取食多种底栖动物，而该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类。该种成年鱼及其幼体在水中的分布构成群落的垂直结构(　　)
1.种群密度的直接决定因素有_______________________________。2.群落中植物垂直分层的意义：_______________________________________________________________________________________________________________________。3.次生演替比初生演替时间短的原因是_____________________________________________________________________。
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
植物的种类数多，并且有较为复杂的分层现象，提高了群落利用光能等环境资源的能力，也能为动物提供复杂的栖息空间和食物条件
次生演替的原有土壤条件基本保留，甚至还
保留了植物的种子或其他繁殖体
核心考点突破HE XIN KAO DIAN TU PO
考点一　种群的特征和数量变化
考点二　群落的结构和演替
1.种群的特征及相互关系
(1)性别比例只影响种群的出生率，不影响死亡率。(2)年龄组成是预测种群发展趋势的重要依据，但不能直接决定种群密度。
2.调查种群密度的两种估算方法(1)适用条件①标志重捕法：适用于活动能力强、活动范围大的动物。②样方法：适用于植物或者活动能力弱、活动范围较小的动物(跳蝻、蚜虫、昆虫的卵)。(2)样方法误差归纳①未做到“随机”取样。②未找到“分布比较均匀”的地块，导致数量“过密”或“过稀”。③未对“多个”样方取平均值。④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。
(3)标志重捕法误差分析①调查值比实际值偏高原因一：标记个体不易被重捕。原因二：标志物在调查期间脱落。②调查值比实际值偏低原因一：标志物对个体会产生伤害，导致个体易被重捕。原因二：标志物过分醒目，导致个体易被重捕。
3.种群的增长规律及其应用(1)图示
(2)K值与K/2值的分析与应用①K值与K/2值的分析
种群实际数量有可能超过K值，只不过是超过K值后，在环境承载量的限制下，种群数量会再降下来，最终在K值上下波动，处于动态平衡中。
②K值与K/2值的应用
减小环境阻力→K值增大→保护野生生物资源增大环境阻力→K值降低→防治有害生物草原最大载畜量不超过K值→确定合理载畜量
渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处
科学思维　不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
解析　同一物种的种群密度受食物、空间、天敌等的影响，会发生变化，A项错误；不同物种的种群密度往往差异较大，如同一区域的大象和蚂蚁等，B项正确；年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目的比例，一般可分为幼年个体、成年个体、老年个体的比例，C项正确；出生率和死亡率是种群大小和种群密度的决定因素之一，D项正确。
考向一　种群的特征及相互关系辨析1.下列关于种群特征的叙述中，错误的是A.同一物种的种群密度是不会发生变化的B.不同物种的种群密度往往差异较大C.年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目的比例D.出生率和死亡率是种群大小和种群密度的决定因素之一
2.利用稻田养鲤鱼，既可获得鲤鱼，又可利用鲤鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，排泄粪便肥田，为水稻生长创造良好条件。下列有关稻田生态系统的叙述正确的是A.出生率、死亡率、年龄组成和性别比例决定了鲤鱼的种群密度B.若稻田中生产者固定的太阳能过多地流入害虫等消费者体内，则该生态系统不能 处于稳态C.该生态系统中，物质可被循环利用，而不依赖于系统外的供应D.利用鲤鱼吃掉杂草，可以提高能量的传递效率，使人们获得更多能量
解析　种群密度的决定因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率，A项错误；若生产者固定的太阳能大部分流入害虫等消费者体内，表明该生态系统处于衰退状态，B项正确；稻田生态系统是人工生态系统，不能实现完整的物质循环，如稻种会流出生态系统，而矿质元素需不断补充等，C项错误；利用鲤鱼吃掉杂草，可以改变能量的流动方向，只能提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率，D项错误。
