高中生物總復(fù)習(xí) 第3單元 第1講種群的特征與數(shù)量變化 新人教版必修3

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1、考綱點擊考綱點擊熱點提示熱點提示1.種群的特征種群的特征2.種群的數(shù)量變化種群的數(shù)量變化3.群落的結(jié)構(gòu)特征群落的結(jié)構(gòu)特征4.群落的演替群落的演替5.探究培養(yǎng)液中酵母菌探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化數(shù)量的動態(tài)變化6.土壤中小動物類群豐土壤中小動物類群豐富度的研究富度的研究7.探究水族箱探究水族箱(或魚缸或魚缸)中群落的演替中群落的演替1.種群密度的調(diào)查方法種群密度的調(diào)查方法2.種群特征之間的內(nèi)在聯(lián)系種群特征之間的內(nèi)在聯(lián)系3.“J”型曲線和型曲線和“S”型曲線形成的條型曲線形成的條件及特征件及特征4.“S”型曲線在實踐中的應(yīng)用型曲線在實踐中的應(yīng)用5.群落中各種生物之間的相互關(guān)系探群落中各種生物之

2、間的相互關(guān)系探究究6.群落中的分層現(xiàn)象及影響因素群落中的分層現(xiàn)象及影響因素7.群落演替的類型及過程群落演替的類型及過程8.人類活動對群落演替影響的探究人類活動對群落演替影響的探究第一講種群的特征與數(shù)量變化一、種群概念及其數(shù)量特征1概念在一定自然區(qū)域內(nèi)的 生物的全部個體。2數(shù)量特征(1)種群密度概念：種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)。是種群最基本的 特征。意義：反映了種群在一定時期的數(shù)量。同種同種數(shù)量數(shù)量調(diào)查方法a樣方法：提出問題 實施計劃得出結(jié)論b標(biāo)志重捕法(2)出生率和死亡率概念：單位時間內(nèi)新產(chǎn)生或死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率。意義：是決定種群大小和 的重要因素。制訂計劃制訂計劃種

3、群密度種群密度(3)遷入率和遷出率概念：單位時間內(nèi)遷入或遷出的個體占該種群個體總數(shù)的比率。意義：也是決定種群大小和種群密度的因素。(4)年齡組成概念：一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。類型：增長型；穩(wěn)定型； 。意義：可預(yù)測種群數(shù)量的 。(5)性別比例：種群中雌雄個體數(shù)目的比例。3空間特征：組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。衰退型衰退型變化趨勢變化趨勢1種群概念及其數(shù)量特征之間的關(guān)系(1)概念：種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體。兩個要素：“同種”和“全部”。兩個條件：“時間”和“空間”，即種群具有一定的時空限制，離開一定的空間和時間的種群是不存在的。(2)數(shù)量特征種群特

4、征之間的關(guān)系2種群密度的調(diào)查取樣調(diào)查法(1)標(biāo)志重捕法對于動物的種群密度的調(diào)查一般采用標(biāo)志重捕法，具體過程如下：確定調(diào)查對象。捕獲并標(biāo)記部分個體：在該種群生存環(huán)境中，均勻設(shè)置捕獲點，捕獲一部分個體，并對其進行標(biāo)志后，再在原地將其放回，并記錄個體數(shù)(N1)；操作注意事項a標(biāo)記個體與未標(biāo)記個體在重捕時被捕的概率相同。b調(diào)查期間沒有大規(guī)模遷入和遷出，沒有外界的強烈干擾。c標(biāo)記物和標(biāo)記方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生對于壽命和行為等的影響。d標(biāo)記不能過分醒目，以防改變與捕食者之間的關(guān)系。因為過分醒目的個體，在自然界中有可能改變被捕食的概率，最終有可能改變樣本中標(biāo)記個體的比例而導(dǎo)致結(jié)果失真。e標(biāo)記符號必須能

