2024届高三生物一轮复习： 种群及其动态课件(共44张PPT)

(共44张PPT)
种群及其动态
[课标 要求] 1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。
2.了解种群密度的调查方法。
3.尝试建立数学模型解释种群的变动。
4.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
5.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群特征。
考点要求 考题统计 考情分析
种群的数量特征 2023，广东，选择 2022，广东，填空 本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关种群及其动态变化
的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
种群数量的变化 2021，广东，选择 影响种群数量变化的因素 2023，广东，选择 种群的其他数量特征
考点一
种群密度及其调查方法
考点二
培养液中酵母菌种群数量的变化
考点三
种群数量的变化及其应用
考点四
重温高考 真题演练
影响种群数量变化的因素
考点五
考点一
种群密度及其调查方法
种群： 是指在一定自然区域内的同种生物的全部个体的总和。
1
种群密度
——种群最基本的数量特征
种群密度
种群的个体数量
空间大小（面积或体积）
（2）表达式：
种群在单位面积或单位体积中的个体数。
濒危动物保护、农田杂草状况调查、渔业上捕捞强度的确定、农林害虫的监测和预报等
陆生生物 水生生物
（1）含义：
（3）意义：
2
种群密度的调查方法
逐个计数法：调查分布范围较小，个体较大的种群
估算法
黑光灯诱捕法（对象： ）
样方法（对象： ）
标记重捕法（对象： ）
五点取样法
等距取样法
取样方法
调
查
方
法
趋光性昆虫
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
活动能力强、活动范围大的动物
注意随机取样
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
2
种群密度的调查方法
为了研究某地加拿大一枝黄花的种群密度，下图是研究人员随机选取了研究样地。
1．为了更好地保证调查结果的准确性，在确定样方时需要考虑以下问题：
(1)取样的关键是什么？为什么？
随机取样；是为了使调查结果不受主观因素的影响
(2)请据表中的数据，确定合适的样方数量
样方数太多—工作量加大 样方数太少—偶然误差大
选取5个样方是合适的，因样方数量从5个增加到10个，种群密度的调查结果并没有明显差异。
√
—样方法
2.某兴趣小组调查某种双子叶草本植物种群密度的结果如表所示。
第四个样方中该植物的分布情况如图所示，则该植物种群密度是 株/m2。
如何计数第四个样方的植株数量？该样方的种群密度是多少？
8
同种生物个体无论大小都要计数，若正好在边界线上，应“计上不计下，计左不计右” ，即只计数相邻两边及夹角上的个体。
2
种群密度的调查方法
—样方法
2
种群密度的调查方法
—标记重捕法
在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。
捕获
标记
放回
重捕
N只
M只
n只，其中m只带标记
种群数量(N)
首捕标记数(M)
重捕总数(n)
重捕中标记数(m)
=
①标志物不能过分醒目；
②标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动；
③标志物不易脱落；
④标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等；
⑤确保调查期间没有个体的出生入死；
注意事项
请分析在利用标重捕法调查过程中，下列各情况可能会带来的误差：
①标记物意外脱落
②被标记个体被再次捕获的机会降低
③标记物导致被标记个体易于被捕食
④被标记个体放回后还未充分融入该种群中就
再次被捕获且在被标记个体稀少处被捕获
⑤被标记个体放回后还未充分融入该种群中就
再次被捕获且在被标记个体密集处被捕获
⑥标记物影响被标记个体的活动，使其被再次捕获的机会增大
以上_________估算值偏大，_______估算值将偏小。
①②③④
⑤⑥
M
m
n
=
N
m
M
n
=
N
2
种群密度的调查方法
—标记重捕法
种群数量(N)
首捕标记数(M)
重捕总数(n)
重捕中标记数(m)
=
种群的其他数量特征
考点二
情景：根据资料显示，2006～2013年期间，东方白鹤在繁殖期间分布区的数量调查，东方白鹳数量维持在150～160只。2010年以前有约20%～25%的个体参与了繁殖，2010年后该比例不断增长，至2013年约40%参与繁殖。据监测，巢穴从当初的1个增长到2021年的120个，孵化幼鸟超过了300只,黄河三角洲已经成了全球最大的东方白鹳繁殖地。
根据东方白鹳的种群密度，你能确定2014年其数量是增加还是减少吗？
哪些因素可能会影响种群的数量呢？
不确定
种群的其他数量特征
考点二
模型构建：下图表示种群各种数量特征之间的关系。写出各字母代表的含义。
出生率
迁入率
性别比例
年龄结构
迁出率
死亡率
1.出生率与死亡率
单位时间内新产生、死亡的或迁入、迁出的个体数目占该种群个体总数的比率
