山东省近年高考生物第9单元生物与环境(1)种群的特征和数量的变化导学案(含解析)新人教版必修3(2

山东省2019高考生物第9单元生物与环境（1）种群的特征和数量的变化导学案（含解析）新人教版必修3
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第1讲种群的特征和数量的变化
李仕才
考纲要求全国卷五年考情
1.种群的特征（Ⅰ)2017·卷ⅡT31，2016·卷ⅡT5，2015·卷ⅠT31,2013·卷ⅠT5，2013·卷ⅡT31
2。

种群的数量变化（Ⅱ）2017·卷ⅠT5，2017·卷Ⅱ
T31,2017·卷ⅢT5，2015·卷ⅡT31
3。

实验：探究培养液中酵母菌
数量的动态变化
无考题
（对应学生用书第195页）
［识记—基础梳理］
1．种群的特征
(1）种群的数量特征
项目定义特点或意义
种群密度种群在单位面积或单位体积
中的个体数
①不同物种，种群密度不
同；
②同一物种的不同种群，
种群密度不同
出生率、死亡率单位时间内新产生或死亡的
个体数目占该种群个体总数
的比率决定种群大小和种群密
度
迁入率、迁出率单位时间内迁入或迁出的个体数目占该种群个体总数的比率
年龄组成一个种群中各年龄期的个体
数目的比例
可预测种群数量变化趋
势
性别比例种群中雌雄个体数目的比例
在一定程度上影响种群
密度
（2）种群数量特征间的关系
注：“＋”、“－”表示增加、减少
“―→”、“”表示直接作用、间接作用
由上图分析知:
①种群密度是种群最基本的数量特征.
②年龄组成是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的，性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。

(3)年龄组成的类型及图例
①类型（如图）
a b c
写出上图中各年龄组成的类型：
a．增长型，b.稳定型，c。

衰退型。

②各年龄组成类型的特点及种群密度的变化趋势:
类型年龄组成的特点种群密度的变化趋势
a幼年个体多,老年个体少增大
b各年龄段个体比例适中基本不变
c幼年个体少,老年个体多减小
(4
2．调查种群密度的方法
(1）样方法
①适用范围：植物、活动范围小的动物，如蚯蚓、跳蝻。

②调查过程：确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度取平均值。

③取样关键：随机取样。

④常用取样法：五点取样法、等距取样法.
⑤计数原则：同种植物个体无论大小都要计数，在边界线上的,只统计相邻两边及其夹角上
的个体。

⑥计算种群密度:某植物种群密度＝所有样方内种群密度的平均值。

(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调查过程：确定调查对象→捕获并标记→重捕、计数→密度估算。

③密度估算公式:
种群数量＝错误!。

④标志重捕法的关键点
a．被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。

b。

标记物不能过于醒目。

c.不能影响被标记对象的正常生理活动.d。

标记物不易脱落，能维持一定时间。

[教材边角知识］必修3 P62“学科交叉与数学的联系”，在对某种鼠的调查中，调查范围为1公顷，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠,其中有标记的鼠15只.
1这个种群中的鼠的种群密度大约是只/公顷。

2若捕捉后该鼠不易再被捕捉，则估算的种群密度会填“偏高"或“偏低”。

理由：_____________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。

【提示】188 2偏高该鼠被捕捉一次后不易再被捕捉，再次捕捉的被标记的个体数偏小，由种群数量＝错误!
知，种群数量变大,即估算值大于实际的种群密度。

错误!
1．每毫升河水中有9个大肠杆菌，属于种群的数量特征.(√）
2．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高。

(√）
3．田鼠的种群密度是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定的。

(√）
4．五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。

(×)
【提示】行道树灌木丛为长方形，调查其中蜘蛛的种群密度应采取等距取样法。

5．某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，应选择植物生长茂盛处取样。

(×)
【提示】调查该种群密度时，应随机取样.
6．从理论上讲,第二次被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.（×）
【提示】标志重捕法的计算公式:种群数量＝第一次捕捉的数量×第二次捕捉的数量/第二次捕捉中被标记的个体数量,第二次捕捉中被标记的个体数量偏小，调查的种群数量比实际数量要偏大。

