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第一节 种群具有一定的特征
必备知识 清单破
知识点 1 种群及其数量特征
1.种群的概念和意义
2.种群数量特征——种群的最基本特征
(1)种群密度
①概念:指某个物种在单位面积或单位体积内的个体数量,是反映种群大小的最常用指标。
②研究意义
a.作为人类判断生物有益或有害、保护或防治的依据。
b.作为评价保护和防治效果的指标。
(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率——直接决定种群密度
①概念:一般用单位时间内出生(或死亡或迁入或迁出)个体数占种群总个体数的百分比或千
分比表示。
②影响出生率的因素:物种的性成熟时间、每次产仔(卵)数和每年生殖次数等。
③影响死亡率的因素
a.内在因素:生物个体的生理寿命。
b.外在因素:疾病、饥饿、寒冷、干旱、被捕食和意外死亡等。
④与种群密度的关系
特别提醒 种群数量变化不是由出生率(迁入率)或死亡率(迁出率)单独决定的,而是由两者
的大小关系决定的。
⑤自然增长率:可表示种群数量变化,自然增长率=出生率-死亡率。
(3)年龄结构——可预测种群数量的变化趋势
①概念:各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系,可用年龄金字塔来表示。
②年龄金字塔的类型
增长型 稳定型 衰退型
年龄金字塔
种群特征 处于生殖前期的个体数多,处于生殖后期的个体数少 处于生殖前期的个体与处于生殖后期的个体数大致相等 处于生殖前期的个体数少,处于生殖后期的个体数多
出生率与死亡率的关系 出生率>死亡率 出生率≈死亡率 出生率<死亡率
种群数量变化趋势 增长 较稳定 减少
特别提醒
(1)生殖前期:尚无生殖能力的年龄阶段。生殖期:具有繁殖能力的年龄阶段。生殖后期:丧失
了生殖能力的年龄阶段。
(2)有些昆虫生殖前期较长,生殖期极短,生殖后期等于零,如蜉蝣和蝉等。
(4)性别比例——影响种群的出生率
①概念:种群内两性个体数量的相对比例。
②应用:人们常采用干扰和破坏害虫自然性别比例的方法来降低害虫的数量。
1.模拟用标志重捕法进行种群数量的调查
(1)调查方式:在被调查种群的生存环境中,随机捕获一部分个体,标志后在原捕获地放回,一段
时间后再进行重捕。
(2)适用生物:小型哺乳类、鸟类、鱼类等活动能力强、活动范围广的动物。
(3)计算公式
知识点 2 种群密度的调查方法
(4)实验步骤
(5)使实际调查数据更准确的注意事项
①选择调查区域必须随机。
②标志物不能过于醒目,不能对调查对象的捕食者有吸引性。
③标志物和标记方法不会对个体本身产生影响。
④标志物在调查期间不会脱落或消失。
⑤对标志个体与未标志个体混合均匀所需的时间要有正确估计。
⑥标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。
⑦在调查期内,既没有新个体出生和死亡,也没有个体迁入和迁出等。
2.用样方法调查某草地中双子叶植物的种群密度
(1)调查方式和估算方式
(2)适合用样方法调查的生物:植物,活动能力弱、活动范围小的动物。
(3)实验步骤
(4)注意事项
①做到随机取样。
②取样面积大小一般为1 m2,可根据调查对象的大小及多少改变样方大小(调查对象较大如
某种乔木,或调查对象过少时可适当增大样方面积)。
③样方数量一般为5个,统计样方个数越多,调查结果越接近真实情况。
1.概念:组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
2.类型:集群分布、均匀分布、随机分布。
知识点 3 种群分布型
知识辨析
1.利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,可通过增加种群的死亡率进而使害虫
种群密度降低,这种说法正确吗
不正确。利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,改变的是种群的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,从而使出生率降低。