考向二　种群的数量的变化分析3.(2018·全国Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一，下列叙述错误的是A.种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果B.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约C.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同D.培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱
解析　种群的S型增长条件是资源和环境等条件有限，因此种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果，A正确；老鼠的繁殖力强，但是也受到空间大小的限制，种群数量的增长会导致个体之间的斗争加剧，因此老鼠种群数量的增长会受种群密度制约，B正确；鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同，C正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，种群密度对其增长的制约也逐渐增强，D错误。
4.如图表示某物种迁入新环境后，种群数量增长速率(平均值)随时间(单位：年)的变化关系。经调查在第5年时该种群的种群数量为200只。下列有关叙述正确的是
A.由图可知，该物种迁入新环境后，其种群数量一 直呈“J”型增长B.理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只C.由于天敌、有限的生活空间和资源等，导致第5年 到第9年种群数量减少D.如果该种群为东方田鼠，则将其数量控制在200只 左右可有效防治鼠患
导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降的原因主要包括天敌、有限的生活空间和资源等，虽然种群的增长速率下降，但种群增长速率仍大于0，说明种群的数量仍在增加，C错误；防治鼠害时，要在数量达到200只之前处理，200只左右时种群增长速率最大，会出现鼠患，D错误。
解析　由图可知，该物种迁入新环境后，种群的增长速率先增加后减少，其种群数量呈“S”型增长，A错误；环境容纳量(K值)是在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，在第5年时种群增长速率最大，处于K/2，种群数量为200只，则K值约为400只，B正确；
5.(2019·全国Ⅲ，31)回答下列与种群数量有关的问题：(1)将某种单细胞菌接种到装有10 mL液体培养基(培养基M)的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为____型，且种群数量为____时，种群增长最快。
解析　由题意可知，试管中该种群个体数量达到环境条件所允许的最大值a(K值)时，种群个体数量不再增加，因此该种群数量增长曲线为“S”型。当种群数量为a/2(即K/2)时，种群增长最快。
(2)若将该种菌接种在5 mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量(K值)_____(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值______(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是_______________________________________。
K值是由环境资源量决定的，与接种量无关
解析　该种菌的K值不是固定不变的，改变空间和营养条件等会使其K值发生变化，培养基的体积变小，该种菌的K值也减小。K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变。
6.“植物A→动物B→动物C”是某草原的一条食物链，生态学家对该草原生态系统进行以下几方面的研究。请回答下列问题：(1)调查动物B的种群密度：在1 hm2范围内，第一次捕获72只，标记并放归；几天后第二次捕获了60只，其中有9只带有标记，则该种群密度是____只/hm2。若被标记的动物更容易被天敌捕食，则动物B种群密度估算值比种群密度实际值偏____(填“大”或“小”)。
解析　根据标志重捕法计算公式可得出该种群密度是480只/hm2；若被标记的动物更容易被天敌捕食，则动物B种群密度估算值比种群密度实际值偏大。
(2)研究人员调查并绘制动物C种群的年龄组成如图甲。2016年6月C种群的年龄组成是______型。可以预测，2017年6月后C种群数量的变化趋势最可能是______，直接原因是种群的_________________。
解析　据图可知，2016年6月C种群的生殖前期和生殖期的个体数较多，生殖后期个体数较少，可推知C种群的年龄组成是增长型；而2017年6月C种群的情况正好相反，可推知其年龄组成是衰退型，所以该种群在2017年6月后的出生率小于死亡率，种群数量变化趋势最可能是下降。