［理解-深化探究］
1．下图表示种群数量特征间的关系，依图回答有关问题.
（1）图中a～f分别表示种群的什么特征？
【提示】a～f分别表示性别比例、年龄组成、种群密度、迁入率和迁出率、出生率、死亡率.
(2）预测种群数量变化趋势主要依据图中的哪个特征?并说明理由。

【提示】图中的b,即年龄组成。

因为不同年龄组成的种群中，老年、成年、幼年的个体数不同,因此可预测其未来的出生率与死亡率进而可预测种群未来的发展趋势。

2．兔子容易受惊吓，被重捕的可能性很小，则利用标志重捕法所得其种群密度与实际值相比发生了怎样的变化?说出你的理由。

【提示】种群密度偏大。

由于重捕的标记的个体减少，所以重捕的标记个体所占比例比实际情况小,故导致计算得到的总体数值变大.
3．有关种群特征的实际应用归纳
（1)城市人口的剧增——迁入率＞迁出率造成的。

（2）中国人口的增长——出生率＞死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的.
（3）计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。

（4）利用性外激素诱捕雄蛾—-改变性别比例来降低出生率。

(5）将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾—-降低出生率。

［运用—考向对练]
考向1 考查种群的特征及其内在关系
1．（2018·湖北省高三模拟)下列关于种群的叙述，不正确的是( ）
A．增加迁入率降低迁出率可增加本种群的K值
B．调查种群密度可以用于监测和预报农林害虫
C．研究年龄组成能预测种群数量未来发展趋势
D．破坏害虫正常的性别比例可使种群密度降低
A［增加迁入率降低迁出率只能引起种群密度变化，而不是引起K值的变化，K值的大小主要取决于环境条件，A错误。

]
2．下图是种群数量特征的概念模型，以下分析正确的是（)
A．种群密度能够反映种群的数量变化趋势
B．春节前后，我国南部沿海城市人口数量变化主要取决于①、②
C．预测未来种群数量变化的主要依据是④
D．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
C[①~④分别表示死亡率、出生率、性别比例和年龄组成，能够预测种群数量变化趋势的是种群的年龄组成，A错误、C正确；春节前后，我国南部沿海城市人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率，B错误；人工合成的性引诱剂诱杀害虫雄性个体是控制③性别比例，D 错误。

]
［误区警示］与种群特征有关的3个易错点
1．年龄组成并不决定种群密度的变化.
2．种群数量不等于种群密度。

种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积",即种群数量增加，种群密度不一定增加。

3．出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，譬如遇到剧
烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。

［备选习题]
下列关于种群特征的描述,正确的是（）
A．种群数量的增长主要取决于出生率
B．斑马在草原上成群活动属于种群空间特征
C．出生率和死亡率是种群最基本的数量特征
D．年龄组成为稳定型的种群，种群数量不再发生波动
B[种群数量的变化主要取决于迁入率、迁出率、出生率和死亡率,A错误；斑马在草原上成群活动，即种群在空间上呈集群分布,B正确；种群密度是种群最基本的数量特征,C错误；
年龄组成为稳定型的种群,若受到气候、传染病等因素的影响,种群数量会发生波动,D错误。

］考向2 考查种群密度的调查
3．(2018·银川九中高三模拟)蚜虫常聚集于叶片、嫩茎、花蕾、顶芽等部位，是地球上最具有破坏性的害虫之一.七星瓢虫捕食蚜虫，是蚜虫的天敌.对于蚜虫，重要的是抓紧预防,避免虫害的发生.关于蚜虫的调查与防治,下列说法正确的是（)
A．应采用样方法调查蚜虫的种群密度
B．取样时应选择蚜虫较为集中的地块
C．样方法可以准确计算出蚜虫的种群密度
D．引入七星瓢虫，可以彻底消灭蚜虫
A[蚜虫属于活动能力较弱,活动范围小的动物，可以采用样方法调查其种群密度，A正确；
取样时应随机取样，B错误；样方法只能估算出蚜虫的种群密度，C错误；七星瓢虫以蚜虫为食，七星瓢虫与蚜虫之间为捕食关系,捕食关系可调整种间关系，不会彻底消灭蚜虫，D 错误.]
4．（2018·衡水中学高三调考)下列关于种群和群落的研究方法的分析，正确的是
（) 【导学号:67110073】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．对于蚂蚁等趋糖性的昆虫，可以使用糖水诱捕的方法来调查其种群密度
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
C[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，会导致重捕数中的标记数偏小,最终计算出的结果偏大，B 错误;对于蚂蚁等趋糖性的昆虫，可以使用糖水诱捕的方法来调查其种群密度，C正确；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和代谢废物的不断积累,最终会逐渐减少，D错误。