5、夠維持一定的時間，在調(diào)查研究期間不會消失。(2)樣方法以雙子葉草本植物種群密度的取樣調(diào)查為例，具體步驟是：確定調(diào)查對象要選熟悉、易計數(shù)的植物。選取樣方a樣方數(shù)目的確定。取樣多少隨調(diào)查地段的總體面積而定?？傮w面積大，選取的樣方數(shù)多些；總體面積小，選取的樣方數(shù)少些；一般來說，選取的樣方越多，求得的種群密度越接近實際情況。b樣方大小的確定。選取的樣方大小隨植物類型而定。一般來說，北溫帶地區(qū)每個樣方的大小，喬木為100 m2，灌木為16 m2，草本為1 m2。c常用的樣方選取方法：五點取樣法和等距取樣法。計數(shù)a邊界線上的植株要計上不計下，計左不計右。b所有同種植物無論大小都應(yīng)計算在內(nèi)。計算種群密度計算

6、各個樣方內(nèi)種群數(shù)量的平均值，再除以樣方面積，即作為該種群的種群密度的估計值。原則：隨機取樣，不能摻入主觀因素?！咎貏e提醒】(1)樣方法除適用于植物外，還適用于活動范圍較小的動物，如蚯蚓、某種昆蟲卵、作物植株上的蚜蟲、跳蝻等。(2)對于有趨光性的昆蟲，還可以用黑光燈進行燈光誘捕的方法調(diào)查它們的種群密度。1下列有關(guān)種群特征的敘述中，錯誤的是()A同一物種的種群密度是不會發(fā)生變化的B不同物種的種群密度往往差異較大C年齡組成是指種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例D出生率(死亡率)是指種群在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生(死亡)的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率解析：不同物種的種群密度在同一環(huán)境下差異是很大的，同一物種的種

7、群密度也不是固定不變的。C、D分別為年齡組成與出生率、死亡率的定義，是正確的。答案：A2在一塊方形的樣地中，調(diào)查蒲公英的種群密度時，下列哪項不會影響調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性()A從樣地中選取樣方的多少B樣地中群落的豐富度C樣方內(nèi)個體數(shù)量的統(tǒng)計D從樣地中選取樣方的方法是否具有隨機性解析：樣地中群落的豐富度不影響種群密度調(diào)查的準(zhǔn)確性。答案：B二、種群的數(shù)量變化1變化趨勢增長、波動、穩(wěn)定、下降。2兩種增長曲線(1)“J”型曲線產(chǎn)生原因：食物、 、氣候適宜、無敵害等。特點：種群數(shù)量 ?？臻g條件充?？臻g條件充裕連續(xù)增長連續(xù)增長(2)“S”型曲線產(chǎn)生原因：受 如空間、食物、敵害的制約。特點：種群數(shù)量達到環(huán)境條件所

8、允許的 (K值)后，將停止增長。3決定因素：出生率和死亡率， 。環(huán)境條件環(huán)境條件環(huán)境容納量環(huán)境容納量遷入率和遷出率遷入率和遷出率4影響因素(1)自然因素：氣候、食物、被捕食、傳染病。(2)人為因素：受 的種群數(shù)量不斷增加；野生動植物 不斷減少。5研究意義合理利用、保護野生生物資源； 蟲害。人工控制人工控制種群數(shù)量種群數(shù)量防治防治種群數(shù)量變化項目項目“J”型曲線型曲線“S”型曲線型曲線條件條件理想狀態(tài)：理想狀態(tài)：(1)食物、空間條件充裕食物、空間條件充裕(2)氣候適宜氣候適宜(3)沒有敵害、疾病沒有敵害、疾病現(xiàn)實狀態(tài)：現(xiàn)實狀態(tài)：(1)食物、空間有限食物、空間有限(2)各種生態(tài)因素綜合作用各種生態(tài)

