高三生物一輪復(fù)習(xí)種群核心內(nèi)容梳理

第第頁(yè)種群核心內(nèi)容梳理種群的概念：在一定的自然區(qū)域內(nèi)，同種生物的全部個(gè)體。一、種群的特征（一）種群的數(shù)量特征：種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例。1、種群密度：種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。在調(diào)查分布范圍較小、個(gè)體較大的種群時(shí)，可以逐個(gè)計(jì)數(shù)。但是，在多數(shù)情況下，逐個(gè)計(jì)數(shù)非常困難，需要采取估算的方法。（1）樣方法：估算種群密度最常用的方法之一是樣方法。在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過(guò)計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值。①調(diào)查程序：確定調(diào)查對(duì)象→選取樣方→計(jì)數(shù)→計(jì)算種群密度（所有樣方種群密度的平均值）。②注意事項(xiàng)：調(diào)查對(duì)象要選熟悉的又容易計(jì)數(shù)的植物；樣方法并非只適用于植物；植物的大小不同，樣方面積也應(yīng)不同；選取樣方時(shí)，要注意隨機(jī)取樣；計(jì)數(shù)要準(zhǔn)確，同種生物個(gè)體無(wú)論大小都要計(jì)數(shù)。（2）標(biāo)志重捕法：許多動(dòng)物的活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍大，不宜用樣方法來(lái)調(diào)查它們的種群密度。常用的方法之一是標(biāo)志重捕法。也就是在被調(diào)查種群的活動(dòng)范圍內(nèi)，捕獲一部分個(gè)體，做上標(biāo)記后再放回原來(lái)的環(huán)境，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動(dòng)物中標(biāo)記個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例，來(lái)估計(jì)種群密度。①調(diào)查程序：確定調(diào)查對(duì)象→第一次捕獲M只并標(biāo)記→第二次捕獲并統(tǒng)計(jì)捕獲數(shù)（n）、標(biāo)記數(shù)（m）→計(jì)算種群密度（N）。②注意事項(xiàng)：調(diào)查期間無(wú)遷入和遷出、出生和死亡；標(biāo)志物對(duì)所調(diào)查動(dòng)物生命活動(dòng)無(wú)影響，不能太過(guò)醒目、不易脫落。溫馨提示：對(duì)于有趨光性的昆蟲(chóng)，還可以采用黑光燈進(jìn)行燈光誘捕的方法調(diào)查種群密度。種群密度反映了種群在一定時(shí)期的數(shù)量，但是僅靠這一特征還不能反映種群數(shù)量的變化趨勢(shì)。要想知道種群數(shù)量的消長(zhǎng)，還需要研究種群的出生率和死亡率等其他數(shù)量特征。2、出生率和死亡率：出生率是指在單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)（年初個(gè)體總數(shù)）的比率。死亡率是指在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)（年初個(gè)體總數(shù)）的比率。例如：某種群年初個(gè)體總數(shù)為100，年末時(shí)為110，其中新生個(gè)體總數(shù)為20，死亡個(gè)體總數(shù)為10，則該種群的年出生率、死亡率和增長(zhǎng)率分別為多少？出生率=20％，死亡率=10％，增長(zhǎng)率=出生率-死亡率=10％。3、遷入率和遷出率：對(duì)一個(gè)種群來(lái)說(shuō)，單位時(shí)間內(nèi)遷入或遷出的個(gè)體，占該種群個(gè)體總數(shù)（年初個(gè)體總數(shù)）的比率，分別稱為遷入率或遷出率。溫馨提示：春運(yùn)期間，影響北京、廣州等大城市人口數(shù)量變化的主要因素是遷入率和遷出率；中國(guó)人口的增長(zhǎng)是出生率>死亡率造成的，不能單純說(shuō)是出生率高造成的。要控制人口過(guò)度增長(zhǎng)，必須降低出生率。4、年齡組成：種群的年齡結(jié)構(gòu)是指一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例，大致可以分為三種類型。5、性別比例：種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。性別比例對(duì)種群密度也有一定的影響。例如，利用人工合成的性引誘劑（信息素）誘殺某種害蟲(chóng)的雄性個(gè)體，破壞了害蟲(chóng)種群正常的性別比例，就會(huì)使很多雌性個(gè)體不能完成交配，從而使該種害蟲(chóng)的種群密度明顯降低。6、種群的數(shù)量特征之間的相互關(guān)系種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。直接決定種群密度的因素是出生率和死亡率、遷入率和遷出率。年齡組成和性別比例不直接決定種群密度，年齡組成通過(guò)影響種群的出生率和死亡率，從而預(yù)測(cè)種群數(shù)量變化趨勢(shì)，性別比例通過(guò)影響種群的出生率間接影響種群密度。年齡組成為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量近期一定能保持穩(wěn)定嗎？不一定，原因是出生率和死亡率不完全取決于年齡組成，還受食物、天敵、氣候等多種因素影響，且種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。（二）種群的空間特征：組成種群的個(gè)體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。均勻分布：如稻田中水稻的空間分布。隨機(jī)分布：如草地上某種雜草的空間分布。集群分布：如瓢蟲(chóng)的空間分布。二、種群數(shù)量的變化描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。1、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法（1）數(shù)學(xué)模型的概念：用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。