(3)研究人员监测了C种群几年间的数量变化并绘制出数量变化曲线，如图乙。监测过程中为控制C种群的数量，引入了以C为食的种群D。据图分析，D最可能是在图中_____点对应的时间引入，该时间点______(填“是”或“不是”)控制C种群数量增长的最佳时期。
解析　据图分析，D最可能是在图中b点对应的时间引入；控制C种群数量增长的最佳时期应在K/2之前，即种群数量较少时，而b点已经远远大于K/2，所以不是控制C种群数量增长的最佳时期。
(1)寄生与互利共生，看对一方有利还是双方有利。(2)竞争与捕食，看最后结果，若一种生物死亡灭绝则为竞争。(3)捕食者与被捕食者，一般数量先增加的为被捕食者。
易错提醒　垂直分布≠垂直结构高山上植被的垂直分布：由于随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被(群落)分布不同。如：阔叶林—针叶林—高原草甸—苔原属于四个不同的群落垂直分布。
3.初生演替与次生演替
4.几种调查方法的比较
考向一　生物的种间关系辨析7.蛞蝓既取食牧草A也取食牧草B。为研究牧草间的竞争和蛞蝓的捕食对牧草A存活的影响，生态学家在牧场内选择多个样方进行实验，实验处理及结果如右图所示。据此作出的分析，下列说法合理的是
A.该牧场的群落仅包括牧草A、B和蛞蝓三种生物B.应选取牧草生长状况差异较大的不同样方进行实验C.没有蛞蝓捕食条件下，竞争对牧草A存活影响显著D.去除样方中的牧草B减少了蛞蝓对牧草A的取食
没有蛞蝓捕食条件下，即“不去除牧草B、有隔离网”组与“去除牧草B、有隔离网”组的样方内牧草A的相对数量相同，两组对照说明竞争对牧草A存活没有影响，C项错误；据图可知，“去除牧草B、无隔离网”组样方内牧草A的相对数量明显多于“不去除牧草B、无隔离网”组，说明去除样方中的牧草B减少了蛞蝓对牧草A的取食，使牧草A的相对数量增加，D项正确。
解析　同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。所以该牧场的群落包括牧场内所有的生物，A项错误；该实验要研究牧草间的竞争和蛞蝓的捕食对牧草A存活的影响，所以牧草的生长状况属于无关变量，应选取牧草生长状况基本相同的不同样方进行实验，B项错误；
8.如图表示3个共存物种的资源利用曲线，图a和图b中3个物种的资源利用状况不同。下面是对图a中3个物种与图b中3个物种相比较的几种说法，正确的是
A.图a中3个物种的种间竞争激烈B.图b中3个物种的种内斗争激烈C.如果资源有限，图a中物种2有灭绝的 危险，图b中物种2也有灭绝危险D.两图中物种间的种间竞争激烈程度 相等
解析　从a、b两图分析可知，图a中3个物种共同利用的资源不多，因而种内斗争激烈，图b中3个物种有许多共同利用的资源，它们会因共同利用的资源而发生激烈的种间竞争，可排除A、B项；两图中物种间的种间竞争激烈程度是不相等的，故可排除D项；图a和图b中的物种2所需要的资源条件都与物种1和物种3所需要的资源条件存在交集，即物种1和物种3都同时和物种2发生竞争，因此在资源有限的情况下，物种2有灭绝的危险，C项正确。
考向二　物种丰富度和种群密度的调查分析9.下列关于种群和群落的研究方法的分析，正确的是A.单子叶植物、蚜虫、跳蝻等生物的种群密度都不适合采用样方法进行调查B.经过一次捕捉的动物更难被重捕到，会导致标志重捕法计算出的结果偏小C.“土壤小动物类群丰富度的研究”可设计数据收集和统计表，分析所搜集的数据D.密闭培养瓶中酵母菌的数量会呈“S”型增长，最终长期稳定在K值附近
解析　单子叶植物、蚜虫、跳蝻等生物的种群密度都适合采用样方法进行调查，A错误；经过一次捕捉的动物更难被重捕到，会导致重捕个体中的标记个体数偏小，最终计算出的结果偏大，B错误；密闭培养瓶中活酵母菌的数量在开始一段时间内会呈“S”型增长，但是由于营养物质的不断消耗，最终会逐渐减少而灭亡，D错误。
10.某生态系统总面积为220 km2，A种动物种群的K值为748头。回答下列问题：(1)某次调查发现该生态系统中A种动物种群数量为550头，则该生态系统中A种动物的种群密度为____头/km2；当A种动物的种群密度为_______头/km2时，其种群λ＝1。
解析　种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。由题意可知，该生态系统中A种动物的种群密度为550÷220＝2.5(头/km2)；λ表示第二年的种群数量是第一年的种群数量的倍数，种群λ＝1，说明增长速率为0，种群数量维持相对稳定。当种群数量达到K值时，种群数量会维持相对稳定，此时A种动物的种群密度为748÷220＝3.4(头/km2)。
(2)影响该生态系统物种丰富度的因素有___________(填两项)等，土壤小动物活动能力______(填“较强”或“较弱”)等，在调查该地区土壤小动物类群丰富度时，采集方法为______________，统计方法为___________或___________。