］
错误!
下列有关调查种群密度的说法错误的是（）
A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式
B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度,通常采用样方法
C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映
D．将M只鹿标记后释放，在重捕获的n只鹿中有m只被标记，则该鹿群约有(M×n）÷m只
B［样方法应做到随机取样，常采用五点取样法和等距取样法，A正确；种群密度的调查对于植物和活动范围较小、活动能力弱的动物如蚜虫、跳蝻等采用样方法，对于活动能力强和活动范围大的动物则采用标志重捕法，故对于蛇应采用标志重捕法，B错误;标志重捕法是一种对种群密度的估算方法,结果与现实有一定的偏差，C正确；根据错误!＝错误!，可计算出该鹿群的总数,D正确。

］
考点二| 种群数量的变化
（对应学生用书第197页)
[识记—基础梳理］
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类型
A B
(1）种群增长的“J"型曲线，如图A。

①形成原因：食物和空间充裕、气候适宜、无敌害。

②数学模型
λt错误!
N t＝N
③曲线特点：种群数量是以一定的倍数连续增长。

（2)种群增长的“S"型曲线,如图B。

①形成原因:食物、空间有限
②曲线特点错误!
③应用
建立卧龙自然保护区→改善大熊猫栖息环境
↓
保护大熊猫←提高环境容纳量
3．环境容纳量
（1）概念：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所维持的种群最大数量。

(2)形成原因
（3）与环境条件的关系
环境条件改善，K值可能会增大；环境条件恶化，K值可能会减小。

4．影响种群数量的变化因素
种群的数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。

其影响因素主要有：
（1）内因
①起始种群个体数量。

②导致种群数量增加的因素：出生率和迁入率。

③导致种群数量减少的因素：死亡率和迁出率。

（2)外因
①自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。

②人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。

错误!
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。

(×)
【提示】理想条件下种群数量呈现“J”型增长，无环境容纳量。

2．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。

(√)
3．种群数量变化的全部内容就是“J”型和“S”型增长。

（×)
【提示】种群数量的变化包括增长、波动、稳定、下降等。

4．物种入侵后的一段时间内，种群数量增长方式为“J”型。

(√)
5．“S”型增长中，种群数量为K/2时增长最快.(√)
6．合理密植会增加种群数量并提高K值.(×）
【提示】若空间资源不增加，仅仅合理密植,并不会提高K值。

［理解—深化探究］
1．下图表示两种增长方式的增长速率变化，依图回答下列问题。

甲乙
（1)甲和乙分别表示哪种增长方式？
【提示】甲表示的是种群的“J”型增长；乙表示的是种群的“S”型增长。

（2）乙图中在哪个时刻增长速率最大？在t1→t2时段内，种群数量是不是会逐渐减少？
【提示】在t1时刻增长速率最大,在t1→t2时段内，种群数量仍然增多,只是增长的速率减缓。

2．下图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线。

请据图思考下列问题。

甲乙
（1）图甲中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？曲线a、b哪条更符合自然界的种群数量变化实况？
【提示】b曲线的形成过程中始终存在环境阻力，b曲线更符合自然界的种群数量变化实况.
（2)调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如图乙所示，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前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变?
【提示】基本不变（因λ＝1)。

②第9年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为何种类型?为什么?
【提示】稳定型.第10年时,种群的λ等于1，说明第10年种群数量与第9年相同，因此第9年年龄组成为稳定型.
③图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？图中显示第8年种群数量最少，对吗？
【提示】不相同。

