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细胞的"总指挥部"｜高中生物细胞核全梳理

细胞里的"各部门"｜高中生物细胞器全梳理

从今天开始，我们进入选择性必修二的"群落与生态系统"板块，第一个概念就是种群。种群是生物进化和群落的基本单位，也是生态学考查的起点。种群密度怎么算、年龄结构怎么看、J型和S型增长曲线怎么区分、样方法和标志重捕法怎么用，这些是考试常考的点。今天把种群的数量特征和数量变化一次讲透。

一、种群的概念与数量特征

图｜种群密度是基本特征，出生/死亡/迁入/迁出直接决定，年龄结构、性别比例间接影响

种群是指一定区域内同种生物全部个体的集合。判断是否构成一个种群，要看三点：同一区域、同种生物、全部个体。比如一片草原上的全部草不是种群（有不同种），一个池塘里的全部鱼也不是种群（有不同种）。

种群的数量特征主要包括种群密度、出生率与死亡率、迁入率与迁出率、年龄结构、性别比例。

种群密度是种群最基本的数量特征，指单位面积（或体积）内的种群个体数量。种群密度是研究种群动态的基础。

出生率和死亡率：出生率指单位时间内新产生的个体数占该种群个体总数的比率，死亡率同理。出生率大于死亡率时，种群数量增加。

迁入率和迁出率：迁入或迁出的个体占种群总数的比率，也直接影响种群密度。

年龄结构：一个种群中各年龄期的个体数目的比例，分为增长型（幼年个体多）、稳定型（各年龄期比例相当）、衰退型（老年个体多）。年龄结构能预测种群数量的变化趋势。

性别比例：种群中雌雄个体数目的比例，通过影响出生率来间接影响种群数量。

一句话串联：出生率、死亡率、迁入率、迁出率直接决定种群密度，年龄结构和性别比例间接影响种群密度（通过影响出生率、死亡率）。

二、种群密度的调查方法

图｜样方法（植物、活动能力弱）与标志重捕法（活动能力强）对比

种群密度的调查常用样方法和标志重捕法。

样方法：适用于植物或活动能力弱、活动范围小的动物（如蚜虫、跳蝻）。做法是在被调查的区域内随机取若干个样方，统计每个样方内的个体数，求出平均值再估算整个区域的种群密度。取样要随机，常采用五点取样法或等距取样法。

标志重捕法：适用于活动能力强、活动范围大的动物（如鼠、鸟类）。做法是第一次捕获一定数量个体并标志后放回，一段时间后再捕获，统计其中被标志的个体数，根据公式估算种群数量。估算公式：种群个体总数N =（第一次捕获并标志数M × 第二次捕获数n）÷ 第二次捕获中被标志的个体数m。

逐个计数法：用于个体数量少、分布范围小、容易计数的对象（如某一小块区域的珍贵植物）。

注意：标志重捕法的前提是标志不影响被标志动物的正常活动和摄食，且标志不易脱落，在调查期间种群没有明显的出生、死亡、迁入、迁出，否则结果不准确。

三、种群数量的变化：J型与S型增长

图｜J型（理想、无K值）与S型（自然、有K值）；K/2处增长速率最快

种群数量呈什么曲线增长，取决于环境和资源条件。

J型增长：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争者的理想条件下，种群数量每年以一定的倍数增长，呈J型（指数）增长。J型增长的数学表达式是Nt=N0·λ^t。J型增长没有K值（环境容纳量）限制。

S型增长：在自然界，资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争加剧，出生率降低、死亡率升高，种群数量增长到一定程度后停止增长，呈S型（逻辑斯谛）增长。S型增长的K值叫环境容纳量，指一定环境条件下所能维持的种群最大数量。

S型曲线的关键点：在K/2处种群增长速率最快（增长量最大），这是渔业捕捞后让种群数量维持在K/2附近以获得最大持续产量的依据；在接近K值时增长速率减小；在K值处增长速率接近0，种群数量在K值上下波动。

