第 4 部分 生物与环境
第 18 章 种群及其动态
第 1 节 种群的数量特征
一、种群及种群密度
种群 在一定的空间范围内 同种生物所有个体形成的集合 种群最基本的数量特征是种群密度
, .
逐个计数法 通常适用于调查分布范围较小 个体较大的种群 如调查某山坡上的珙桐 乔木 密度
、 , ( )
方法 样方法 标记重捕法
植物 如蒲公英 或活动范围小 活动能力弱
适用 ( ) 、 活动范围大 活动能力强的动物 如鱼类 鸟
的动物等 如蚜虫 跳蝻 藤壶等 一般不选 、 ( 、
对象 ( 、 、 ), 类 哺乳类动物等 不适用于土壤小动物
丛生或蔓生的单子叶植物 、 , )
-A E @0.
种 @
A 4
@0.
群 - 8 F /
调查 4F /
密 JUK 4@ A @ @=
度 估算法 程序 " U % 0 " C * A + A F + A / @ / / / / /
的
" *(J
调
样方形状可以多样 如圆形 正方形 但
查 (１) ( 、 ),
必须保证随机取样 标记物应不易脱落 对调查动物的正常
方 ; (１) 、
样方大小适宜 可根据调查对象适当调整 生命活动无影响
法 注意 (２) , , ;
如调查草本植物时样方的大小以 为宜 调查期间 种群应无迁入和迁出 出生和
２
事项 １m ; (２) , 、
样方数量不宜太少 死亡
(３) ; ;
计数样方边线上的个体时 遵循 计上不 每次捕获应随机且避免伤害动物
(４) , “ (３)
计下 计左不计右 原则
, ”
抽样检测法 用于酵母菌等微生物调查 黑光灯诱捕法 用于趋光性昆虫的调查 对于
其他方法 (１) : ;(２) : ;(３)
隐蔽 复杂环境中的动物常用红外触发相机法 粪便分析法 个体声音识别技术等进行调查
、 、 、
易混易错 ()种群与物种的关系:种群是生物进化的基本单位;种群内的个体间不存在生殖隔离;一个物种可以
１
形成多个种群,一个种群内的生物均为一个物种.
()标记重捕法的误差分析
２
N 偏小 N比实际偏大:标记物脱落;标记个体被重捕机会减小;在标记个体稀少处重捕;被标记个体易被天敌发现.
① ０ →
N 偏大 N比实际偏小:标记个体未充分融入就被再次捕获;标记个体被重捕机会增大;在标记个体密集处重捕.
② ０ →
二、种群的其他特征
J / =E
*(D(
*( *( *(
, ,
( ( (
M" K
5 T3 .4 .4 +F' !
, ,
(D(
小表达 ()调查发现,某种哺乳动物种群的年龄结构属于增长型,得出这一结论的主要依据是发现该种群中 .
１
()(选必 )年龄结构为稳定型的种群,种群数量在近期一定能保持稳定吗? .
２ ２P４
()(选必 改编)农业生产中常利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,进而降低害虫的种群密度,这样处
３ ２P４
理的原理是 .
第 18章 种群及其动态 １４９答案:()幼年个体数较多、成年个体数适中、老年个体数较少
１
()不一定.种群数量不完全取决于出生率和死亡率,还受迁入率和迁出率的影响,且出生率和死亡率也不完全取决
２
于年龄结构,还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响
()利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体可改变害虫种群正常的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,
３
从而降低害虫种群的出生率,进而使种群密度降低
学生用书 P129
真题选改判 与标记重捕法相比 采用该技术进行调查对
B． ,
１( 山东, )准确统计一年出生的所有灰松 野生哺乳动物的生活干扰相对较小
．２０２３ １１
鼠数量需用标记重捕法 采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该
. ( ) C．
１答案 自然保护区内东北豹的种群密度
． ✕
２( 河北, )稳定的种群具有稳定型年龄结构 该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个
．２０２２ １２ , D．
性别比例为 数量达到K值 体数量 不能调查幼年个体数量
１∶１, . ( ) ,
２答案 答案 D
． ✕
３( 福建, )不同树龄植株的数量比例反映 链接教材 选必 物种调查的作用
．２０２１ １０ ２P２
该种群的年龄结构 年 我国科学家基于长期的野外观测宣
. ( ) ２０１５ ,
３答案 布 在我国东北长白山脉北部地区 共监测到东
． √ : ,
４( 山东, )在互花米草相对集中的区域选 北豹 只 其中 幼体 只 雄性和雌性的成体
．２０２０ １９ ４２ , , ２ ,
取样方以估算其种群密度 分别为 只和 只 未能判断性别的成体
. ( ) ２１ １７ ,
４答案 只
． ✕ ２ .