死亡对种群来说未必是坏事，只有老的个体不断离去，新的个体不断产生，才能保持种群的遗传多样性，使种群不断适应变化着的环境。
2.迁入率与迁出率
①迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义
②促进同一物种 不同种群之间的基因交流
出生率、死亡率、迁入率、迁出率
—— 直接决定种群密度
自然增长率＝出生率－死亡率
种群的其他数量特征
考点二
3.年龄组成(年龄结构)——预测种群数量变化趋势
种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例
增长型
稳定型
衰退型
年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？
增长型
衰退型
种群的其他数量特征
考点二
种群中雄雌个体数目的比例。
4.性别比例（性比）--通过影响出生率影响种群密度
（1）利用性外激素诱捕雄蛾，影响雌雄蛾正常交尾的目的是？
（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 。
使蛾的性别比例失调，降低出生率，使其种群密度下降
高
注意:
这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体，如工蜂就不计算在内；
不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物；
拓展：种群的空间特征
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布
种群的数量特征
种群密度
迁出率
迁入率
死亡率
出生率
年龄结构
性别比例
基本特征
取决于
影响
影响
影响
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
调查方法
小结
种群的空间特征
随机
分布
均匀分布
集群分布
1．(2022·广东高三联考)科研人员研究了在繁殖季节鄱阳湖国家湿地公园鸟类栖息地植物群落特征对单位面积中某种水鸟的影响，部分结果如图所示。回答下列相关问题：
(1)鄱阳湖国家湿地公园共记录草本植物100多种，具体的记录有藜蒿、野芹菜等，该过程用到的统计方法为____________。从种群数量特征的角度考虑，直接影响水鸟种群密度的因素有________________________________。
(2)鄱阳湖的藜蒿为菊科蒿属植物，具有清香气味。当地人对藜蒿情有独钟，每逢正月，几乎每家每户的饭桌上都会飘着藜蒿炒腊肉的香气，这体现了鄱阳湖国家湿地公园生物多样性的____价值，该价值通常___(填“大于”“等于”或“小于”)其对气候影响的价值。
(3)据图分析，植物群落的高度与该种水鸟繁衍的关系最可能是
______________________________________；由此可知，为保护该种水鸟，公园管理人员可以________________________________。
记名计算法
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
直接
小于
植物群落过高不利于(会影响)该种水鸟繁衍
定期修剪公园植被，防止植被过高
2．研究人员对某林区猕猴种群数量和性别比例进行调查，结果如图所示(注：4～12岁为猕猴的生育年龄)。下列分析正确的是
A．该林区猕猴种群的年龄结构为稳定型
B．调查时猕猴种群数量已经达到环境容纳量
C．7～9岁个体中，雄性与雌性的数量比值最小，可能与雄性因争夺空间和配偶死亡率较高有关
D．各年龄组个体数量不变，若性别比例变为1∶1，则猕猴的出生率将升高
C
考点三
种群数量的变化及其应用
1
种群数量变化的研究方法
数学模型：
表现形式:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
数学方程式法
坐标曲线图法
建模步骤：
以P65问题探讨中细菌数量变化为例
观察研究对象，提出问题
细胞每20min分裂一次
提出合理的假设
资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
数学方程式法： 坐标曲线法：
Nn＝２n
通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
建立数学模型
（理想条件）
（优缺点：更直观，不够精确）
（优缺点：更精确，不够直观）
2
种群数量的“J”形增长
（1）种群数量增长模型
（2）形成原因：
充裕、气候适宜、 敌害
（3）种群增长速率：
新增加的个体数与时间的比值
（4）种群增长率：
单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例。
保持不变，为λ-1
理想条件
食物和空间
没有
如：①一个种群刚迁入到一个新的适宜的环境中
②实验室条件下
Nt＝N0λt
N0：
t：
Nt：
λ：
种群起始数量
时间
t年后种群的数量（第t+1年）
该种群数量是一年前种群数量的倍数,不是增长率
（5）数学公式：
项目 种群数量变化 年龄结构
λ>1
λ＝1
λ<1
增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
2
