2021新高考生物人教版一轮学案：选择性必修部分模块1第2单元第1讲　种群的特征　种群数量的变化


第二单元　生物与环境
第1讲　种群的特征　种群数量的变化
考纲研读备考定位
考纲要求
核心素养
1.列举种群的特征。
2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动。
3.活动：探究培养液中某种酵母种群数量动态变化。
1.生命观念——通过分析影响种群数量变化的因素，建立生物与环境相统一的观点。
2.理性思维——通过“J”型增长与“S”型增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力。
3.科学探究——通过实验“调查种群密度的方法”及“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”掌握实验方案的设计与实施及对实验结果的分析与评价能力。
4.社会责任——通过归纳种群数量变化在实践中的应用，养成关注生产实践、学以致用的态度。
考点一　种群的特征

1．种群的概念
种群是指在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
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、迁出率和迁入率。
(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。
3．种群的空间特征
(1)含义：种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
(2)类型

易错整合，判断正误。
(1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群(　√　)
(2)年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征(　×　)
(3)橡树种子常在母株附近形成集群是空间特征，由于微甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征(　√　)
(4)种群出生率增加，种群密度一定增大(　×　)
(5)稳定型的种群的种群数量在任何情况下都能保持稳定(　×　)
(6)性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的(　×　)
(7)田鼠的种群密度是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的(　√　)
(8)用标志重捕法调查某动物的种群密度时，由于被标记动物经过一次捕捉，被再次重捕的概率减小，由此将会导致被调查的种群的数量较实际值偏小(　×　)
(9)用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，要选择植物生长茂盛处取样(　×　)

　如图是有关种群特征的概念图，据图分析：

(1)图中①～⑤分别代表种群的什么特征？
(2)春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是什么？
(3)利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的密度，原理是怎样的？
(4)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重，他得出此结论的依据最可能是什么？
[提示](1)①～⑤分别代表种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。其中，年龄组成既影响出生率又影响死亡率，但性别比例只影响出生率。
(2)迁入率和迁出率。
(3)性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，降低出生率，从而降低种群密度。
(4)蝗虫的年龄组成为增长型。


1．“两看法”选择种群密度的调查方法

2．样方法与标志重捕法的区别
比较项目
样方法
标志重捕法
调查对象
植物或活动范围小的动物
活动范围大的动物
调查程序
确定调查对象
↓

↓
计数
↓
计算种群密度
(取平均值)
确定调查对象
↓
捕获并标记(数量为N1)
↓
重捕、计数
↓
计算种群密度
(＝)
注意事项
①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少
④宜选用双子叶植物
①标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同
②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰
③标记物和标记方法不能影响动物正常的生命活动
④标记物不能过于醒目，不易脱落
　　■
样方法应注意的六个问题
(1)调查对象要选熟悉的又容易计数的植物，如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。
(2)选取样方时，要注意随机取样，且选取平坦、宽阔、被调查种群分布比较均匀的地段。
(3)选取样方的个体数要依总面积的大小而定。总面积大的选取的样方要多些。
(4)植物的种类不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积约为100 m2，灌木约为16 m2，草本植物为1 m2。
(5)样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查。
(6)计数原则。若有正好长在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右，顶角只计一次”的原则，即只计数样方相邻两条边上及其顶角的个体。 同种植物无论大小都应计数。如下图(图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示应统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径)。


考向一　种群的基本特征及其内在联系
例1 (2018·江苏扬州高三期末)种群的数量特征之间的关系可用下图表示，下列有关叙述正确的是(　B　)