在第4年到第10年间，λ<1，说明种群数量在减少，到第9或第10年种群数量最少，而不是第8年最少。

④第16～20年乌鸦种群数量将如何增长?为什么?
【提示】“J"型增长，因λ〉1且恒定。

3．在实践中合理利用K值和K/2值
(1)K值含义：即环境容纳量，是指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.种群数量达到最大值(K值）以后保持相对稳定.
(2）应用
①K值：
a．对野生生物资源的保护措施：如对于大熊猫，要保护其生活环境，应尽量减小环境阻力，增大K值。

b．对有害生物的防治措施:如对于家鼠,要封存粮食、清理垃圾等，增大环境阻力，降低K 值。

②K/2值：
a．对资源开发与利用的措施：如捕鱼后使鱼种群数量保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”,符合可持续发展的原则.
b．对有害生物防治的措施：如灭鼠时及时控制种群数量,严防达到K/2值，若达到该值，会导致该有害生物成灾.
［运用—考向对练］
考向1 种群增长曲线分析
1．（2018·长沙市高三猜题卷)卷尾猴性情温顺，平时喜欢生活在树上，常常夜间外出，捕食昆虫、蜗牛等小型无脊椎动物，也吃一些植物性食物。

下图是某卷尾猴种群的λ值随时间的变化曲线，相关叙述中正确的是（)
A．第15～20年间该卷尾猴种群数量不断增加
B．第20~30年间该卷尾猴种群出生率与死亡率相等
C．人类捕猎该卷尾猴种群会导致其丰富度降低
D．卷尾猴粪便中的能量可流向绿色植物
B[由于第15～20年间该卷尾猴种群的λ值始终不大于1,故在此期间其数量不会不断增加。

第20～30年间该卷尾猴种群的增长率等于0(λ值等于1），因此，在此期间该卷尾猴种群出生率与死亡率相等。

丰富度是指群落中物种数目的多少,因此捕猎卷尾猴不会导致其丰富度下降。

卷尾猴粪便中的能量，会被分解者在呼吸作用中以热能的形式释放出来，不能再流向绿色植物。

]
2．（2018·长春市高三二模)如图表示海洋鱼类大黄鱼的种群数量变化与增长速率的关系，下列说法正确的是（）
A．图中a点种群年龄组成为增长型,c点为衰退型
B．a点和c点种群增长速率相同，所以种内斗争程度相同
C．在环境条件不被破坏的情况下，该海域大黄鱼种群的K值为2b
D．用标志重捕法调查该种群密度时，若标记个体易于被捕食则估计值偏低
C[c点种群增长速率大于0,种群年龄组成为增长型;c点比a点种群数量多，所以种内斗争较激烈;种群的增长速率在K/2时最大，所以该海域大黄鱼种群的K值为2b;如果标记个体易于被捕食，根据公式：初次捕获标记个体数/种群数量＝重捕标记个体数/重捕数量，因为重捕的标记个体数目偏小，则种群数量的估计值偏大。

]
错误!
图甲图乙图丙
三图对比分析解读：
(1）t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值。

(2)t1～t2，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，种群增长速率下降。

（3）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。

错误!科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究N t＋1/N t随时间的变化趋势,结果如图所示(图中N t表示第t年的种群数量，N t＋1表示第t＋1年的种群数量)。

下列分析正确的是（）
A．甲种群在0～t3段的年龄结构为增长型
B．乙种群在0～t1段的种群数量呈“J”型增长
C．乙种群在t2时数量最少
D．甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善
B［甲种群在N t＋1/N t<1时，年龄结构为衰退型，N t＋1/N t〉1时，年龄结构为增长型，A错误;乙种群在0～t1段的N t＋1/N t〉1,且保持不变,种群数量呈“J"型增长，B正确;乙种群在t3时数量最少,C错误；t3后甲种群的N t＋1/N t>1,则种群的数量会增加，D错误。

］
考向2 对K值的理解和应用
3．(2018·临沂模拟）下列关于环境容纳量的叙述，正确的是（)
A．环境容纳量是指种群的最大数量
B．种群的种内斗争不会改变环境容纳量的大小
C．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
D．植食动物在自然环境条件下，一年四季的环境容纳量以冬季最大
B[环境容纳量是在一定范围内动态变化的种群数量；种内斗争可以改变种群数量，但不
会改变种群的环境容纳量；在理想条件下，种群数量呈指数增长，没有环境容纳量；植食动物在冬天由于食物减少，所以环境容纳量较小。