种群数量的“J”形增长
拓展归纳
准确分析“λ”曲线
1.16-20年内的年龄组成为稳定性（ ）
2.8-16年调查的年龄组成可能是增长型（ ）
3.第4年到第10年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌数量增多（ ）
4.第8年时种群数量最少（ ）
5.如果持续第16年到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”型曲线增长（ ）
×
√
√
×
第10年
×
16-20年λ>1为定值,为“J”型增长
0-4年λ=1，年龄组成为稳定性
4-10年λ<1，年龄组成为衰退型
10-20年λ>1,年龄组成为增长型
增长型
8—10：衰退型 10—16：增长型
考点三
种群数量的变化及其应用
【情景】生态学家高斯的实验：把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，不更换到更大容器中，不添加新的培养液，连续观察、记录，第5天后基本维持375个左右，结果如下表：
时间/d
种群数量/个
K=375
时间 0 1 2 3 4 5 6
数量 5 20 137 319 369 375 373
请绘制大草履虫的种群增长曲线
373.3
369.0
20.4
319.0
137.2
375.0
3
种群数量的“S”形增长
（1）种群数量增长模型
（2）形成原因：
有限、存在 ,
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定。
食物、空间
天敌、种内斗争
环境阻力
（3）曲线特点：
①种群数量达到K/2值时，增长速率最大
②种群数量达到环境容纳量（即K值）后，将停止增长，并在K值左右保持相对稳定
K值：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称为环境容纳量
环境阻力
在生存斗争中被淘汰的个体数量
（4）增长速率
①增长速率先增大后减小，最后为0。
②当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。
实质就是“S”型曲线的斜率
（5）增长率
增长率受种群密度制约，密度越大，增长率越小。
随时间的推移，环境阻力越来越大，增长率越来越小直至为0
K
增长率≠增长速率:
增长速率＝
Nt－No(个)
T(年)
×100％
增长率＝
Nt－No
No
①“J”型曲线反映的种群增长率是一定的,而增长速率逐渐增加;
②“S”型曲线反映的种群增长率逐渐降低,而种群增长速率是先逐渐增大后逐渐减小的。
拓展归纳
准确分析“S”型曲线
（1）AB 段：出生率 死亡率，种群数量增加。
（2）B点（K/2）：出生率与死亡率差值 ，种群增长速率 。
（3）BC段：出生率仍 死亡率，但差值在减小，种群增长速率 。
（4）C点（K值）：出生率 死亡率，种群增长速率为 ，种群数量达到 ，趋于稳定。
A
B
C
大于
最大
最大
大于
下降
等于
0
最大（K 值）
K 值 （是/不是）种群数量的最大值
请据图分析：该种群的K 值为 。
同一种群的K 值是固定不变的吗？
同一种群的K 值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。
K2
生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
不是
K值是种群在一定环境条件下所能维持（允许达到）的种群最大数量，在环境条件没有变化的情况下，种群数量在K值上下波动，动态平衡。
热点归纳
聚焦K值
【情景】人民网南昌10月30日电28日，国家一级保护动物东方白鹳出现在鄱阳湖湖口水域。近年来，湖口县加大鄱阳湖湿地保护力度，随着湿地自然环境的不断改善，越来越多的东方白鹳选择在这里安家落户，繁育后代,但对繁殖地的生存环境要求十分苛刻。
①实践应用——野生生物的保护
a.东方白鹳种群数量增多的关键原因是什么？
因为鄱阳湖湿地的整体环境得到明显改善，食物的增加和活动范围的缩大，K 值变大。
b.从中启示保护频危动物的根本措施是什么？
建立自然保护区，给频危动物更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
实践应用--K值
②实践应用——有害生物的防治
机械捕杀
施用激素
药物捕杀
施用避孕药
养殖或释放天敌
将食物储存在安全处
增大死亡率
降低环境
容纳量
搞好卫生
降低出生率
硬化地面
实践应用--K值
A
B
C
A
B
C
①对资源开发与利用的措施
种群数量达环境容纳量的一半（K/2）时种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
②对有害生物防治的措施
控制种群数量，严防达到K/2值处（否则会导致该有害生物成灾）。
渔业资源最佳捕捞时期？
1/2K时
何时防治？
达到1/2K前
实践应用--K/2值
考点四
影响种群数量变化的因素
(1)大多数生物的种群数量总是在　　中。处于　　状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群　　。
(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的　　。