9、因素綜合作用增長增長率或率或增長增長速率速率 A點對應(yīng)的點對應(yīng)的K值值B、C點對應(yīng)種群達到點對應(yīng)種群達到K值值項目項目“J”型曲線型曲線“S”型曲線型曲線曲線曲線特點特點種群數(shù)量以一定的倍數(shù)種群數(shù)量以一定的倍數(shù)連續(xù)增長連續(xù)增長NtN0t種群數(shù)量達到環(huán)境容種群數(shù)量達到環(huán)境容納量納量K值后，將在值后，將在K值值上下保持相對穩(wěn)定上下保持相對穩(wěn)定解析：由于環(huán)境條件的差異，一種物種引入新的地區(qū)后，生物種類將可能有三種變化，即：因不適應(yīng)新環(huán)境而被迅速淘汰；能適應(yīng)環(huán)境生存，并且環(huán)境中沒有天敵、生活條件優(yōu)越，種群呈“J”型增長；在新環(huán)境中生存下來，但由于空間、食物、天敵等的限制，種群呈“S”型增長。答案：B對

10、兩種種群增長曲線分析不到位(1)種群數(shù)量變化曲線與增長速率曲線不同：把握種群的數(shù)量增長方式時，要從增長條件、增長率變化、有無K值等幾個方面進行把握?！癑”型增長是在一種理想條件下形成的，自然界中的“J”型增長往往是短時期的，如一個物種遷入一個新的環(huán)境后的短期內(nèi)的增長。大多數(shù)種群的數(shù)量增長呈“S”型增長。(2)“增長率”是否就是曲線的斜率：增長率是單位時間內(nèi)增長的個體數(shù)/ 初始個體數(shù)，是初生率死亡率；增長速率是單位時間內(nèi)增長的個體數(shù)/ 時間。其實，在種群增長曲線中，增長率并不等于曲線的斜率，只有增長速率才等于曲線的斜率?！癑”型增長曲線的增長率不變，但其增長速率(等于曲線的斜率)卻逐漸增大?！癝

11、”型增長曲線的種群增長率不斷下降，其增長速率(相當(dāng)于曲線斜率)是先增后減。(3)“S”型增長曲線的開始部分是不是“J”型增長曲線答案是否定的，這個問題可以從兩個方面來理解：“S”型增長曲線的種群增長率是不斷下降，而“J”型增長曲線的種群增長率始終保持不變?！癑”型增長曲線是一種理想條件下的種群數(shù)量增長曲線，如有些種群遷入一個食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害的理想環(huán)境，遷入后種群數(shù)量馬上就會呈指數(shù)形式增長，不存在適應(yīng)過程；而“S”型增長曲線的前段是種群對新環(huán)境的一個適應(yīng)階段，始終存在環(huán)境阻力。 某生態(tài)系統(tǒng)中生活著多種植食性動物，其中某一植食性動物種群個體數(shù)量的變化如圖所示。若不考慮該系統(tǒng)內(nèi)

12、生物個體的遷入與遷出，下列關(guān)于該種群個體數(shù)量變化的敘述，錯誤的是A若a點時環(huán)境因素發(fā)生變化，但食物量不變，則a點以后個體數(shù)量變化不符合“S”型增長B若該種群出生率提高，個體數(shù)量的增加也不會大幅超過b點C天敵的大量捕食會導(dǎo)致該種群個體數(shù)量下降，下降趨勢與bc段相似D年齡組成變動會導(dǎo)致該種群個體數(shù)量發(fā)生波動，波動趨 勢與cd段相似【錯因分析】在分析“J”型、“S”型曲線時要考慮環(huán)境因素，分析數(shù)學(xué)方程式模型時要理解每個字母代表的含義。【正確解答】a點時，若環(huán)境因素發(fā)生變化，可影響種群的個體數(shù)量，但種群個體數(shù)量的變化仍符合“S”型增長。若該種群出生率提高，則因存在生存斗爭，死亡率也將會隨之升高，故種群