教考衔接 １调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么
．
意义
典例 ( 新课标,, 分)为了研究和保护我 ?
２０２３ ４６
１答案 弄清东北豹的数量现状 才能有针对
国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资 ． ,
性地采取有效的保护措施
源 研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术 .
,
２调查东北豹种群中雌性个体的数目对于预测
获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相 ．
该种群的发展趋势有什么意义
应数据 为生态学研究提供了相关依据 下列 ?
, .
２答案 东北豹种群中雌雄个体的比例会影响
叙述错误的是 ．
( )
种群的出生率 从而影响种群数量的变化
通过对数据的分析和处理 可以了解保护区 , .
A． ,
内大型野生哺乳动物的物种丰富度
１５０ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
第 2 节 种群数量的变化及其影响因素
一、种群数量增长的两种模型
“J”形增长 “S”形增长
理想状态 食物和空间条件充裕 气候适宜 没有天 自然状态 资源 空间等有限 种内竞争随种群密度增加
条件 : 、 、 : 、 ,
敌和其他竞争物种等 而加剧
种群数量每年以一定的倍数增长
: 种群数量达到 K 时 增长速率
模型 N Nλt N 为种群的起始数量 /２ ,
t＝ ０ ( ０ , 最高
及 t表示时间 N 表示t年后该种群 ;
, t 种群数量达到K 值后 维持相对稳
特点 的数量λ表示该种群数量是前一 ,
, 定 此时种内竞争最激烈
年种群数量的倍数 ,
)
增长率 单位时间增加的个体数量 初始个体数量 出生率 死亡率
(１) ＝( / )×１００％＝ － ;
增长速率 一段时间内增加的个体数量 时间 出生数 死亡数 时间 即曲线上每个点切线的斜率
(２) ＝ / ＝( － )/ ,
增长 . .4 J(
.4 J( 4 . ,
率与 4
J
增长 E NBY
( , J
速率 0 K 0 K E
, ( ,
N N
注 形增长种群增长率 － ０ λ 0 U U 0 U U
:“J” ＝ N ＝ －１ K K
０
.4F
两种
"
曲线 , ( 3F 图中 为 形增长曲线 为 形增长曲线 阴影部分表示环境阻力 即在生
, ,A “J” ,B “S” , ,
的联 存斗争中被淘汰的个体 两种曲线的差异在于是否存在环境阻力
# .
系
0 K
知识拓展
()种群增长倍数(λ)曲线分析
１
段:λ 且恒定,种群数量呈“”形增长.
①a ＞１ J
段:λ ,种群数量相对稳定.
②c ＝１
段:λ (不包括 、两点),种群数量下降,点时种群数量最少.
③d~e ＜１ de e
()不同曲线中K值的表示方法:图中t 时所对应的种群数量为K/ ,t 时所对应的种群数量达到K值.
２ １ ２ ２
.4F .4 JE( *E( E(
*
E(
E(
U U U K U U U K U U U K
甲 乙 丙
易混易错 ()K值是一定的环境条件所能维持的种群最大数量.其大小主要取决于环境条件,环境遭到破坏
１
(或干扰)时,K值下降;环境条件改善时,K值上升.
()K值不是指种群数量所能达到的最大值,种群数量会围绕着K值上下波动.当种群数量偏离K值时,会通过负
２
反馈调节使种群数量回到K值.
第 18章 种群及其动态 １５１二、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
调查方法 抽样检测法
血细胞计数
板的结构
计数室的容积为 个计数室共 个小方格
３ －４
(１) ０．１mm (１×１０ mL),１ ４００ ;
计数室通常有两种规格 个中方格 个小方格 如图 和 个中方格 个小方格 如图
(２) :２５ ×１６ ( ３) １６ ×２５ ( ４)
计数方法 可用五点取样法统计图 中的总菌数 计算公式如下
３ , :
(以２５×１６ 个中方格中的细胞总数
型为例) １mL 培养液中的细胞个数 ＝ 个 ５ 中方格中的全部小方格个数×４００×１０ ４ × 稀释倍数
５
计数时先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上 将培养液滴于盖玻片边缘 让培养液自行渗入 多
(１) , , ,
余的培养液用滤纸吸去 稍待片刻 待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数
. , ;
注意事项 从试管中取样前要轻轻振荡试管 使培养液中的酵母菌均匀分布 减少实验误差
(２) , , ;
浓度过大时需进行稀释处理 但最后计算时要考虑稀释倍数
(３) , ;
计数样方边缘的个体时遵循 计上不计下 计左不计右 的原则
(４) “ , ”
知识链接 微生物的计数方法———显微镜直接计数法
显微镜直接计数法是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法.该方法利用特定的细菌计数板(可计数
细菌等较小的细胞)或血细胞计数板(可计数酵母菌细胞、霉菌孢子等),在显微镜下观察、计数,再计算一定体积的样
品中微生物的数量,统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和.
