2023届高考生物二轮复习种群与生物群落学案

第12讲　种群与生物群落

[考纲要求]　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)。

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1．下列关于种群的特征和数量变化的说法，正确的划“√”，错误的划“×”。

(1)调查草地上跳蝻的种群密度一般采用标志重捕法。(×)

(2)采用标志重捕法调查田鼠种群密度时，某些田鼠因曾被捕变得狡猾而不易被重捕，所得数值与实际值相比会偏大。(√)

(3)橡树种子常在母树附近形成集群属于种群的数量特征。(×)

(4)用性引诱剂诱杀雄性害虫，破坏的是种群的年龄组成。(×)

(5)某种群数量呈“S”型增长时，其增长速率逐渐降低。(×)

(6)在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量。(×)

2．下列关于群落的结构与演替的说法，正确的划“√”，错误的划“×”。

(1)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。(×)

(2)竹林中，竹子高矮参差不齐，体现了竹林的垂直方向上的空间结构。(×)

(3)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。(×)

(4)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。(√)

(5)如果时间允许，弃耕农田总能演替形成森林。(×)

扫边角  补漏点

1．教材必修3 P60“正文内容”：调查分布范围小、个体较大的种群密度(如四川大熊猫)时应选用什么调查方法？此方法可否用于调查人口密度？                                                                     

【答案】　逐个计数法。可用于调查人口密度。

2．教材必修3 P61“探究”：用样方法调查草地中某种植物的种群密度时，为何不宜选单子叶植物作调查对象？　

【答案】　因为单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株。

3．教材必修3 P61“探究”讨论2：样方法中为什么要强调随机取样？                               

【答案】　随机取样的目的是确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。

4．教材必修3 P63“思考与讨论”2：年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄组成为衰退型的种群呢？                                                                              

【答案】　年龄组成为稳定型的种群，种群数量也不一定总是保持稳定。这是因为出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等因素而使种群数量增长的情况。

5．教材必修3 P77“练习”拓展题2：《诗经·小雅·小宛》中有“螟蛉有子，蜾蠃负之”之句。请说出这两种生物的种间关系。                                                                                    

【答案】　蜾蠃捕食螟蛉幼虫。

6．为什么用性引诱剂防治农业害虫？该防治方法是否会影响后代的性别比例？　

【答案】　利用性引诱剂可集中诱杀雄性害虫，使雌性个体不能完成交配而使害虫的种群密度明显降低。该防治方法只影响当代害虫的性别比例，不影响后代的性别比例。

考点1　种群的特征与数量变化

1．辨清种群数量特征之间的关系

2．种群数量变化的模型分析

(1)图1中，当种群数量为时，种群增长速率达到最大值。

(2)图1中，t1之前，种群数量增长加快的原因是由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快；t1～t2时，种群增长速率下降的原因是由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加；t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。

(3)图2中t2和t4对应的种群数量为图1中的，t3和t5对应的是K值。

(4)图3中的C′点对应的是图2中的t2和t4点，C点对应的是图2中的t3和t5点。

(5)生产实践应用

3．坐标模型中K值确认与λ值变动分析

(1)K值确认：K值即在环境不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量——实际环境中种群数量往往在K值上下波动，如图所示：

(2)λ值变动分析：“λ”应为“种群数量”每年以一定的倍数增长，第二年数量为第一年的λ倍，由此，若λ＝1，则种群数量不变(稳定)；若λ>1，则种群数量增长；若λ>1且恒定时种群数量呈“J”型增长；若λ<1，则种群数量下降。如下图所示：

1．(2022·浙江1月选考)沙蝗的活动、迁徙有“逐水而居”的倾向。某年，沙蝗从非洲经印度和巴基斯坦等国家向中亚迁徙，直到阿富汗以及我国西北边境，扩散和迁徙“戛然而止”。下列叙述正确的是(　　)

