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第八单元 生物与环境
０８
专题二十一 种群及其动态
基础篇
考点 一 种群的数量特征 二、种群密度调查
1.
调查方法
一、种群的数量特征
1.
种群密度：种群最基本的数量特征
ꎮ
2.
出生率和死亡率、迁入率和迁出率：直接决
定种群密度
ꎮ
3.
年龄结构：可预测种群数量变化趋势 通过
ꎮ 2. 估算法
影响❶ 出生率和死亡率 间接影响种群
样方法
密度 １)
ꎮ 适用对象 植物 不包括丛生或蔓生的单子
① : (
类型 特点
叶草本植物 或活动范围❹ 小 活动能力
) 、
成年、幼年个体多ꎬ老年个体少ꎬ出生
增 弱的动物 如调查草地上蒲公英的密度 农
长 率 死亡率ꎬ种群处于发展期ꎬ种群数 ꎬ ꎬ
型 > 田中某种昆虫卵的密度 作物植株上蚜虫的
量将增大 ꎬ
密度 跳蝻的密度等
各年龄期的个体数目比例相当ꎬ出 、 ꎮ
稳 生率 死亡率ꎬ种群处于稳定时期ꎬ 调查程序
定 ≈ ②
型 种群数量在一段时间内保持相对
稳定
幼年个体少ꎬ成年、老年个体多ꎬ出生
衰
退 率 死亡率ꎬ种群处于衰退期ꎬ种群数
型 <
量将减小
注: 分别表示老年、成年、幼年个体数ꎮ
4. 性别比例：通过影响❷ 出生率 间接影响种
取样 随机取样 样方大小适中 样方数量不
③ : ꎬ ꎬ
群密度
ꎮ 宜太少
ꎮ
知识归纳
知识归纳
种群的数量特征之间的关系
样方内的个体全部计数ꎬ甲图中边界线上的个体只
计数样方相邻两边及其顶点上的ꎬ乙图中边界线上的个
体只计数虚线一侧压线个体ꎮ 要遵循“计上不计下ꎬ计
左不计右”的原则ꎮ
专
题
二
十
* 一
"U@ 种
群
及
其
动
态
１３３
标记重捕法 考点 二 种群数量的变化、影响因素及应用
２)
适用对象 活动范围大 活动能力❺ 强 体
① : 、 、 一、种群数量增长的两种模型
型较大 种群密度适当的动物
、 ꎮ
调查程序
②
易混易错 1. “ J ”形增长
标记重捕法(计算公式为Ｎ/Ｎ Ｎ Ｎ )的误差分析
１＝ ２/ ０ 形成条件 ❶ 食物和空间 条件充裕 气候
( )Ｎ 的大小对调查结果影响较大ꎬ如标记物脱落、个 １) : ꎬ
１ ０ 适宜 无天敌和其他竞争物种等
体因标记而易被天敌捕杀等ꎬ会使 Ｎ 变小导致实验结 、 ꎮ
０ 特点 种群数量每年以一定的倍数增长 即
果偏大ꎮ ( )若两次捕获间隔时间较短ꎬ标记个体放
２) : ꎬ
２
回后与其他个体未充分混匀而再次被捕ꎬ可使 Ｎ 变 第二年的数量是第一年的 λ 倍 ❷ 无 有
０ ꎬ ( /
大ꎬ导致调查结果偏小ꎮ ( )调查期间ꎬ调查区域有较 无 Ｋ 值 Ｋ 值即环境容纳量 为一定的环境
３
) ( ꎬ
多个体出生、死亡或迁入、迁出ꎬ也会造成估算值出现
条件所能维持的种群最大数量
较大误差ꎮ )ꎮ
模型 ｔ 年后种群数量为❸ Ｎ Ｎ λｔ Ｎ 为
知识拓展 ３) : ｔ＝ ０ ꎮ ０
隐蔽、复杂环境中的动物常用红外触发相机法调 种群起始数量
ꎬ
ｔ 为时间
ꎬ
Ｎ
ｔ
为 ｔ 年后该种群
查ꎻ有趋光性的昆虫可用黑光灯诱捕法(也可调查物种 的数量 λ 为该种群数量是前一年种群数量
ꎬ
丰富度)调查ꎮ
的倍数
ꎮ
考点训练(请判断下列说法是否正确) 适应范围 实验室控制的理想条件下 种群
４) : ꎻ
通过种群密度能预测种群数量的变化趋势 迁入一个新的理想环境中的最初的一段
１. ꎮ
时间
( ) ꎮ
若某动物的婚配制为一雌一雄 生殖期个体 2. “ S ”形增长
２. ꎬ
性别比接近 则出生率最高 形成原因 自然状态下 资源 空间等有
１ ∶ １ꎬ ꎮ ( ) １) : ꎬ 、
某种群年龄结构为增长型 则该种群的种群 限 ❹ 种内竞争 随 种 群 数 量 增 加 而
３. ꎬ
ꎬ
密度不一定会逐渐增大
加剧
ꎮ ( )
ꎮ
可用每平方米草坪上杂草的数量来表示种群
特点 种群经过一段时间的增长后 数量达
４.
