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第33讲 种群及其动态
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.尝试建立数学模型解释种群的数量变动
3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之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 本专题知识难度较高，要求基础要
2022，广东，填空 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
种群数量的变化 2021，广东，选择
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。
影响种群数量变化的 2023，广东，选择
种群数量的变化
因素考点一 种群的数量特征
种群：在一定空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。
(1)一“全”：指全部个体，包括各个年龄段的个体，有性别差异的生物包括雌雄个体。
(2)二“单”：指基本单位，种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位。
(3)三“同”：指同一物种、同一时段置、同一区域的全部个体。种群具有一定的时间和空间限制，离开
一定的时间和空间的种群是不存在的。
1.种群的空间特征
2.种群的数量特征：
(1)种群密度（最基本的数量特征）
(2)出生率和死亡率
(3)迁入率和迁出率
(4)年龄组成
(5)性别比例①直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
②年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群
数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。
(1)种群密度
①定义：指种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。
②计算：如：每平方米草地的蒲公英数量；每立方米水体中鲫鱼的数量。
③研究种群密度的意义：A.害虫的防治 B.生物资源的合理利用和保护
④调查种群密度的方法
A.“两看法”选择种群密度的调查方法
➊样方法a.样方大小确定方法为根据被调查生物的种类和分布情况确定样方的大小。
b.样方法调查时要强调“随机”取样，原因是为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，
使通过样方法统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。
c.样方多少会影响调查结果吗？调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样
方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统
计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。
d.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。其中，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8 株/m2。
样方的大小：样方的大小应该根据所调查对象的大小和分布情况而定。一般，乔木为 100m2,灌木为
16m2，草本为1m2
样方的数量:相对多一些较好，样方数量越多，统计的结果越接近真实情况。
➋标记重捕法在对某种鼠的调查中，调查范围为1公顷，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠，其中有标记
的鼠15只。
a.这个种群中鼠的种群密度大约是88 只/公顷。
b.若捕捉后该鼠不易再被捕捉，则估算的种群密度会偏高(填“偏高”或“偏低”)，理由是该鼠被捕捉一
次之后不易再被捕捉，再次捕获的被标记的个体数减少，由种群数量＝
可知，种群数量变大，即估算值大于实际的种群密度。
c.若由于某种原因，如标记物易脱落、标记物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等，
则估算的种群密度会偏高(填“偏高”或“偏低”)。
d.若由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获、在被标记个体密集处捕获
等，则估算的种群密度会偏低(填“偏高”或“偏低”)。
④调查种群密度的方法B.黑光灯诱捕法：不属于样方法，是：去除取样法
原理是：在一个封闭的种群里，用同样的方法连续捕捉被调查动物，随着连续的捕捉，导致种群内个体
数逐渐减少，造成每次捕获数逐次递减，但捕获的总累积数则逐渐增加，当单次捕获数降到 0时，捕获
的总累积数就等于该种群的总个体数。
误差比较大，
和历年的数据进行比较得出种群数量的等级评估出危害程度
判断：利用黑光灯发出的物理信息可调查趋光性昆虫的种群密度（ ）
【教材拾遗】
教材隐性知识：(1)源于选择性必修2 P2：黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？分别属于
生态系统中的何种信息传递？
提示 原理不同。前者利用了昆虫的趋光性，后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理。前者
属于物理信息，后者属于化学信息。
2)源于选择性必修2 P6“生物科技进展”：调查种群数量的其他方法：①用红外触发相机拍摄照片和视
频；②根据动物的粪便特征计数；③通过动物的声音特征进行计数。
例1.(2023潍坊模拟)不同动物的粪便具有不同的特征,通过分析粪便可获得种群的数量信息,鼠兔是内蒙古
草原的主要鼠种之一,为研究鼠兔越冬种群大小与来自艾虎的捕食风险的关系,研究人员选取若干区域以洞
口计数法(以洞口数量多少作为鼠兔种群大小的指标)调查了鼠兔种群,以粪便分析法统计了鼠兔洞口留有的
艾虎粪便,结果显示艾虎在大的鼠兔种群周围更容易留下粪便。下列说法错误的是( )
A.用标记重捕法调查艾虎种群密度,若再次捕获导致艾虎死亡不影响调查结果
B.调查鼠兔洞口数目时应注意样方大小及随机取样
C.连续调查鼠兔、艾虎的种群数量,艾虎种群呈现先增先减的趋势D.上述调查结果表明鼠兔越冬种群数量越大,来自艾虎的捕食风险越大
（2）出生率和死亡率
①概念：在单位时间内新产生(或死亡)的个体数目占该种群个体总数的比率。
②举例：例如1983年我国平均每10万人口出生1862个孩子，该年度人口出生率为多少？
自然增长率＝出生率－死亡率
③意义：出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度
判断：
➊若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比例越接近1∶1，则出生率较高（ ）
➋若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高（ ）
（3）迁入率和迁出率
①概念：在单位时间内迁入(或迁出)的个体数目占该种群个体总数的比率。
②意义：迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度。
研究一座城市的人口变化，迁入率和迁出率是不可忽略的因素。
判断：
➊估算一种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度和大小（ ）
➋在自然开放的生态系统中，种群密度会受环境因素影响而波动（ ）
（4）年龄组成
①概念：一个种群中各年龄期个体数目的比例。