A．沙蝗停止扩散的主要原因是种内竞争加剧

B．沙蝗种群的数量波动表现为非周期性变化

C．天敌对沙蝗的制约作用改变了沙蝗的生殖方式

D．若沙蝗进入我国西北干旱地区将呈现“J”型增长

【解析】　沙蝗停止扩散的主要原因是阿富汗以及我国西北边境干旱缺水，不利于沙蝗的繁殖，A错误；由于沙蝗不断的迁徙活动，使得其生存环境条件具有不确定性，因而蝗虫种群的数量波动表现为非周期性，B正确；天敌对沙蝗的制约作用会影响沙蝗的出生率，但不会改变沙蝗的生殖方式，C错误；在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群就会呈“J”型增长，显然若沙蝗进入我国西北干旱地区，其种群数量变化不会呈现“J”型增长，D错误。

【答案】　B

2．(2022·全国乙卷)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，选取样方时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)。

【解析】　(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。

【答案】　(1)随机取样、样方大小一致、样方数量适宜

(2)(S×n)/m

(3)对野生动物的不良影响小、调查周期短、操作简便

1．(2021·湖北襄阳五中模拟)近日科研团队找到推算雪豹种群密度的方法——照片重复取样法。在祁连山某区域内布设了60台红外相机，这些相机在海拔2100～4100 m的深山中连续拍摄了3个多月，研究人员确定研究区域约有20只雪豹。根据数学模型推算，估测在这个区域内每100 km2有3只雪豹生活。下列有关叙述错误的是(　　)

A．雪豹的种群密度调查可采用标志重捕法，不适合采用样方法

B．决定雪豹种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率

C．利用照片重复取样法可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度

D．若研究区域约有120只雪豹，则估测该区域雪豹的种群密度是16只/100 km2

【解析】　雪豹的活动能力强、活动范围大，故可采用标志重捕法估算其种群密度，A正确；种群密度可由出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定，B正确；由题意可知，科研团队利用照片重复取样法推算雪豹的种群密度，雪豹属于体型较大且数量稀少的动物，由此可推知一些大型稀少野生动物的种群密度可用照片重复取样法调查，C正确；由题意“研究人员确定研究区域约有20只雪豹。根据数学模型推算，估测在这个区域内每100 km2有3只雪豹生活”，设估测该区域雪豹的种群密度为X只/100 km2，可得相应的数学模型20(只)∶3(只/100 km2)＝120(只)∶X(只/100 km2)，则X＝18，D错误。

【答案】　D

2．(2021·湖南师大附中二模)下列对种群数量变化曲线的解读，合理的是(　　)

A．图1所示为种群在自然环境条件下的增长规律，图2所示为曲线Ⅰ条件下种群的存活率

B．鱼类捕捞在图1的e点和图2的g点时进行，能获得最大日捕捞量

C．培养液中酵母菌种群数量增长曲线可用图1曲线Ⅱ表示，曲线Ⅱ的cd段下降可能为酒精大量积累所致

D．在图1中曲线Ⅱ的f点与图2曲线的g点时，种内斗争最激烈

【解析】　分析曲线可知，图1中曲线Ⅰ为食物和空间充足、气候适宜、没有天敌等的理想条件下的指数增长，种群增长不受密度制约，因此不能用图2曲线表示，A项不合理；图1的e点对应的种群增长率最大，种群数量增长迅速，但该点对应的种群数量不是最大的，同理，图2的g点对应的种群存活率最高，但该点对应的种群数量也不是最大的，因此要获得最大日捕捞量应该选择在种群数量为K值时进行捕捞，B项不合理；酵母菌在有限的空间和资源条件下种群数量呈“S”型曲线增长，符合图1中曲线Ⅱ，而曲线Ⅱ的cd段种群数量下降，可能是酒精大量积累所致，C项合理；图1中曲线Ⅱ的f点对应的时期到c点对应的时期内种内斗争最激烈，而图2的g点后比g点时的种内斗争要激烈，D项不合理。