13、個體數(shù)量不會大幅超過b點。天敵的大量捕食會使種群個體數(shù)量減少，下降趨勢與bc段相似。年齡組成變動會使種群個體數(shù)量發(fā)生變動，但無論增加還是減少，其種群個體數(shù)量始終會在K值上下波動，變化過程與cd段相似。答案：A。 1.如圖表示某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，其種群數(shù)量增長速率隨時間變化的曲線。下列敘述正確的是()A在t0t2時間內(nèi)，該魚的種群數(shù)量呈“J”型增長B若t2時種群的數(shù)量為N，則在t1時種群數(shù)量為N/2C由種群數(shù)量增長速率確定捕獲該魚的最佳時期為t2D在t1t2時間內(nèi)，該魚的種群數(shù)量呈下降趨勢解析：種群增長率曲線的變化是先增加后減少，所以種群數(shù)量呈“S”型增長。在t2時增長率為0，所以種群數(shù)量為

14、最大值N，t1時增長率最大，種群數(shù)量是N/2。根據(jù)增長率曲線確定捕魚的最佳時期是捕后為最大增長率，所以為t1。雖然t1t2時間內(nèi)增長率在下降，但是種群數(shù)量還在增加，只是增加的慢了點。答案：B種群數(shù)量變化曲線與增長率曲線種群增長率指一段時間內(nèi)種群數(shù)量增加的部分占初始種群數(shù)量的比例，種群增長速率指種群數(shù)量在單位時間內(nèi)的改變數(shù)量。種群增長速率不反映種群的起始數(shù)量，只與造成種群數(shù)量增加的時間和種群數(shù)量增加值的大小有關(guān)。不要誤認(rèn)為種群數(shù)量變化類型就是種群數(shù)量的“J”型增長和“S”型增長，種群數(shù)量有增長、波動、穩(wěn)定和下降等變化過程。凡是影響種群的出生率、死亡率、遷出率和遷入率的因素都會影響種群的數(shù)量變化。

15、種群數(shù)量增加值不變時，種群起始數(shù)量越大，種群增長率越?。环粗?，種群增長率越大。 2. 用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲數(shù)量的變化，結(jié)果如下表：時間時間(天天)15913172125293337成蟲數(shù)成蟲數(shù)(只只)6102871131 207 270 302 327 341根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列結(jié)論正確的是()A第137天，成蟲數(shù)量呈“J”型增長B第1729天，成蟲增長率上升、死亡率下降C第1325天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是個體生長加快D第2137天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關(guān)解析：由表中數(shù)據(jù)可知，在第113天，成蟲數(shù)量增長慢，第1325天，成蟲數(shù)量增長快，在第2537天，成蟲數(shù)量增

16、長慢，成蟲數(shù)量的變化曲線符合“S”型增長；第1325天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是環(huán)境阻力?。坏?729天，成蟲的增長率下降，死亡率上升；第2137天，成蟲密度增大，環(huán)境阻力增大，成蟲增長率下降。答案：D 探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化規(guī)律1實驗原理(1)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(2)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。2實驗流程分析結(jié)果得出結(jié)論：將所得數(shù)值用曲線圖表示出來，分析實驗結(jié)果，得出酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律3基本技術(shù)要求(1)顯微鏡計數(shù)時，對于壓在小方格界線上的酵母

17、菌，應(yīng)遵循“數(shù)上線不數(shù)下線，數(shù)左線不數(shù)右線”的原則計數(shù)。(2)從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。(3)結(jié)果的記錄最好用記錄表，表格如下：第一天第一天第二天第二天第三天第三天第四天第四天第五天第五天第六天第六天12312312 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3每每個個方方格格菌菌數(shù)數(shù)12345稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù)平均值平均值總平均值總平均值(4)每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。(5)溶液要進行定量稀釋。(6)計算1 mL菌液的數(shù)量?！镜湫屠}】酵母菌生長的最適宜溫度在2030之間，能在pH值為37.5的范圍內(nèi)生長，在氧氣充足的環(huán)境中