A．①为性别比例，人类的性别比例接近11
B．②为出生率和死亡率、迁入率和迁出率
C．④为年龄结构，可以影响出生率和死亡率
D．③为种群数量，其增长方式在自然界中一般呈“J”型增长
[解析]　种群的年龄组成可预测种群密度变化，所以图中①为年龄组成，A项错误；出生率和死亡率、迁入率和迁出率可决定种群密度的大小，所以图中②为出生率和死亡率、迁入率和迁出率，B项正确；性别比例对种群密度也有一定的影响，所以图中④为性别比例，C项错误；③为种群数量，其增长方式在自然界中一般呈“S”型增长，D项错误。
〔对应训练〕
1．(2018·浙江省高三生物联考)下列有关种群特征的叙述，正确的是(　C　)
A．种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比例都是种群内个体特征的统计值
B．年龄金字塔底部的大小代表种群中最年轻年龄组的个体数
C．出生率主要由性成熟的早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定
D．种群数量稳定在K值时，其性别比率为11
[解析]　种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比例都是种群数量特征的统计值，A错误；年龄金字塔底部的大小代表种群中幼年年龄组的个体数，B错误；出生率主要由性成熟的早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定，C正确；种群数量稳定在K值时，其出生率和死亡率相当、迁出率与迁入率相当，但其性别比率未必是11，D错误。
考向二　种群密度的调查
例2 (2019·东北三省名校联考)某兴趣小组成员在草原上调查田鼠的生存状况，根据所学知识，回答下列问题：
(1)调查动物的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。某次调查时，在3 km2的区域内共捕获了60只田鼠，做好标记后重新放回到草原上，一周后再次捕获了60只，其中发现带有标记的只有4只，则该区域内田鼠的种群密度为300只/km2。
(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。
(3)调查过程中，如果标记物容易脱落，则用标志重捕法得到的数据会偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”)；如果动物被捕获并标记后难以被再次捕获，则利用标志重捕法计算出的种群密度与实际种群密度相比可能偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”)；误将部分未标记个体统计为标记个体，则计算出的种群密度与实际种群密度相比会偏小(填“偏大”“偏小”或“不变”)。重捕时方法不当造成已捕获的标记个体死亡，会导致估算数值与实际数值相比会不变(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[解析]　(1)标志重捕法的计算公式为：标记总数/N＝重捕中被标记的个体数/重捕总数(N代表种群个体总数)，根据题意，则60/N＝4/60，得N＝900(只)，由于区域面积是3 km2，故该区域内田鼠的种群密度为300只/km2。(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。(3)根据标志重捕法的计算公式：标记总数/N＝重捕中被标记的个体数/重捕总数(N代表种群个体总数)，如果标记物容易脱落，会导致重捕中被标记个体数量减少，所以所得数值可能偏大；如果动物被捕获并标记后难以被再次捕获，导致重捕中被标记个体数量减少，则利用标志重捕法计算出的种群密度与实际种群密度相比可能偏大；如果误将部分未标记个体统计为标记个体，则计算时重捕中被标记个体数量增多，导致计算出的种群密度与实际种群密度相比会偏小。如果已捕获的标记个体死亡，则不会影响估算数值。
〔对应训练〕
2．如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是(　C　)
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
[解析]　蒲公英个体较小，分布较广，不方便逐个计数，A错误；样方法是估算种群密度的方法，应在被调查范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内种群密度的平均值作为该地区种群的种群密度估计值，故B、D错误，C正确。

考点二　种群数量的变化规律及应用

1．种群数量变化的研究
(1)方法：构建数学模型。
(2)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→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。

2．种群数量增长的两种曲线
(1)区别
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型


前提条件
理想状态：
①食物和空间条件充裕；
②气候适宜；
③没有敌害；
④无迁入、迁出
现实状态：
①食物、空间有限；
②不断变化的自然条件；
③有种内斗争和种间竞争
K值
无K值，增长率保持不变
有K值，K/2时增长速率最大
(2)联系
①图中阴影部分代表环境阻力或被环境所淘汰的个体数目。
②两种增长曲线的差异主要是由环境阻力的有无造成的，它们可以发生转化：“J”型曲线“S”型曲线

3．种群数量波动和下降
大多数种群数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。
4．影响种群数量变化的因素


易错整合，判断正误。
(1)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)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的(　√　)
(3)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变(　×　)
(4)种群数量变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响(　√　)
(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(　√　)
(6)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动(　×　)
(7)为有效防治蝗灾，应在种群数量为K/2时及时控制种群密度(　×　)
(8)在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄组成为衰退型(　×　)
(9)对于“S”型曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关(　×　)
(10)“J”型增长曲线的增长率是一定的，而增长速率逐渐增大(　√　)

1．调查某地乌鸦连续10年的种群数量变化，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：
(1)图示模型是否可表示种群“J”型增长？
(2)图中第3年和第9年的乌鸦种群数量是否相同？
(3)图中第6年种群数量最少，对吗？

[提示](1)“J“型增长曲线其λ值应固定，故图示曲线不可代表“J”型增长。(2)、(3)在第3年到第9年间，λ