（2）建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題→提出合理的假設(shè)→根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正（3）數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式：數(shù)學(xué)方程式、曲線圖（能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)，但不夠精確）。2、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫(huà)出曲線來(lái)表示，曲線則大致呈“J”型。（1）“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型①模型假設(shè)：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下，種群的數(shù)量以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。②建立模型：t年后種群數(shù)量為：Nt=N0λt（等比數(shù)列）。③“J”型曲線的增長(zhǎng)速率=（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)-原有個(gè)體數(shù)）/時(shí)間，相當(dāng)于曲線的斜率（非定值，有單位，如個(gè)/年）。④“J”型曲線的增長(zhǎng)率=出生率-死亡率=（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)-原有個(gè)體數(shù)）/原有個(gè)體數(shù)×100%=（Nt－Nt-1）/Nt-1×100%=（λ－1）×100%（定值，無(wú)單位）。⑤準(zhǔn)確分析“λ”曲線：a段，λ＞1且恒定，種群數(shù)量呈“J”型增長(zhǎng)；b段，λ盡管下降，但仍大于1，此段種群出生率大于死亡率，則種群數(shù)量一直增長(zhǎng)；c段，λ＝1，種群數(shù)量維持相對(duì)穩(wěn)定；d段，λ＜1，種群數(shù)量逐年下降；e段，盡管λ呈上升趨勢(shì)，但仍未達(dá)到1，故種群數(shù)量逐年下降。3、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線“J”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？自然界的資源和空間總是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加劇，以該種群為食的動(dòng)物的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)死亡率增加到與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。①種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱為“S”型曲線。②在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。③明確K值的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：a.K值不是一成不變的：K值會(huì)隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當(dāng)環(huán)境遭到破壞時(shí)，K值可能會(huì)下降；當(dāng)環(huán)境條件狀況改善時(shí)，K值可能會(huì)上升。b.在環(huán)境條件穩(wěn)定，K值一定的情況下，種群數(shù)量也不是一成不變的：會(huì)在K值附近上下波動(dòng)。當(dāng)種群數(shù)量偏離K值的時(shí)候，會(huì)通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)使種群數(shù)量回到K值。c.K值并不是種群數(shù)量的最大值：種群所達(dá)到的最大值會(huì)超過(guò)K值，但這個(gè)值存在的時(shí)間很短，因?yàn)榄h(huán)境條件已遭到破壞。④大熊貓棲息地遭到破壞后，由于食物的減少和活動(dòng)范圍的縮小，其K值就會(huì)變小。這是大熊貓種群數(shù)量銳減的重要原因。因此，建立自然保護(hù)區(qū)，給大熊貓更寬廣的生存空間，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量，是保護(hù)大熊貓的根本措施。⑤對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)通過(guò)打掃衛(wèi)生、做好糧食儲(chǔ)存、飼養(yǎng)天敵等來(lái)降低其環(huán)境容納量。⑥漁業(yè)捕撈中，捕撈后讓魚(yú)的種群數(shù)量維持在K/2的原因：既有較大收獲量，且K/2時(shí)種群的增長(zhǎng)速率最大，種群的數(shù)量能迅速恢復(fù)，有利于魚(yú)類資源的可持續(xù)利用。⑦右圖表示的是種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線，據(jù)圖分析：a.圖中b曲線的形成過(guò)程中何時(shí)出現(xiàn)了環(huán)境阻力？始終存在環(huán)境阻力。b.曲線a、b哪類更符合自然界種群數(shù)量變化的實(shí)際情況？b類。c.圖中陰影部分表示的含義是？在生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體數(shù)量。4、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降在自然界，影響種群數(shù)量的因素有很多，如氣候、食物、天敵、傳染病等。因此，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)中；在不利的條件下，種群數(shù)量還會(huì)急劇下降甚至消亡。溫馨提示：（2017·新課標(biāo)Ⅰ卷，5）假設(shè)某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈S型增長(zhǎng)，該種群的增長(zhǎng)率隨種群數(shù)量的變化趨勢(shì)如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家禽，則應(yīng)在種群數(shù)量合適時(shí)開(kāi)始捕獲，下列四個(gè)種群數(shù)量中合適的是DA.