②类型：（一般分三种类型）
③意义：年龄组成是预测种群数量的变化趋势的重要依据
判断：增长型种群的数量一定会不断增加（ ）
在一定的环境条件下（正常条件），在没有自然灾害、战争的情况下
④常见的年龄组成模式图
A、柱形图：
B、曲线图：C、统计图：
(5)性别比例
①概念：种群中雄性个体和雌性个体所占的比例
不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。
②类型：（一般分三种类型）
A.雌雄相当型：
特点是雌性和雄性个体数目大体相等。这种类型多见于高等动物。
B.雌多雄少型：
特点是雌性个体显著多于雄性个体。这种类型常见于人工控制的种群(如鸡等)及海豹等。
C.雌少雄多型：
特点是雄性个体明显多于雌性个体。这种类型较为罕见。如白蚁等营社会性生活的动物
③性别比例的应用：控制虫害
利用性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，从而达到杀虫效果。
④性别比例的意义：直接影响出生率，间接影响种群密度。
【总结归纳】
总结1：年龄组成稳定 ≠ 种群数量稳定。
年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定。原因有以下两点：
(1)出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，譬如遇到剧烈的气候变
化，可使种群数量急剧减少。
(2)种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
总结2：有关种群特征的实际应用归纳
(1)城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。
(2)中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。
(3)利用性外激素诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。
(4)将性外激素释放到大田里，通过干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
总结3：减少害虫种群数量的生物方法
(1)使用性引诱剂控制种群性别比例；(2)引入天敌；
(3)培养寄生在害虫体内的寄生虫；
(4)培育抗虫作物；
(5)轮作：改变营养结构，减少病虫害，同时可防止土壤营养枯竭。
例3.下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是(双选)（ ）
A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是a
B.图1中的c为种群最基本的数量特征
C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同
D.图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
【总结归纳】
考点二 种群数量的变化
1.种群数量变化的研究方法
(1)研究方法：构建数学模型，其是用来描述一个系统或它的性质的数学模型。
(2)一般步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的
性质进行表达，即建立数学模型→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
(3)表达形式
①数学方程式：科学、准确，但不够直观。
②曲线图：直观，但不够精确。
2.种群数量的增长：①“J”形增长答案：食物和空间 该种群数量是前一年种群数量的倍数
(1)意义：反应了种群增长的潜力或者趋势
(2)特点：种群的增长率是一定的，种群的数量持续上升，没有上限（没有最大值）；增长速率是逐渐增
大的增长速率
(3)准确分析“λ”曲线
➊a段——λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。
➋b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于
死亡率，则种群数量一直增长。
➌c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。
➍d段——λ<1，种群数量逐年下降。
➎e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。
2.种群数量的增长：②“S”形增长
思考：在一个培养基中，细菌的数量会一直按照Nt=N0λt 个公式增长吗？为什么？
不会。原因是资源和空间是有限的。
如何验证这个观点？
生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在 0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后
每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。(1)下图表示的是种群数量增长曲线，图中阴影部分表示的含义是在生存斗争中被淘汰的个体数量。图中b
曲线的形成过程中出现了环境阻力的时间：b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。
(2)对于鼠、蚊虫等有害生物的控制，应该采取的措施：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有
害动物种群的环境容纳量，如将食物储存在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取地面硬化，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。
(3)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应使种群数量剩余在 K/2左右，
原因是种群数量在K/2时种群的增长速率最大，捕捞剩余在K/2能使种群数量快速增长，有利于获得最大
持续产量。
(4)下图是某自然区域中甲、乙两个种群的数量比随时间变化的曲线图。则O～t2，甲、乙两种群的数量均
呈“S”形曲线增长吗？不是 (填“是”或“不是”)。其理由是在有限的环境条件下，乙种群最终呈现
“S”形增长。随时间的推移，甲、乙种群的数量比先增加后减少，最后在 t2时刻降为零，说明甲种生物
的数量先增加后减少，最终被淘汰。
（5）为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。
既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的
增长速率为最大值。
（6) 为引进外来物种提供理性的思考。
必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是否会构成生物入侵。
【总结归纳】
总结1：曲线图分析：
总结2：K值、K/2的不同表示方法：
总结3：K值的易误点解读
(1)K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环
境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。(2)在环境条件稳定，K值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的：会在K值附近上下波动。当种群数
量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
(3)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值；