【答案】　C

3．(2022·湖南雅礼中学二模)祁连山是我国国家重点生态功能区和生物多样性保护的优先区域，在维护我国生态平衡中起着不可或缺的作用。青海云杉是祁连山山地森林的主要建群种，多以纯林形式存在。研究人员对祁连山大野口流域青海云杉种群数量进行了相关调查，他们将整个样地划分成255个20 m×20 m的样方，对样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本个体及其分支进行涂漆，挂牌标记以便进行永久监测，得到相关数据如下：

祁连山大野口流域青海云杉种群数量调查表

注：存活占比表示该龄级存活数与存活总数的比值；死亡数表示x到x＋1龄级的平均死亡数；(－)表示最后一个年龄级而无法计算得到的数据。

(1)研究人员所测大野口流域青海云杉种群密度约为________株/hm2(取整数，1 hm2＝10000 m2)，若现有环境没有大的变化，预测该区域青海云杉种群密度会________。

(2)青海云杉种群更新主要靠种子来繁殖后代，自然萌发的幼苗大部分在林窗下呈________分布。

(3)用坐标图绘出青海云杉死亡率随龄级变化的曲线。

(4)青海云杉种群在1龄级死亡率较高，分析其原因可能是______________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)为促进青海云杉种群更新与增长，请你提出一个建议：_______________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　(1)种群密度＝种群的个体数量÷空间大小(面积或体积)，由题意可知，样地面积为20×20×255＝102000 m2＝10.2 hm2，故种群密度＝19250÷10.2≈1887株/hm2。由调查表中的数据可知，样地内胸径1≤DBH<12.5的存活数最多，说明祁连山大野口流域青海云杉种群中龄级低的个体比例较大，龄级高的个体的比例较小，为增长型的种群年龄结构，若现有环境没有大的变化，预测该区域青海云杉种群密度会增大。(2)青海云杉种群主要靠种子繁殖后代，母株产生的种子会落在其附近，林窗下阳光充足，幼苗大多在此集群分布。(3)由调查表中的数据可知，青海云杉死亡率随龄级增大呈现出1→2龄级降低，2→3龄级基本不变，3→4龄级增大，4→5龄级基本不变的特点，故青海云杉死亡率随龄级变化的曲线图如下。

(4)由调查表中的数据可知，青海云杉1龄级

存活数最大，导致种群幼苗个体密度较大，随着生长过程中对资源和空间的需求不断增加，加剧了种内和种间竞争，导致种群死亡率较高，故青海云杉种群在1龄级死亡率较高。(5)由调查表中的数据可知，青海云杉1龄级存活数最大，但死亡率较高，为促进青海云杉种群更新与增长，应加强对第1龄级植株的抚育管理；保护幼苗生存环境并提高幼苗质量和存活率等。

【答案】　(1)1887　增大

(2)集群

(3)图见解析

(4)种群幼苗个体密度较大，随着生长过程中对资源和空间的需求不断增加，加剧了种内和种间竞争，导致种群死亡率较高

(5)应加强对第1龄级植株的抚育管理；保护幼苗生存环境并提高幼苗质量和存活率等

考点2　群落的结构与演替

1．种间关系图示

(1)四种关系模式图

写出A、B、C、D四图中a与b的种间关系：

A．互利共生，B.寄生，C.竞争，

D．捕食。

(2)种间关系曲线图

写出图1～图4中，a与b的种间关系：

图1：互利共生；图2：寄生，其中b是寄主；图3：竞争；图4：捕食，其中a为被捕食者，b为捕食者。

2．明确群落的两种结构

3．初生演替与次生演替的区别

1．(2022·全国乙卷)分层现象是群落研究的重要内容。下列关于森林群落分层现象的叙述，正确的是(　　)

①森林群落的分层现象提高了生物对环境资源的利用能力　②森林植物从上到下可以分为不同层次，最上层为灌木层　③垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关　④森林群落中动物的分层现象与食物有关　⑤森林群落中植物的分层现象是自然选择的结果　⑥群落中植物垂直分层现象的形成是由动物种类决定的