2.年龄结构为增长型的种群,种群数量在近期一定能保持增长,这种说法正确吗
不正确。种群数量会受迁入率和迁出率的影响,还受到食物、天敌、气候等多种因素的影响,因此,年龄结构为增长型的种群,种群数量在近期不一定能保持增长。
提示
提示
3.标志重捕法中若被标志个体的重捕机会降低,则该种群的实际值比估算值大,这种说法正确
吗
不正确。被标志个体的重捕机会降低,使重捕标志个体数偏小,估算所得种群数量偏大,则种群的实际值比估算值小。
4.利用样方法可以调查某区域杂草的种群密度,这种说法正确吗
不正确。杂草包含多个物种,不属于一个种群,不能计算种群密度。
提示
提示
定点 1 种群数量特征的相互关系
关键能力 定点破
1.种群密度是反映种群大小的最常用指标。
2.出生率和死亡率、迁入率和迁出率 种群密度。
3.年龄结构 出生率和死亡率 种群数量变化趋势。
4.性别比例 出生率 种群密度。
1.样方法误差分析
(1)取样不随机可能会导致估算值大于或小于实际值。
(2)样方面积越小,误差越大;样方个数越多,估算值越接近实际值。
(3)个体数量统计时,边界线上的个体若不计数会导致估算值小于实际值,若都计数会导致估
算值大于实际值。
定点 2 种群密度调查方法的误差分析
2.标志重捕法误差分析
典例 某科技小组调查一块面积为16 hm2的森林里灰喜鹊和画眉的种群密度,在该区域内随机
设置了若干捕鸟网。一天共捕获鸟306只,将捕获的鸟做好标志后在原地放生,10天后,在同一
地点再放置同样数量的捕鸟网,共捕获鸟298只,捕获结果统计如下表,下列叙述错误的是
( )
捕获总鸟数 灰喜鹊 画眉
第一次捕获 306 48(标志后放生) 37(标志后放生)
第二次捕获 298 43(其中6只有标志) 32(其中8只有标志)
A.为了结果的可靠性,标志物对标志对象的生理习性不能有影响
B.根据统计结果估算该区域灰喜鹊大约有344只
C.由于被标志的画眉被再次捕获的概率下降,所以画眉的实际数量可能更少
D.若第二次捕获引起鸟死亡,会直接影响估算的结果
D
思路点拨 根据标志重捕法计算公式分析重捕中被标志个体数变化对种群总数(估算值)的
影响:
=
解析 如果标志物对标志对象的生理习性有影响,会造成实验误差,A正确。标志重捕法中的
相关计算公式:进行调查的某区域内的某种生物的种群数量=第一次捕获的该种生物的数量
×第二次捕获的该种生物的数量÷第二次捕获的该种生物中被标志个体数;根据该公式可估
算该区域灰喜鹊大约有48×43÷6=344(只);由于被标志的画眉被再次捕获的概率下降,即第二
次捕获的被标志的画眉个体数量减少,计算的结果会偏大,实际数量可能更少,B、C正确。第
二次捕获引起鸟死亡,但仍可进行计数,不影响估算的结果,D错误。选择性必修2 生物与环境
第一章 种群
第一节 种群具有一定的特征
基础过关练
题组一 种群及其数量特征
1.下列关于种群的叙述正确的是( )
①内蒙古草原上全部的牛是一个种群
②样方法的常用取样方法包括等距取样法和五点取样法
③每隔10米种植一棵杨树属于种群的数量特征
④年龄结构是预测种群数量变化的重要因素
⑤性别比例也可影响种群密度
⑥出生率和死亡率是决定种群密度的重要因素
⑦迁出率和迁入率也是决定某些种群密度的重要因素
A.①③④⑤⑥ B.②③⑤⑥⑦
C.①②⑤⑥⑦ D.②④⑤⑥⑦
2.下列有关动物种群特征的叙述,正确的是( )
A.性别比例通过影响出生率间接地影响种群密度
B.出现“人口老龄化”的人类种群的年龄结构为衰退型
C.自然增长率主要由性成熟的早晚、每次产仔(卵)数和每年生殖次数决定
D.各种种群的年龄金字塔都有生殖前期、生殖期和生殖后期三个年龄组
3.(易错题)一个种群不是个体的简单累加,而是一个能够自我调节、动态变化和发展的有机整体。下列关于种群特征的叙述,正确的是( )
A.性别比例是所有种群都有的特征
B.蝉在夏季的年龄结构是倒金字塔
C.不同物种的种群密度往往差异不大
D.死亡率高的种群,种群数量不一定少
4.如图表示种群的数量特征之间的关系。请回答相关问题:
(1)[A] 是反映种群大小的最常用指标。调查藏羚羊种群密度时常用的方法是 。
(2)种群密度取决于[B] 、[C] 、迁入率和[D] 。
(3)调查草地中某种双子叶植物的种群密度可以使用 法,取样的关键是要做到 。
(4)可用[E] 来预测一个种群的数量变化,如 型的种群数量会越来越少。
(5)用人工合成的信息素诱杀某种害虫的雄性个体,可以破坏害虫种群的 ,从而使一些雌性个体不能完成交配,降低种群密度。
题组二 调查种群密度的方法及误差分析
5.下列关于种群密度的调查方法的相关叙述,正确的是( )
A.标志重捕法调查种群密度时,两次捕捉的时间间隔越长统计结果越准确
B.标志重捕法调查种群密度时,标志物不能影响被调查动物的生命活动
C.对于活动能力强、活动范围广的动物可用标志重捕法精确统计种群密度
D.采用样方法调查植物种群密度时,差值大的样方内数值应舍弃
6.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( )
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
7.布氏田鼠以植物为食,会直接破坏植被。研究人员对我国北方草原上的布氏田鼠进行了调查,调查样方总面积为2 hm2,随机布设100个鼠笼,放置一夜后,统计所捕获的布氏田鼠数量,进行标志后放归,3天后进行重捕与调查。布氏田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉到。两次调查所得到的数据如下表所示。
捕获数(只) 标志数(只)
初捕 32 32
重捕 34 4
下列叙述正确的是( )
A.布氏田鼠的实际种群密度略低于272只/hm2
B.布氏田鼠的实际种群密度略高于272只/hm2
C.布氏田鼠的实际种群密度略低于136只/hm2
D.布氏田鼠的实际种群密度略高于136只/hm2
8.现有黄豆和绿豆各500 g、记号笔、培养皿等,利用标志重捕法估算两种豆的数量。下列有关该实验的分析,正确的是( )
A.将黄豆或绿豆作为标志,根据公式求出未被标志豆的数量
B.黄豆比绿豆大,摇匀后两种豆有分层现象,影响实验结果
C.第二次取样时,保证黄豆和绿豆的数量相等才能使结果准确
D.将第一次取样的两种豆都做上标志,通过一次实验就可估算两种豆的数量
9.请根据调查某双子叶草本植物种群密度的过程,回答下列问题:
(1)用样方法调查时,取样的关键是要做到 ,不能掺入主观因素。调查的地块长与宽相差不大时常用的取样方法是 。
(2)调查的植物类型不同时,样方面积应该不同,如调查乔木种群密度时,样方面积要比调查草本植物种群密度时的样方面积 。
(3)某同学采用样方法对某种植物进行计数,如图是其中一个样方中该植物的分布情况(注:图中黑点表示该种植物),对该样方中该种植物进行计数时,应记录的数值是 。
(4)若某长方形地块长、宽分别为100 m、50 m,调查中等距抽取10个小样方,小样方大小为1 m×1 m,对某种植物种群调查的结果为12株、18株、16株、16株、15株、13株、15株、11株、13株、11株,则所调查种群的种群密度为 。
能力提升练
题组 综合分析种群的数量特征
1.如图所示为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。下列相关叙述正确的是( )
A.图中a点和b点,鲤鱼种群的自然增长率一定相等
B.O~d时间段内,曲线最低点鲤鱼种群的自然增长率小于零
C.a~b时间段内,该鲤鱼种群的年龄结构为稳定型
D.b~c时间段内,该鲤鱼种群的数量逐渐减少
2.种群的年龄结构大致可分为图示①②③三种类型,下列相关说法错误的是( )
A.在我国近年的人口调查中,获知人口出生率每年都在下降,说明我国人口年龄结构一定为图中③所示类型
B.在渔业生产中,要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼,捕捞后,该水域鱼种群的年龄结构可能为图中①所示类型
C.农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施,有可能使该种害虫的年龄结构成为图中③所示类型