应用：对害虫防治要在K/2之前（种群数量较低时）及早采取措施；对濒危物种要保护环境以提高K值。

四、易混概念辨析：一字之差，分数拉开

第一组，"种群"与"群落"。种群是同一区域同种生物的全部个体；群落是同一区域所有种群的集合，群落包含多个种群。

第二组，"种群密度"与"种群数量"。种群密度是单位面积（体积）内的个体数，种群数量是整个种群个体的总数，密度=数量÷面积。

第三组，"J型增长"与"S型增长"。J型是理想条件下的指数增长，无K值；S型是自然条件下的增长，有K值。

第四组，"出生率/死亡率"与"迁入率/迁出率"。前两者直接决定种群密度变化，后两者也直接决定，四者都是直接因素。

第五组，"年龄结构"与"性别比例"。年龄结构可预测种群变化趋势，性别比例通过影响出生率间接影响种群数量。

第六组，"样方法"与"标志重捕法"。样方法用于植物、活动能力弱的小动物；标志重捕法用于活动能力强、活动范围大的动物。

第七组，"K值"与"K/2"。K值是有利于持续获得最大产量的上限，K/2处增长速率最快。

第八组，"种内竞争"与"种间竞争"。S型增长中密度增大导致的是种内竞争加剧；种间竞争是不同物种之间的竞争。

五、真题陷阱大盘点：这些坑千万别踩

1. 一个池塘里的全部鱼构成一个种群。错误。鱼可能有多种，必须同种才构成种群。

2. 种群密度是种群唯一的数量特征。错误。还有出生率、死亡率、迁入迁出、年龄结构、性别比例。

3. 年龄结构是直接决定种群密度的因素。错误。年龄结构能预测趋势，通过影响出生率、死亡率间接影响。

4. 样方法适用于活动能力强的动物。错误。样方法适用于植物和活动能力弱的动物。

5. 标志重捕法适用于植物。错误。标志重捕法用于活动能力强、活动范围大的动物。

6. J型增长也有K值。错误。J型增长是理想条件下的指数增长，无K值。

7. S型增长的K值处增长速率最快。错误。K/2处增长速率最快，K值处增长速率接近0。

8. 标志重捕法中标志会影响动物摄食也没关系。错误。标志若影响摄食会导致结果不准确。

9. 种群数量在K值处保持不变不波动。错误。在K值附近上下波动。

10. 性别比例通过影响死亡率影响种群数量。错误。通过影响出生率间接影响。

11. 群落是一个种群。错误。群落包含多种生物的多个种群。

12. 渔业捕捞应把种群数量捕捞到接近0。错误。应使捕捞后数量维持在K/2附近以获得最大持续产量。

六、大题答题模板：直接背诵

问：用标志重捕法估算种群密度，写出计算公式并说明适用条件。

参考答案：种群个体总数N=（第一次捕获并标志数M×第二次捕获数n）÷第二次捕获中被标志数m。适用于活动能力强、活动范围大的动物。前提是标志不影响动物正常活动和摄食、标志不易脱落、调查期间种群无明显的出生、死亡、迁入、迁出。

问：J型增长和S型增长有何区别？

参考答案：J型增长发生在食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争者的理想条件下，数量呈指数增长，无K值；S型增长发生在资源和空间有限的自然条件下，随密度增大种内竞争加剧，数量增长到K值后停止增长，有环境容纳量K值。

问：渔业生产中如何利用K值实现持续捕捞？

参考答案：应使捕捞后的种群数量维持在K/2附近，因为K/2处种群增长速率最快、增长量最大，能获得最大持续产量，又不会使种群数量过低而破坏资源。

七、随堂小测：5道经典选择题（文末有答案）

建议先遮住解析独立作答，做完再核对答案。

1. 下列属于一个种群的是（     ）

A. 一个池塘里的全部鱼 

B. 一片草原上的全部草 

C. 一个湖泊里的全部鲤鱼 

D. 一座山上的全部动物

2. 种群最基本的数量特征是（     ）

A. 出生率 B. 年龄结构 C. 种群密度 D. 性别比例

3. 样方法适用于调查（     ）

A. 活动能力强的鸟类 

B. 某块草地上蒲公英的种群密度 

C. 活动范围大的鼠 

D. 鱼类

4. S型增长曲线中，种群增长速率最快的点是（     ）

A. 接近K值时 B. K值处 C. K/2处 D. 起始点

5. 下列有关J型增长的叙述正确的是（     ）

A. 自然界中普遍存在且无限增长 

B. 增长曲线呈S型 

C. 条件是食物空间充裕、无天敌等理想条件 

D. 存在环境容纳量K值

八、写在最后：种群，生态系统的起点

种群这一章，主线是"一个特征、两类增长、两种方法"：种群密度这一基本特征、J型和S型两类增长曲线、样方法和标志重捕法两种调查方法。把种群密度、出生死亡率、年龄结构、性别比例的关系串起来，再分清J型和S型、K值和K/2、样方法和标志重捕法，就能稳稳拿分。

复习建议：第一，把种群数量特征的相互影响画一张关系图；第二，把J型和S型增长曲线画在同一坐标下对比，标清K/2、K值；第三，背下标志重捕法公式和适用前提。种群是下一章"群落"和"生态系统"的基础，这一篇打好底，后面就顺了。

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文末互动：S型曲线中什么时候捕捞能获得最大持续产量？评论区打卡，点赞在看，转发给备考的同学，下期见。

本文依据人教版高中生物选择性必修二《生物与环境》"种群及其动态"章节编写。种群概念、数量特征（种群密度、出生率与死亡率、迁入率与迁出率、年龄结构、性别比例及其关系）、调查方法（样方法、标志重捕法及计算公式）、J型与S型增长（Nt=N0·λ^t、K值、K/2处增长速率最快及应用），均按现行教材口径表述。文中未引用外部统计数据与案例，无虚构来源。

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1.答案：C。解析：种群是同一区域同种生物全部个体的集合，全部鲤鱼是同种生物，故选C；鱼、草、动物都可能包含多种。

2.答案：C。解析：种群密度是种群最基本的数量特征，是研究种群动态的基础。

3.答案：B。解析：样方法适用于植物或活动能力弱的动物，蒲公英是植物，可用样方法。

4.答案：C。解析：S型曲线在K/2处增长速率最快、增长量最大。

5.答案：C。解析：J型增长发生在理想条件（食物空间充裕、气候适宜、无天敌等）下，呈指数增长、无K值，自然界中只能短期出现，故选C。