种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
2.种群数量的波动
(2023泰安期末)研究人员根据某地主管部门提供的当地农田中田鼠种群数量变化的数据,绘制出的λ值变
化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.开始的15年间,田鼠数量最多的是第10年
B.5~10年间田鼠数量减少可能是食物不足引起的
C.引入天敌是根据捕食关系而采取的生物防治措施
D.第25年如果诱杀雄性田鼠,也会起到与引入天敌类似的效果
考点三 影响种群数量变化的因素
1.影响因素
2. 种群研究的应用
①②有害生物防治:既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又可以通过引入天敌、减少食物
等方法,降低其 环境容纳量 。
【教材拾遗】
教材隐性知识：
(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，称为密度制约因素，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，称为非密度制约因素。
(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：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。
【易错点】
(1)环境容纳量是指种群的最大数量。( )
(2)不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值固定不变。( )
(3)若一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。( )
(4)在酵母菌种群数量增长的不同阶段,可能具有相同的增长速率。( )
(5)凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。( )
(6)非生物因素对种群数量变化的影响往往是单一性的。( )
(7)气候、食物、天敌等因素属于密度制约因素。( )
(8)负反馈调节与正反馈调节是典型的循环因果关系。( )
(2023德州期末)气温、干旱等环境因素对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因
素。下图为某种蚜虫种群数量受温度变化的影响曲线。下列叙述错误的是( )
A.B点时蚜虫种群数量达到环境容纳量
B.高温是引起BC段蚜虫种群数量急剧下降的主要原因
C.该蚜虫种群数量的变化往往会呈现季节性波动
D.若蚜虫的种群数量超过K值,非密度制约因素作用强度不变
3.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（1）实验原理
①用液体培养基培养酵母菌,种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。
②在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。
在恒定培养液中当酵母菌种群数量达K值后,还会转而下降直至全部死亡。
③计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
（2）实验流程（3）实验结果分析
①开始一段时间内，酵母菌的增长符合“S”形曲线增长模型。
②de段曲线下降的原因可能有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。【教材拾遗】
(选择性必修2 P11“探究·实践”改编)如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验相关曲线,据图回
答下列问题。
(1)相当长一段时间内,酵母菌的增长符合哪种模型?
提示:符合“S”形曲线增长。
(2)DE段曲线下降的原因可能有哪些?
提示: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)试着在坐标系中画出该酵母菌的增长速率随时间变化的曲线。
提示:
（4）影响实验结果的误差分析及改进办法
4.血细胞计数板及相关计算
(1)血细胞计数板(如下图所示)只有中间的一个大方格为计数室，供计数用
(2)计算公式
以规格一（25格×16格）为例：
1ml=1(cm3)=103(mm3)
大方格长、宽均为1mm,高0.1mm，每个大方格的体积为0.1mm3(10-4ml)
故1ml培养液中细胞个数=
例1：通常用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数，若计数室为1mm×1mm×0.1mm方格，由400个小
方格组成。若多次重复计数后，算得每个小方格中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有
______________个。
答案：
附1：该同学用长和宽为2mm，深度为0.1mm的血球计数板，用五点取样法读取酵母菌有40个，其中稀
释了10倍，则1mL菌液中所含的酵母菌个数为________
附2：若该同学用长和宽为1mm，深度为0.1mm的血球计数板，为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀
释1 000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上
______色细胞的个数应不少于______，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。1．（2023·广东·统考高考真题）某地区蝗虫在秋季产卵后死亡，以卵越冬。某年秋季降温提前，大量蝗
虫在产卵前死亡，次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是（ ）
A．密度制约因素导致出生率下降
B．密度制约因素导致死亡率上升
C．非密度制约因素导致出生率下降
D．非密度制约因素导致死亡率上升
2．（2021·广东·统考高考真题）图示某S形增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环
境容纳量（K值）时，其对应的种群数量是（ ）
A．a B．b C．c D．d
3．（2022·广东·高考真题）荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采
用常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B
与荔枝园A面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中
的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。
荔枝
种类（种） 个体数量（头） 害虫比例（%） 天敌比例（%）
园
A 523 103278 36.67 14.10
B 568 104118 40.86 20.40
回答下列问题：
(1)除了样方法，研究者还利用一些昆虫有 性，采用了灯光诱捕法进行取样。
(2)与荔枝园A相比，荔枝园B的节肢动物物种丰富度 ，可能的原因是林下丰富的植被
为节肢动物提供了 ，有利于其生存。
(3)与荔枝园B相比，荔枝园A的害虫和天敌的数量 ，根据其管理方式分析，主要原因
可能是 。
(4)使用除草剂清除荔枝园A的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分，但形成了单层群落结构，使节肢动物
物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理，设计一个生态荔枝园简单种植方案（要求：不用氮
肥和除草剂、少用杀虫剂，具有复层群落结构），并简要说明设计依据 。