２) : ꎬ
密度
到❺ 环境容纳量(Ｋ 值) 可维持相对
ꎮ ( )
ꎬ
用标记重捕法调查田鼠种群密度 若标记的
稳定
５. ꎬ
ꎮ
田鼠部分被鼬捕食 则会导致调查结果偏低
ꎬ ꎮ 模型 形增长过程中 种群增长速率
３) :“Ｓ” ꎬ
( ) ❻ 先加快后减慢 ❼ Ｋ 时增长速率最
ꎬ /２
五点取样法适合用来调查灌木类行道树上某
5 ６. 快 Ｋ 值时增长速率为❽
ꎬ ０ ꎮ
年 种蜘蛛的种群密度
高 ꎮ ( ) 图中阴影部分表示❾ 环境阻力 按自然选
考 ４) ꎬ
3 １ 通过年龄结构能预测种群数量的变 择学说 是在生存斗争中被淘汰的个体 为
年 .✕ ꎬ ꎬ
模 化趋势 ２ ３ ４ 杂草的种类有很多 两种增长曲线有差异的主要原因
拟 ꎮ .√ .√ .✕ ꎬ ꎮ
一个草坪上的杂草可构成多个种群 ５ 若部
A ꎮ .✕ 易混易错
版 分标记的田鼠被鼬捕食 则会导致调查结果偏高
ꎬ ꎮ ( )Ｋ值不是一成不变的ꎬ会随着环境的改变而发生变化ꎮ
１
高 ６ 行道树为狭长排列 调查其上某种蜘蛛的种群
考 .✕ ꎬ 当环境遭到破坏时ꎬＫ值会变小ꎬ环境改善时ꎬＫ值会变大ꎮ
生 密度应用等距取样法取样
物 ꎮ ( )种群数量会在Ｋ值附近上下波动ꎮ
２
１３４
( )Ｋ值 种群数量的最大值ꎮ 种群所达到的最大值可能 3. Ｋ 值和 Ｋ /2 值的具体应用
３ ≠
会超过Ｋ值ꎬ但维持时间很短ꎬ因为环境可能已遭到破坏ꎮ
( )在自然界中ꎬ大多数生物种群数量总是在波动中ꎬ当
４
种群长期处于不利条件时ꎬ种群数量会出现持续性的或
急剧的下降ꎮ
二、影响种群数量变化的因素
知识拓展
1.
非生物因素：阳光 温度 水等
、 、 ꎮ
由于城市建设、森林砍伐、开垦耕地等人类活动ꎬ导
2.
生物因素
致动物种群生境破碎化ꎬ使种群生存空间受到制约ꎬ种
种内关系 种内竞争等 群密度降低ꎬ同时生境破碎化会加快物种的灭绝ꎬ导致
１) : ꎮ
种间关系 原始合作 互利共生 寄生 种间 群落中物种丰富度降低ꎮ
２) : 、 、 、
竞争 捕食等
、 ꎮ 考点训练(请判断下列说法是否正确)
知识拓展
环境容纳量指种群最大数量
( )密度制约因素:一般来说ꎬ食物和天敌等对种群数量 １. ꎮ ( )
１ 在自然条件下 种群的环境容纳量 即 Ｋ 值
的作用强度与该种群的密度相关的因素ꎮ 如同样是缺 ２. ꎬ ( )
是固定不变的
少食物ꎬ种群密度越高ꎬ种群受食物短缺的影响就越大ꎮ ꎮ ( )
合理密植会增加种群数量并提高Ｋ值
( )非密度制约因素:对种群数量起限制作用ꎬ但其作用 ３. ꎮ ( )
２
在 形增长曲线中 当种群数量超过 Ｋ
强度和种群密度无关的因素ꎬ如干旱、降雪等气候因素
４. “Ｓ” ꎬ /２
及地震、火灾等自然灾害ꎮ 如在遭遇寒流时ꎬ有些昆虫 后 种群增长速率减慢 其对应的年龄结构为
ꎬ ꎬ
种群不论其种群密度高低ꎬ所有个体都会死亡ꎮ 衰退型
ꎮ ( )
( )无论密度制约因素还是非密度制约因素ꎬ它们都是 外来物种刚迁入一个新环境中 必定表现为
３
５. ꎬ
通过影响种群的出生率、死亡率或迁入率、迁出率而起
形增长
“Ｊ” ꎮ ( )
着控制种群数量的作用的ꎮ
１ 环境容纳量是指一定的环境条件所能
.✕
三、种群研究的应用
维持的种群最大数量 ２ 环境容纳量取决于环
ꎮ .✕
1.