］
4．某野生动物种群数量超过环境容纳量（K值）后，其种群数量的变化趋势有如图的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种可能性.下列相关叙述错误的是（）
A．环境被破坏时环境容纳量下降，体现了环境的制约作用
B．a点出生率大于死亡率，c点死亡率大于出生率
C．三种可能性中,曲线Ⅰ说明该种群栖息地的受破坏程度较轻
D．当曲线Ⅲ趋近零时,对该动物种群应采取就地保护
D[环境容纳量受环境的影响，环境被破坏时环境容纳量下降，体现了环境的制约作用,A 正确；a点时种群数量增加，即增长率大于零，出生率大于死亡率，c点种群数量下降,死亡率大于出生率，B正确；曲线Ⅰ在原始的环境容纳量附近波动，说明该种群对其栖息地环境的破坏程度较轻,C正确；Ⅲ中生物逐渐灭绝，说明栖息地被完全破坏,该生物已经无法生存，因此无法实施就地保护措施，只能进行迁地保护，D错误。

]
错误!
图1和图2表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系，下列有关叙述正确的是（)
图1 图2
A．图1中曲线a代表死亡率，曲线b代表出生率
B．海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在图1的E点
C．图2中在F点控制有害动物最有效
D．图2中G点代表种群的环境容纳量
D［分析题图1可知,a是出生率，b是死亡率,A错误；E点净补充量为0，此时种群数量最大,不是海洋鱼类捕捞应保持的最适宜数量,海洋鱼类捕捞应保持的最适宜数量应该是补充量最大的点,B错误；分析图2可知，F点害虫的增长速率最大，应该在小于F点控制有害动物最有效，C错误；读图可知，G点净补充量为0,该点代表环境容纳量,即K值,D正确。

］考点三| 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化（实验）
（对应学生用书第199页）
［原理流程］
1．实验原理
(1）用液体培养酵母菌，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，酵母菌种群呈“J”型增长;自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。

（3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法—-显微计数法.
2．实验流程
[实验关键］
1．注意事项
（1)溶液要进行定量稀释，每天计数酵母菌数量的时间要固定。

（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)制片时，先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自
行渗入，多余培养液用滤纸吸去。

（4）制好装片后，应稍等片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。

2．结果分析
(1）计数异常分析
①统计结果偏小的原因:取液时未摇匀,吸取的培养液中酵母菌偏少;在计数时，未计边缘的
酵母菌等。

②统计结果偏大的原因：取液时未摇匀,吸取了表层的培养液;在计数时统计了四周边缘的
酵母菌等.
（2)该探究不需设置对照实验，但要获得准确的实验数据,必须进行重复实验，求得平均值.
［对点练习]
1．某同学对培养液中酵母菌种群数量的变化实验进行了相关的操作，得到了如图所示的结果。

在该实验中下列操作或结果分析科学的是（）
A．培养酵母菌前，加热去除培养液中的溶解氧
B．用吸管从静置的锥形瓶中吸取一定量的培养液滴在血细胞计数板的中央进行计数
C．图中c点和d点相比，d点的生存环境更恶劣
D．e点和f点种群数量相同,两点对应的出生率和死亡率均相同
C[培养酵母菌时,不能去除培养液中的溶解氧，酵母菌初期进行有氧呼吸，繁殖速度快，A错误;吸取培养液前应先振荡，使培养液中的酵母菌分布均匀，B错误；随培养的进行，酵母菌产生的代谢废物增多，使酵母菌的生存环境恶化,不利于酵母菌的生长,C正确;f点与e点时对应的种群数量相同，但前者种群数量处于增长时期，即出生率大于死亡率，而后者则处于种群衰退时期，即出生率小于死亡率,D错误。

]
2．（2018·潍坊市高三三模）某学习小组根据“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，利用不同浓度的葡萄糖溶液培养酵母菌，结果如下图所示请分析回答：。