D.随着时间的推移,同一种群的年龄结构可能发生①→②→③的变化
3.某农场面积约140 hm2,农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件,黑线姬鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度,第一次捕获了100只,标志后全部放掉,第二次捕获了280只,发现其中有2只带有标志。下列叙述错误的是( )
A.鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C.若重捕时方法不当造成已捕获的标志个体死亡,会导致估算数值比实际数值偏大
D.若被标志的黑线姬鼠更容易被天敌捕食,则黑线姬鼠种群数量的估算值比实际值大
4.斑子麻黄是雌雄异株植物,下图为某山坡不同样地(分别记作S1、S2、S3、S4,各样地的面积相等)斑子麻黄种群调查结果。下列分析正确的是( )
A.海拔越低则斑子麻黄种群密度越大
B.S2样地斑子麻黄种群的年龄结构为增长型
C.海拔越高则斑子麻黄种群性别比例偏离1∶1越明显
D.调查斑子麻黄种群性别比例需要统计样方中该物种的全部个体
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 种群是指占有一定空间和时间的同一物种所有个体的集合体,内蒙古草原上有多种牛,全部的牛不是一个种群,①错误;样方法是调查种群密度的常用方法,样方法的常用取样方法包括等距取样法和五点取样法等,②正确;每隔10米种植一棵杨树体现了种群分布型中的均匀分布,不属于种群的数量特征,③错误;年龄结构包括增长型、稳定型和衰退型,能预测种群数量的变化趋势,④正确;性别比例可影响种群的出生率,进而影响种群密度,⑤正确;种群密度是由出生率、死亡率、迁出率和迁入率直接决定的,出生和迁入使种群密度增大,死亡和迁出使种群密度减小,⑥⑦正确。故选D。
2.A 出生率、死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度的大小,性别比例通过影响出生率间接地影响种群密度,A正确;“人口老龄化”的人类种群的年龄结构仍可能为增长型,B错误;种群的自然增长率=出生率-死亡率,故自然增长率主要由出生率和死亡率决定,而不同种类动物的出生率主要由性成熟的早晚、每次产仔(卵)数和每年生殖次数决定,C错误;种群常分为三个年龄组,即生殖前期、生殖期和生殖后期,但有些昆虫如蜉蝣和蝉等,生殖前期较长,生殖期极短,生殖后期等于零,D错误。
3.D 大肠杆菌种群、雌雄同株的植物种群等没有性别比例这一特征,A错误;蝉的生殖前期较长,生殖期短,生殖后期等于零,故蝉在夏季的年龄结构并不是倒金字塔,B错误;不同物种的种群密度差异很大,同一物种在不同的环境条件下的种群密度也有差异,C错误;死亡率高的种群,种群数量不一定少,种群数量与出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例均有关,D正确。
4.答案 (1)种群密度 标志重捕法 (2)出生率 死亡率 迁出率 (3)样方 随机取样 (4)年龄结构 衰退 (5)性别比例
解析 (1)A表示种群密度,是指某个物种在单位面积或单位体积内的个体数量,是反映种群大小的最常用指标。藏羚羊行动敏捷,调查藏羚羊种群密度时常用的方法是标志重捕法。(4)E年龄结构是指各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系,可用其来预测种群数量的变化趋势,如衰退型的种群数量会越来越少。(5)用人工合成的信息素诱杀某种害虫的雄性个体,可以破坏害虫种群的性别比例,从而使一些雌性个体不能完成交配,降低出生率,进而降低种群密度。
5.B 标志重捕法调查种群密度时,两次捕捉的时间间隔长短对调查结果有影响,如间隔时间太长导致部分标志物脱落、标志个体死亡等,都会导致调查结果不准确,A错误。标志重捕法调查种群密度时,标志物不能影响被调查动物的生命活动,否则会影响种群密度的统计结果,B正确。对于活动能力强、活动范围广的动物可用标志重捕法估算种群密度,不能精确统计,C错误。采用样方法调查植物种群密度时,差值大的样方内数值应保留,D错误。