野生生物资源的合理利用和保护：减少环境
境条件 环境条件变化必然引起环境容纳量的变化
ꎬ ꎮ
阻力 增大 Ｋ 值 ３ 合理密植不能改变环境条件 环境容纳量也不
ꎬ ꎮ .✕ ꎬ
2. 防治有害生物：增大环境阻力 减小 Ｋ 值 严 会因种群密度而改变 ４ 种群数量超过Ｋ 后
ꎬ ꎬ ꎮ .✕ /２ ꎬ
防有害生物的种群数量达到 Ｋ 处 种群增长速率降低 但种群数量仍在增长 对应的年龄
ꎬ ꎬ
/２ ꎮ
结构为增长型 ５ 外来物种刚迁入一个新的适
ꎮ .✕
宜环境中 在最初一段时间可能表现为 形增长
ꎬ “Ｊ” ꎮ
专
题
二
十
一
种
群
及
其
动
态
１３５
综合篇
提升 一 种群数量增长的模型分析
1.
Ｋ 值的表示方法
图甲 乙 种群数量在 Ｋ 时种群增长速率
１) 、 : /２
最快 Ｋ 值时增长速率为 知识拓展
ꎬ ０ꎮ
图丙 Ｋ 值随环境改变而改变 λ和增长率的关系推导
２) : ꎮ
设第ｔ年的种群数量为Ｎꎬ第ｔ 年的种群数量为
图丁 猎物种群数量超过 Ｎ 则引起捕食者 ｔ ＋１
３) : ２ꎬ
Ｎ Ｎ Ｎ
种群数量增加 捕食者种群数量超过 Ｐ 则 Ｎ ꎻλ ｔ ＋１ꎻ增长率 ｔ ＋１－ ｔ λ ꎮ
ꎻ ２ꎬ ｔ ＋１ ＝ Ｎ ＝ Ｎ ＝ －１
ｔ ｔ
引起猎物种群数量减少 猎物和捕食者相互
ꎬ
作用 使两者的种群数量在 Ｎ Ｐ 水平保持
ꎬ ２、 ２ 提升 二 培养液中酵母菌种群数量的变化
动态平衡
ꎮ 1.
2. 实验原理
增长率、增长速率
酵母菌种群的增长受培养液的成分 温
增长率和增长速率公式 １) 、ｐＨ、
１)
度等因素的影响
增长率 单位时间增加的个体数量 初始个体 ꎮ
① ＝( /
酵母菌种群在理想环境中呈 形增长 在
数量 增长率无单位 ２) “Ｊ” ꎻ
)×１００％( )ꎻ
自然环境中一定时间内呈 形增长 酵母
增长速率 一段时间内增加的个体数量 时 “Ｓ” ꎮ
② ＝ /
菌种群数量达到 Ｋ 值后在培养液中继续培
间 出生数 死亡数 时间 即单位时间内
＝( － )/ (
养 酵母菌数量会逐渐下降 甚至全部死亡
个体数的增加量 有单位 如 个 年 ꎬ ꎬ ꎮ
ꎬ ꎬ “ / ”)ꎮ
对酵母菌计数可用抽样检测的方法 显
种群增长速率和增长率模型 ３) ———
２)
微计数法
ꎮ
2.
实验步骤及结果
实验步骤 酵母菌振荡培养 观察并计数
１) : → →
绘图分析
ꎮ
实验结果 在一定的液体培养基中 酵母菌
２) : ꎬ
形 形
种群数量前期呈 形增长 后期因营养物
“Ｊ” “Ｓ”
“Ｓ” ꎬ
3. 质匮乏 代谢废物积累 变化等因素导致
种群增长倍数 λ
、 、ｐＨ
( )
酵母菌生境恶化 种群出生率小于死亡率
种群增长倍数公式 λ 当年种群数量 前一
１) : ＝ / ꎬ ꎬ
使酵母菌种群数量逐渐下降甚至全部死亡
年种群数量 无单位
ꎮ
( )ꎮ
3.