(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于　　　　等原因而______
　　。
波动
波动
爆发
下降
近亲繁殖
衰退、
消亡
种群数量的波动
(1)源于选择性必修2 P16“小字部分”：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，称为　　　　　　，而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，称为　　　　　　　。
(2)源于选择性必修2 P17“思维训练”：据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性：______________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
密度制约因素
非密度制约因素
自然生态系统中猎物增多会导致捕
食者增多，捕食者增多会使猎物数量减少，猎物减少会引起捕食者数量减少，最终使猎物和捕食者在一定水平上动态平衡
1．草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查。 ( )
2．如果采用样方法调查甲地蒲公英的种群密度，计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积即可。 ( )
3．种群出生率升高，种群密度一定增大。 ( )
4．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。( )
5．一个物种引入新地区后，一定呈“J”形增长。 ( )
6．种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变。 ( )
7．环境容纳量是指种群的最大数量。 ( )
8．种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。 ( )
9．气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素。 ( )
10．鱼塘养鱼要在鱼群数量达到K值时进行捕捞才能获得持续效益。 ( )
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
自主检测
1．(2022·浙江温州)河蚬是一种软体动物，是湖泊底栖动物常见种群，也是鱼类的优良天然饵料。科研小组调查(每月月初调查)了某湖泊一年内河蚬的种群密度和生物量，结果如下图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．河蚬的环境容纳量约为90个/m2
B．河蚬个体7月份生长速度大于4月份
C．河蚬的种群数量在一年内呈周期性波动
D．4月河蚬的生物量为前一年次级生产量的积累量
C
2．(2022·湖北罗田县一中)研究发现，鹞鹰对不同种群数量的鸽群发起攻击的成功率是不同的。请据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．鸽群防御能力的大小与鹞鹰攻击成功率呈负相关
B．根据“精明的捕食者策略”分析，鹞鹰的存在对鸽群的发展是不利的
C．鹞鹰攻击成功率随着鸽种群数量的增加而减小，说明种内互助有利于物种的生存和繁衍
D．鹰的种群数量下降，鸽的种群数量先升后降，之后会趋于相对稳定
B
培养液中酵母菌种群数量的变化
考点五
1
实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的________________　　等因素的影响。
(2)在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈　　　曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈　　　曲线增长。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——　　　　法。
成分、空间、pH、温度
“J”形
“S”形
显微计数
液体
无菌
均匀
计数板上盖玻片边缘
全部沉降到计数室底部
7
曲线
2
实验流程
使用血细胞计数板
(1)开始一段时间内，酵母菌的增长符合______形曲线增长模型。
(2)de段曲线下降的原因可能有____________________________________________________________________________。
“S”
营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等
3
结果分析
注意事项：
①菌体浓度高，溶液需要进行定量稀释；
②先振荡试管再取样，使酵母菌分布均匀，减少误差；
③先盖上盖玻片，再吸取培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入；制好装片后，应静置一会，待酵母菌全部沉降到计数室底部再观察；
④需连续多天在相同时间取样计数。
⑤本实验不需设置对照实验，不同时间形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，应对每个样品计数三次，取其平均值。
(1)血细胞计数板