18、主要以出芽生殖的方式快速增殖。大約每1.52小時增殖一代。某研究性學(xué)習(xí)小組據(jù)此探究酵母菌種群在不同的培養(yǎng)液濃度和溫度條件下種群密度的動態(tài)變化，進行了如下實驗，實驗操作步驟如下：第一步：配制無菌馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液和活化酵母菌液。第二步：利用相同多套裝置，按下表步驟操作。第三步：用血球計數(shù)板計數(shù)裝置中起始酵母菌數(shù)目，做好記錄。裝置編號裝置編號ABCD裝置容裝置容器內(nèi)的器內(nèi)的溶液溶液無菌馬鈴薯葡萄無菌馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液糖培養(yǎng)液/mL101055無菌水無菌水/mL55活化酵母菌液活化酵母菌液/mL0.10.10.10.1溫度溫度()525525第四步：將各裝置放在其他條件相同且適宜的條件下培養(yǎng)。第五步

19、：連續(xù)7天，每天隨機抽時間取樣計數(shù)，做好記錄?；卮鹣铝袉栴}：(1)改正實驗操作步驟中的一處錯誤_。(2)某同學(xué)第5天在使用血球計數(shù)板計數(shù)時做法如下：振蕩搖勻試管，取1 mL培養(yǎng)液并適當(dāng)稀釋(稀釋樣液的無菌水中加入了幾滴臺盼藍染液)。 先將_放在計數(shù)室上，用吸管吸取稀釋后的培養(yǎng)液滴于其邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，多余培養(yǎng)液_，制作好臨時裝片。顯微鏡下觀察計數(shù)：在觀察計數(shù)時只記_(被、不被)染成藍色的酵母菌。(3)如所使用的血球計數(shù)板有16個中方格，每1個中方格中有25個小方格，每1個小方格容積為0.1 mm3(1 mL1 000mm3)。請推導(dǎo)出1毫升培養(yǎng)液中酵母菌細胞的計算公式：酵母細胞個數(shù)/mL

20、_。解析：(1)實驗中要注意遵循單一變量和對照原則，該實驗中要注意在每天同一時間取樣，否則由于時間不同而影響結(jié)果準(zhǔn)確性。(2)計數(shù)室的刻度一般有兩種規(guī)格，一種是一個大方格分成16個中方格，而每個中方格又分成25個小方格；另一種是一個大方格分成25個中方格；而每個中方格又分成16個小方格。但無論是哪種規(guī)格的計數(shù)板，每一個大方格中的小方格數(shù)都是相同的，即1625400個小方格。每一個大方格邊長為1 mm，則每一大方格的面積為1 mm2，蓋上蓋玻片后，載玻片與蓋玻片之間的高度為0.1 mm，所以計數(shù)室的容積為0.1 mm3。 在計數(shù)時，通常數(shù)五個中方格的總菌數(shù)，然后求得每個中方格的平均值，再乘上16

21、或25，就得一個大方格中的總菌數(shù)，然后再換算成1 mL菌液中的總菌數(shù)。(3)計數(shù)時，如果使用16格25格規(guī)格的計數(shù)室，要按對角線位，取左上、右上、左下、右下4個中格(即100個小格)的酵母菌數(shù)。如果規(guī)格為25格16格的計數(shù)板，除了取其4個對角方位外，還需再數(shù)中央的一個中格(即80個小方格)的酵母菌數(shù)。對每個樣品計數(shù)三次，取其平均值，按下列公式計算每1毫升菌液中所含的酵母菌個數(shù)。 16格25格的血球計數(shù)板計算公式：酵母細胞數(shù)/mL100個小格內(nèi)酵母細胞個數(shù)/100400104稀釋倍數(shù)。25格16格的血球計數(shù)板計算公式：酵母細胞數(shù)/mL80小格內(nèi)酵母細胞個數(shù)/80400104稀釋倍數(shù)。答案：(1)第五步中應(yīng)每天同一時間(定時)取樣(2)蓋玻片用濾紙(吸水紙)吸去不被(3)平均每個小方格的酵母菌數(shù)400104稀釋倍數(shù)