A．①③④⑤   B．②④⑤⑥

C．①②③⑥   D．③④⑤⑥

【解析】　森林群落的分层现象在占地面积相同情况下提供了更多空间，提高了生物对阳光等环境资源的利用能力，①正确；森林植物从上到下可以分为不同层次，最上层为乔木层，②错误；影响植物群落垂直分层的主要因素是光照，垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关，③正确；森林群落中动物的分层现象与食物和栖息空间有关，④正确；群落垂直结构的分层现象、群落的水平结构等都是自然选择的结果，⑤正确；群落中植物垂直分层现象的形成主要是由光照决定的，⑥错误。A正确，B、C、D错误。

【答案】　A

2．(2022·全国甲卷)为保护和合理利用自然资源，某研究小组对某林地的动植物资源进行了调查。回答下列问题。

(1)调查发现，某种哺乳动物种群的年龄结构属于增长型，得出这一结论的主要依据是发现该种群中______________________________________。

(2)若要调查林地中某种双子叶植物的种群密度，可以采用的方法是____________；若要调查某种鸟的种群密度，可以采用的方法是________________________________________________________________________。

(3)调查发现该林地的物种数目很多。一个群落中物种数目的多少称为__________________________________。

(4)该林地中，植物对动物的作用有______________________(答出2点即可)；动物对植物的作用有____________

________________________________________________________________________(答出2点即可)。

【解析】　(1)预测种群变化主要依据是年龄组成，是指不同年龄在种群内的分布情况，对种群内的出生率、死亡率有很大影响，当幼年个体数最多、中年个体数适中、老年个体数最少时呈增长型，此时种群中出生率大于死亡率。(2)调查林地中某种双子叶植物的种群密度，可采用样方法进行随机抽样调查；鸟的活动能力强、活动范围广，调查其种群密度一般采用标志重捕法。(3)物种组成是区别不同群落的重要特征，一个种群中物种数目的多少称为物种丰富度。(4)植物可进行光合作用，为动物提供食物，同时可以为动物提供栖息空间；动物的活动有利于植物的繁衍，如蜜蜂采蜜可帮助植物传粉，鸟类取食可帮助植物传播种子。

【答案】　(1)幼年个体数较多、中年个体数适中、老年个体数较少

(2)样方法　标志重捕法

(3)物种丰富度

(4)为动物提供食物和栖息空间　对植物的传粉和种子传播具有重要作用

1．(2022·浙江百校联盟开学考)下列有关生物群落演替的叙述，正确的是(　　)

A．火灾后的草原、冰川泥上进行的演替都属于次生演替

B．人类活动会影响群落演替的速度，但不会改变演替的方向

C．只有群落的结构受到干扰或破坏时，才会出现群落的演替

D．在群落演替过程中，既有种群数量变化又有物种组成变化

【解析】　火灾后的草原上进行的演替属于次生演替，冰川泥上进行的演替属于初生演替，A项错误；人类活动会影响群落演替的速度和方向，往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，B项错误；生物群落的演替是群落内部因素与外界环境因素综合作用的结果，不是受到干扰或破坏时，才会出现群落的演替，C项错误；群落演替就是一个群落被另一个群落替代的过程，因此在群落演替过程中，既有种群数量变化又有物种组成变化，D项正确。

【答案】　D

2．(2022·江西上饶高二中阶段练习)科研人员对某地群落自然演替过程相关阶段的物种数进行了数年追踪研究，结果如图。A～I表示群落逐渐发展到稳定阶段的过程。下列相关叙述正确的是(　　)

A．所调查的当地全部植物可以共同构成一个生物群落

B．群落中自下而上的草本、灌木和乔木形成了群落的垂直结构

C．在群落发育晚期即群落稳定阶段，该群落中的物种数保持不变

D．群落只有遭受了外界的干扰因素，才会出现演替现象

【解析】　群落是生活在同一地域的所有生物的总和，所调查的当地所有生物可以共同构成一个生物群落，A错误；垂直结构指垂直方向上的分层分布，群落中自下而上的草本、灌木和乔木形成了群落的垂直结构，B正确；在群落发育晚期即群落稳定阶段，该群落中物种数相对稳定，处于动态平衡，并不是不变，C错误；群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果，并非只有遭受了外界的干扰因素才会出现演替现象，D错误。