酵母菌计数操作应注意的问题
种群增长倍数变化曲线模型分析
２)
酵母菌种群数量变化在时间上形成前后自
１)
身对照 无需设置对照实验 但要获得准确
ꎬ ꎬ
的实验数据 需经多次重复实验
ꎬ ꎮ
培养液要适度稀释 每天计数时间要固定
２) ꎬ ꎮ
段 λ 且恒定 种群数量呈 形增长
从试管中取样前要轻轻振荡试管 目的是使
①ａ : >１ ꎬ “Ｊ” ꎮ
３) ꎬ
段 λ 虽逐渐减小 但始终大于 种群数量
培养液中的酵母菌均匀分布 减少实验误差
②ｂ : ꎬ １ꎬ
5 ꎬ ꎮ
年 仍增长 制片时应先 盖片 再滴液 让培养液自行
高 ꎮ ４) “ ”ꎬ ꎬ
考 段 λ 种群数量相对稳定且暂时达到最
渗入后用滤纸吸去多余的培养液
3 ③ｃ : ＝１ꎬ
ꎮ
年 大值
制片后稍等片刻 待菌体全部沉降到计数室
模 ꎮ
５) ꎬ
拟
段 λ 不包括 两点 种群数量下
底部再计数
A ④ｄ、ｅ : <１( ｄ、ｅ )ꎬ ꎮ
版 降 点时种群数量最少 显微镜计数时 对于压在小方格界线上的酵
ꎬｅ ꎮ
６) ꎬ
高
母菌 只计相邻两边及其顶点上的菌体 遵
考
ꎬ ꎬ
生
物 循 计上不计下 计左不计右 的计数原则
“ 、 ” ꎮ
１３６
4. 血细胞计数板及计数方法 计数板而言 可计四角的 个中方格 共计
ꎬ ４ ꎬ
个小方格中菌体的数量
４×２５＝１００ ꎮ
计算方法 假设统计的中方格 图 铺底
３) : ( ２、３
的中方格 中共有 Ａ 个菌体 菌液稀释倍数
) ꎬ
为 Ｂ
ꎮ
型 培养液中菌体数 Ａ
２５×１６ :１ ｍＬ ＝ /８０×４００÷
－４ Ｂ
１０ × ꎻ
图 图
１ ２ 型 培养液中菌体数 Ａ
１６×２５ :１ ｍＬ ＝ /１００×
－４ Ｂ
４００÷１０ × ꎮ
易混易错
血细胞计数板计数的结果包括死亡菌体ꎬ使统计结
果偏大ꎻ可用台盼蓝染色后对未染色的菌体计数ꎬ则检
测的结果为活的菌体总数ꎮ
图 例 已知血细胞计数板的方格为 ꎬ
３ １ ｍｍ×１ ｍｍ
血细胞计数板 有两个方格网 每个方格网 若盖玻片下经稀释 倍的培养液厚度为
１) : ꎬ １００
刻有 个大方格 中央的一个大方格为计数 ꎬ计数时一个计数室内观察值为 Ｍꎬ则
９ ꎬ ０.１ ｍｍ
室 如图 计数室通常有两种规格 如图 培养液中酵母菌的总数约为
( １)ꎬ ( １０ ｍＬ
图 两种规格的计数室都均分为 个 个ꎮ
２、 ３)ꎬ ４００
小方格 一个大方格长和宽各为 深度 解题导引 先计数 稀释液中的菌体数
３
ꎮ １ ｍｍꎬ ０.１ ｍｍ
为 容积为 ３ －４ (题中已给出ꎬ无需再计算)ꎬ再换算为
０.１ ｍｍꎬ ０.１ ｍｍ (１×１０ ｍＬ)ꎮ １０ ｍＬ
计数方法 对于图 中方格 小方 稀释液中的菌体数ꎬ最后乘以稀释倍数ꎬ即 Ｍ
２) : ２ ２５( )×１６( ÷
格 型计数板而言 可计四角及正中间共 －４ Ｍ ７ 个ꎮ
) ꎬ ５ １０ ×１０×１００＝ ×１０
个中方格 共计 个小方格中的菌体 答案 Ｍ ７
ꎬ ５×１６＝８０ ×１０
数量 对于图 中方格 小方格 型
ꎻ ３ １６( )×２５( )
专
题
二
十
一
种
群
及
其
动
态
１３７