6.C 调查种群密度常用的方法之一是样方法。在被调查种群的分布范围内,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种群的种群密度估算值。综上所述,C正确。
7.C 根据题干信息和题表,调查样方总面积为2 hm2,可估算出该草原中布氏田鼠的种群密度为32×34÷4÷2=136(只/hm2)。由于布氏田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉到,使得第二次捕获的个体中标志个体数偏少,故计算所得的种群密度比实际的高,C正确。
8.D 每种豆可分别看作一个种群并利用标志重捕法估算数量,因此估算黄豆数量时,应该将部分黄豆做上标志,进行实验后求出未被标志黄豆的数量;估算绿豆数量使用同样的方法,A错误。两种豆的大小差异并不影响实验结果,B错误。取豆数量是否相同并不影响实验结果,C错误。将第一次取样的两种豆都分别做上标志,通过一次实验就可获得两种豆的被标志数、第二次取样总数、第二次取样中被标志数,从而估算两种豆的数量,D正确。
9.答案 (1)随机取样 五点取样法 (2)大 (3)8 (4)14株/m2
解析 (1)根据被调查对象的分布状况和地段的形状,可以有不同的取样方法,五点取样法一般适用于长与宽相差不大的地块,等距取样法则适用于狭长的地块。(2)乔木较草本植物大,占地面积也大,故根据被调查对象的不同,应适当调整样方的大小。(4)长为100 m的地带利用等距取样法取10个小样方,每个小样方面积为1 m2,调查得到的种群密度是每个样方中种群密度的平均值,即(12+18+16+16+15+13+15+11+13+11)÷10=14(株/m2)。
能力提升练
1.B 分析题图如下:
由上图可知,a~b时间段内,该鲤鱼种群的年龄结构为增长型;b~c时间段内,该鲤鱼种群的数量先增加后减少,C、D错误。自然增长率=出生率-死亡率,图中a点和b点出生率/死亡率都是1.5,但具体的出生率和死亡率未知,所以自然增长率不一定相等;O~d时间段内,曲线最低点是第c年,此时出生率<死亡率,鲤鱼种群的自然增长率小于零,A错误,B正确。
2.A 年龄结构是指各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系,只知道出生率不能判断种群的年龄结构类型,A错误;在渔业生产中保护幼鱼,可使捕捞后该水域鱼种群剩余的鱼主要为生殖前期个体,年龄结构可能为图中①所示的增长型,B正确;农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施,会使害虫种群的出生率下降,有可能使该种害虫的年龄结构成为图中③所示的衰退型,C正确;随时间推移,环境可能变化,导致某种群的年龄结构可能发生①→②→③的变化,D正确。
3.C 鹰捕食黑线姬鼠,鹰的迁入率增加,会引起黑线姬鼠数量的减少,引起黑线姬鼠种群密度的变化,A正确;黑线姬鼠的种群密度约为100×280÷2÷140=100(只/hm2),B正确;重捕时方法不当造成已捕获的标志个体死亡对结果无影响,C错误;若被标志的黑线姬鼠更容易被天敌捕食,则重捕中被标志的个体数偏小,会导致种群个体总数的估算值比实际数值大,D正确。
4.D S1、S2、S3、S4各样地的面积相等,则可以根据题图中不同海拔个体数的变化趋势推测不同海拔种群密度的变化趋势,随着海拔的降低,不同海拔个体数的变化趋势为先升高后下降,则斑子麻黄种群密度随海拔降低的变化趋势为先升高后下降,A错误。S2样地斑子麻黄种群中老年个体数量多于幼年个体,年龄结构为衰退型,B错误。题图数据无法说明海拔越高则斑子麻黄种群性别比例偏离1∶1越明显,C错误。斑子麻黄是雌雄异株植物,性别比例是指种群内两性个体数量的相对比例,调查斑子麻黄种群性别比例需要统计样方中该物种的全部个体,D正确。
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