甲點(diǎn)對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量B.乙點(diǎn)對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量C.丙點(diǎn)對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量D.丁點(diǎn)對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量釋疑：部分中學(xué)教師認(rèn)為此試題有錯(cuò)（縱軸應(yīng)為增長(zhǎng)速率），期待命題專家加以修正，但高考命題專家卻認(rèn)為此試題沒(méi)錯(cuò)，那問(wèn)題出在哪里呢？原來(lái)，中學(xué)教師在教學(xué)中理解的種群增長(zhǎng)率的概念是從數(shù)學(xué)中遷移過(guò)來(lái)的，其計(jì)算公式為[（Nt2-Nt1）/Nt1]×100％（t2＞t1）。但在部分高校生態(tài)學(xué)教材中種群增長(zhǎng)率是單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量的改變量，高考命題專家也是這么理解的，其計(jì)算公式為?N/?t。高考命題專家所理解的增長(zhǎng)率就是我們所說(shuō)的增長(zhǎng)速率，在高考命題專家的意識(shí)中，似乎沒(méi)有增長(zhǎng)速率這個(gè)概念。這就是問(wèn)題的癥結(jié)所在，即在同一個(gè)概念（種群增長(zhǎng)率）上，高考命題專家與大多數(shù)中學(xué)教師的理解有差異。這樣問(wèn)題又變得復(fù)雜了，面對(duì)這樣的情況，我們的態(tài)度應(yīng)該明確：①我們積極建議高考命題專家在命題時(shí)，如果再次涉及增長(zhǎng)率這個(gè)概念，要加個(gè)說(shuō)明，如增長(zhǎng)率（單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量的改變量），關(guān)于這一點(diǎn)，高考命題專家也接受了這個(gè)建議。②在教學(xué)中要給學(xué)生講明這一點(diǎn)，高校生態(tài)學(xué)中的增長(zhǎng)率就是我們平時(shí)所說(shuō)的增長(zhǎng)速率，即?N/?t。因此在解答相關(guān)高考試題時(shí)，如果有說(shuō)明，按照說(shuō)明理解；如果沒(méi)有說(shuō)明，我們先把增長(zhǎng)率理解成?N/?t進(jìn)行解題，如果解釋不通，再按照[（Nt2-Nt1）/Nt1]×100％來(lái)理解。5、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化（1）實(shí)驗(yàn)原理（2）實(shí)驗(yàn)步驟：如右圖所示（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)，酵母菌的增長(zhǎng)符合“S”型曲線增長(zhǎng)模型。后期酵母菌數(shù)量下降的原因可能有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨著消耗逐漸減少，有害產(chǎn)物逐漸積累，培養(yǎng)液的pH等理化性質(zhì)發(fā)生改變等。（4）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：①顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在方格界線上的酵母菌，應(yīng)遵循“計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右”的原則計(jì)數(shù)。②從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)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本實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因不同時(shí)間取樣已形成對(duì)照（自身對(duì)照）；需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)，目的是盡量減少誤差，需對(duì)每個(gè)樣品計(jì)數(shù)三次，取其平均值。④如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，難以數(shù)清，應(yīng)當(dāng)稀釋培養(yǎng)液重新計(jì)數(shù)。稀釋的目的是便于酵母菌懸液的計(jì)數(shù)，以每小方格內(nèi)含有4～5個(gè)酵母細(xì)胞為宜。⑤每天計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量的時(shí)間要固定。結(jié)果記錄最好用記錄表，如下：時(shí)間/d123456……數(shù)量/個(gè)6、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板及相關(guān)計(jì)算（1）血細(xì)胞計(jì)數(shù)板：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板由一塊厚玻璃片特制而成，其上由四條槽構(gòu)成三個(gè)平臺(tái)。中央的平臺(tái)又被一短橫槽隔成兩半，每一邊的平臺(tái)上各刻有一個(gè)方格網(wǎng)，每個(gè)方格網(wǎng)劃分為9個(gè)大方格（如圖A所示），每個(gè)大方格長(zhǎng)和寬各為1mm，加蓋玻片后的深度為0.1mm，因此，每個(gè)大方格的容積為0.1mm3。中間的大方格即為計(jì)數(shù)室，微生物的計(jì)數(shù)就在計(jì)數(shù)室中進(jìn)行。計(jì)數(shù)室通常有兩種規(guī)格，一種是一個(gè)大方格分成16個(gè)中方格，每個(gè)中方格又分成25個(gè)小方格；另一種是一個(gè)大方格分成25個(gè)中方格，每個(gè)中方格又分成16個(gè)小方格。但無(wú)論哪種規(guī)格的計(jì)數(shù)板，每個(gè)大方格都有16×25＝400個(gè)小方格。（2）計(jì)數(shù)方法：對(duì)于16×25的計(jì)數(shù)室而言，統(tǒng)計(jì)四角的4個(gè)中方格共計(jì)100個(gè)小方格中的個(gè)體數(shù)量；而對(duì)于25×16