4
血细胞计数板及相关计算
计数室深度为0.1mm
1个计数室的面积为1mm2，
1个计数室内有400个小方格。
每个小方格的面积是1/400mm2
(2)计算公式
1ml培养液中细胞个数=
中方格中的细胞总数
中方格中小方格个数
× 400× 104 ×稀释倍数
2．(2022·重庆缙云教育联盟)某研究性学习小组为探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化，进行了实验，实验操作步骤如下。
第一步：配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。
第二步：利用多套相同装置，按下表步骤操作。
装置编号 A B C D
装置容器内的溶液 无菌马铃薯葡萄糖培养液/mL 10 10 5 5
无菌水/mL － － 5 5
活化酵母菌液/mL 0.1 0.1 0.1 0.1
温度/℃ 5 25 5 25
第三步：用血细胞计数板计数装置中起始酵母菌数目，做好记录。
第四步：将各装置放在相同且适宜的条件下培养。
第五步：连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。
回答下列问题：
(1)改正实验操作步骤中的一处错误：______________________________。
(2)某同学第5天在使用血细胞计数板计数时的做法如下：
①振荡摇匀试管，取1 mL培养液并适当稀释(稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液)。
②先将__________放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液___________________，制作好临时装片。
③显微镜下观察计数：在观察计数时只计________(填“被”或“不被”)染成蓝色的酵母菌。
(3)如所使用的血细胞计数板有16个中方格，每个中方格中有25个小方格，计数室的总容积为0.1 mm3(1 mL＝1 000 mm3)。请推导出1 mL培养液中酵母细胞个数的计算公式：1 mL培养液中酵母细胞个数＝_________________________________________________________________。
第五步中应每天同一时间(定时)取样
盖玻片
用滤纸(吸水纸)吸去
不被
平均每个小方格内酵母细胞个数×400×104×稀释倍数
重温高考 真题演练
1.(2022·山东卷)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1 000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为(　　)
A．2×104条　　　B．4×104条 C．6×104条 D．8×104条
A
2．(2022·全国甲卷)在鱼池中投放了一批某种鱼苗，一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如下图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖，则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是(　　)
A．甲、丙、乙 B．乙、甲、丙
C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲
D
4．(2022·湖南卷)入侵生物福寿螺适应能力强、种群繁殖速度快。为研究福寿螺与本土田螺的种间关系及福寿螺对水质的影响，开展了以下实验：
实验一：在饲养盒中间放置多孔挡板，不允许螺通过，将两种螺分别置于挡板两侧饲养；单独饲养为对照组。结果如下图所示。
实验二：在饲养盒中，以新鲜菜叶喂养福寿螺，每天清理菜叶残渣；以清洁自来水为对照组。结果如下表所示。
养殖天数/d 浑浊度(FTU) 总氮/(mg·L－1) 总磷/(mg·L－1) 实验组 对照组 实验组 对照组 实验组 对照组
1 10.81 0.58 14.72 7.73 0.44 0.01
3 15.54 0.31 33.16 8.37 1.27 0.01
5 23.12 1.04 72.78 9.04 2.38 0.02
7 34.44 0.46 74.02 9.35 4.12 0.01
注：水体浑浊度高表示其杂质含量高。
回答下列问题：
(1)野外调查本土田螺的种群密度，通常采用的调查方法是________。
(2)由实验一结果可知，两种螺的种间关系为________。
(3)由实验二结果可知，福寿螺对水体的影响结果表现为_____________________________________。
样方法
种间竞争
水体富营养化，水质被污染
(4)结合实验一和实验二的结果，下列分析正确的是________(填序号)。①福寿螺的入侵会降低本土物种丰富度②福寿螺对富营养化水体耐受能力低③福寿螺比本土田螺对环境的适应能力更强④种群数量达到K/2时，是防治福寿螺的最佳时期
(5)福寿螺入侵所带来的危害警示我们，引种时要注意________________________________________________ (答出两点即可)。
①③
物种对当地环境的适应性，有无敌害及对其他物种形成敌害