【答案】　B

3．(2022·内蒙古包钢一中一模)土壤中重金属污染和农药残留影响茶叶的品质。某科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究，并对其实施了植物修复技术，植物修复是通过绿色植物(如禾本科、豆科等超积累植物)从被污染环境中吸收一种或几种重金属，并将其转移、贮存到地上部，从而降低环境中污染重金属的浓度，以达到修复被污染环境的目的。

(1)茶园生态系统不同地段分布有不同的生物类群，体现了群落的____________，修复是否成功，最终主要看它的______________是否能够长期保持稳定。

(2)蜘蛛在茶园生态系统中发挥着重要作用。在不同类型的茶园中对蜘蛛的相关指数进行了调查，得到下表数据结果(有机茶园不喷洒除草剂，每年采茶1次；无公害茶园每年喷洒除草剂2次，采茶4次；普通茶园每年喷洒除草剂2次，采茶6次)：

分别从不同类型的茶园各选取10个茶丛，调查并统计其上蜘蛛的相关指数，该过程采用的方法有________________(写出2种)。蜘蛛属于肉食性动物，假眼小绿叶蝉、茶丽纹象甲，茶二叉蚜和黑刺粉虱等是主要的茶树害虫。根据上表结果可知，由于有机茶园中蜘蛛的个体数和物种数较多，可以明显降低害虫__________________(填2个种群数量特征)来控制害虫。普通茶园中蜘蛛的丰富度指数最低的原因可能是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　(1)由于地形起伏的变化，在不同地段分布有不同的生物种群，这体现了群落的水平结构；生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，一个生态系统的修复是否成功，最终主要看该生态系统的结构与功能是否能够保持长期稳定。(2)由于蜘蛛活动范围比较小、活动能力比较弱，故调查蜘蛛个体数(种群密度)的方法为样方法，丰富度的统计方法有记名计算法和目测估计法，表格中蜘蛛的物种数量确定，统计蜘蛛物种数的方法有记名计算法；蜘蛛属于肉食性动物，通过捕食控制多种茶树害虫，假眼小绿叶蝉、茶丽纹象甲，茶二叉蚜和黑刺粉虱等是主要的茶树害虫，这些害虫属于生态系统中的初级消费者，根据上表结果可知，由于有机茶园中蜘蛛的个体数和物种数较多，可以通过明显降低害虫的种群密度和出生率来控制虫害；普通茶园中蜘蛛的丰富度指数最低的原因可能是喷洒除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖和频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息环境。

【答案】　(1)水平结构　结构和功能

(2)样方法、记名计算法　种群密度、出生率　频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息环境(或喷洒除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖)

1．(2021·全国乙卷)关于生物间竞争的结果可得出的结论是__________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】　竞争的结果是一方存活，另一方死亡；或者竞争导致双方对资源的利用发生分离，从而实现双方共存

2．某物种迁移到一个新环境中，种群开始呈“J”型曲线增长的原因是_____________________________________。

一段时间后，呈“S”型曲线增长的原因是______________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】　食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害　资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡

3．捕鱼时要控制网眼大小，只捕捉较大的鱼，从种群特征的角度分析，其原理是_______________________

________________________________________________________________________。

【答案】　确保鱼种群的年龄组成为增长型，使鱼种群数量增长速度快

4．K值是指________________________________________________________________________

____________________________。在资源开发与利用时，维持被开发和利用资源的种群数量在K/2处，原因是____________________________________________________________。对于有益动物的保护，应__________________

________________________________________________________________________。

【答案】　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　既有较大收获量，又可保持种群高速增长，不影响种群再生　尽可能改善其生活的环境条件，提高种群的K值

5．群落演替是指________________________________________________________________________。次生演替和初生演替比，时间往往比较短的原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】　随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程　次生演替开始时，基本保留了原有的土壤条件，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体