解析　影响生态系统物种丰富度的因素有光照、水分等；土壤小动物活动能力较强，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查；在调查该地区土壤小动物类群丰富度时，采集方法为取样器取样法，统计方法为记名计算法或目测估计法。
考向三　群落演替过程的分析11.(2019·广西梧州2月联考)利用鸭的杂食特性，稻鸭共作生态系统对防治水稻害虫有明显效果。科研人员就不同处理的稻田中水体底栖动物物种丰富度及部分动物数量比例进行了研究，数据如下图所示：
(1)圆田螺的种群密度调查方法可采用_______。
解析　圆田螺的活动范围小，活动能力较弱，故获得实验数据可通过样方法取样。
(2)分析数据可知，由于稻鸭共作，原本在群落中优势明显的__________地位下降，而尾鳃蚓优势地位明显上升，稻鸭共作能显著降低稻田底栖动物的_____________________。
解析　据图中数据可知，由于稻鸭共作，多足摇蚊数量减少，而尾鳃蚓数量增多，故多足摇蚊在群落中优势地位下降，尾鳃蚓优势地位明显上升，稻鸭共作后，稻田底栖动物的物种丰富度显著降低。
(3)科研人员还发现稻鸭区水稻的根系明显比常规区的发达，原因是_____________________________________________________________________。
解析　科研人员还发现稻鸭区水稻的根系明显比常规区的发达，原因是鸭的活动增加了水体的溶氧量、疏松了土壤等，能促进根的生长。
水体的溶氧量(或鸭的活动疏松了土壤，增大了空气的流动性)
(4)实验结束后若停止人工管理，两种稻田均将会经历_____演替。
解析　实验结束后若停止人工管理，两种稻田经历的演替属于次生演替。
备考技能提升BEI KAO JI NENG TI SHENG
A.种群密度能够反映种群数量的变化趋势B.春节前后，我国南部沿海城市人口数量的变化主要取决于①②C.预测未来种群数量变化的主要依据是④D.利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体来控制特征④，进而影响种群 数量
1.(2018·海口高二检测)下图是种群数量特征的概念模型，以下分析正确的是
根据年龄组成影响出生率和死亡率、性别比例影响出生率，推出④为年龄组成，③为性别比例，年龄组成是预测种群数量变化的主要依据，C正确；利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体来控制特征③性别比例，进而影响种群数量，D错误。
解析　种群密度是种群最基本的数量特征，不能反映种群数量的变化趋势，年龄组成可以反映种群数量的变化趋势，A错误；春节前后，我国南部沿海城市人口数量的变化主要取决于迁入率和迁出率，B错误；
2.如果进行菜园土壤中小动物类群丰富度的研究，下列做法错误的是A.常用取样器取样法进行土壤小动物的采集与调查B.可能用到解剖针、放大镜或实体显微镜等实验用具C.可依据土壤小动物趋光、趋热等特性来设计诱虫器D.可用记名计算法来统计土壤中小动物类群的丰富度
解析　土壤小动物常具有趋暗、趋湿、避高温等特性，故设计诱虫器时注意根据这些特点设计，C错误。
3.某品种榕树只依靠榕小蜂为其传粉，而这种榕小蜂也只依靠该品种榕树为其提供繁殖后代的场所和食物，某科研人员通过实验发现，该品种榕树之所以能吸引榕小蜂是因为该品种榕树的隐头花絮能分泌4-甲基苯甲醚。下列相关叙述正确的是A.榕小蜂与该品种榕树的种间关系为寄生B.该品种榕树依靠化学信息吸引榕小蜂C.榕树开花季节，榕小蜂的种群数量呈“J”型曲线增长D.有隐头花絮的植物都能分泌4-甲基苯甲醚
解析　从题干信息可知，该品种榕树与榕小蜂彼此之间在“帮助”对方的同时也能获得“好处”，可见该品种榕树与榕小蜂的种间关系应为互利共生，A错误；4-甲基苯甲醚属于化学信息，B正确；只有在理想状态下种群数量才能呈“J”型曲线增长，C错误；由题干信息，只能得出该品种榕树能分泌4-甲基苯甲醚，而其他隐头花絮植物是否能分泌4-甲基苯甲醚不能确定，D错误。
解析　由于环境和人为因素影响，不同地段的不同种群分布有差别，常呈镶嵌分布，为群落的水平结构，A正确；b～d段是由于森林完全烧毁发生的演替，属于次生演替，因为植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，B错误；群落演替过程中，生产者固定的太阳能总量逐渐增加，最后趋于稳定，C错误；b～d段群落演替的过程中优势种发生变化，D错误。
4.如图是某森林在遭受火灾完全烧毁前后植被的分布及变化情况，下列叙述正确的是
A.a～b段，三类植物呈斑块镶嵌分布属于水平结构B.b～d段，由于森林完全烧毁发生的演替属于初生演替C.群落演替过程中，生产者固定的太阳能总量一直增加D.b～d段群落演替的过程中，群落的优势种没有发生变化
5.(2019·山东青岛质检)调查小组对某草原生态系统中三种动物的λ值(当年种群数量是一年前种群数量的倍数)进行了连续几年的调查，结果如下表所示。请回答下列相关问题：
(1)研究该生态系统的物种丰富度，是在______层次上进行的。表中数据显示B种群数量最少的是_____年。
解析　丰富度属于群落层次的问题，B种群2011～2016年，λ值