三、影响种群数量变化的因素
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度 林冠层遮蔽地面的程
阳光 (
非生物因素 度 即主要取决于林下植物受到的光照强度
),
对种群数 在温带和寒温带地区 许多植物的种子在春季萌发为新的植株 这主要是受气
( (１) , ,
量变化的影 温度 温升高的影响
;
影响种群 响往往是综 蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡 这主要是受气温降低的影响
(２) ,
数量变化 合性的 干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高 而气候干旱是东亚飞蝗种群爆发式增
) 水分 ,
的因素 长的主要原因
种内关系 随着种群的增长 种内竞争会加剧 从而使种群的增长受到限制
, ,
生物
种间关系 原始合作 互利共生 寄生 种间竞争 捕食等
因素 、 、 、 、
人类活动 砍伐森林 猎捕动物 环境污染等
、 、
( K /7&U (
,F*B#
0+ .4F ,
种群研究
( K N'UE K, , , 48D+F
的应用 K! *' *
,K! *'UKD,
8 D*FBD, )-D*F
易混易错 密度制约因素和非密度制约因素
密度制 对种群数量的作用强度与该种群的密度相关的因素,如食物、天敌、传染病等.例如:同样是缺少食物,
约因素 种群密度越高,种群受食物短缺的影响越大
非密度制 对种群数量起限制作用,但其对种群的作用强度与该种群的密度无关,如气温和干旱等气候因素及地
约因素 震、火灾等自然灾害.例如:在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其种群密度高低,所有个体都会死亡
１５２ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学小表达 ()(选必 改编)与单独培养双小核草履虫相比,双小核草履虫和大草履虫混合培养中,双小核草履
１ ２P１４
虫的K值下降的原因是 .
()(选必 改编)在生物学上,许多生理或生态过程的因果关系是循环性的,即循环因果.试用循环因果解释猞
２ ２P１５
猁(捕食者)和雪兔(被捕食者)种群数量变化能够维持同步周期性的原因:
.
()(选必 改编)渔网网目不能过小,否则会影响来年鱼的产量,其科学依据是
３ ２P１６
(请从种群特征的角度进行作答).
答案:()大草履虫生命活动占用部分环境资源,导致双小核草履虫可利用资源减少,K值下降
１
()猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力,导致雪兔死亡率上升而种群数量下降;雪兔种群数量下降时,导致
２
猞猁食物匮乏,猞猁种群数量也下降;猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力,使雪兔种群数量得以恢复;雪兔
种群数量上升,猞猁因食物充足,种群数量上升.这个过程循环往复,二者的种群数量相互影响,维持种群数量变动
的同步周期性
()渔网网目过小,会将幼鱼也捕捞上来,从而影响鱼种群的年龄结构,进而影响鱼种群的出生率,造成来年鱼产量降低
３
学生用书 P132
真题选改判
从真题到教材
１( 山东, )棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强
．２０２４ １１
７种群增长率是指出生率与死亡率
． ,
度与棉蚜种群的密度有关
. ( ) 是指单位时间内新增个体数占原有个体数的
１答案
比值 直接影响种群增长率的因素还有
． √
.
２( 广东,)某年秋季降温提前 大量蝗虫在
．２０２３ ６ , 年龄结构通过影响
,
产卵前死亡 次年该地区蝗虫的种群密度明
, 来影响增长率 性别比例通过影
,
显下降 是由于密度制约因素导致出生率下
, 响 来影响增长率(选必 )( 浙
２P４ ２０２２
降引起的
. ( ) 江 月选考, )( 山东, )
１ ２２ ２０２４ １８ .
２答案
． ✕
７答案 之差 迁入率和迁出率 出生率和死
．
３( 湖南, )种群数量达到K 时 是防治
．２０２２ ２０ /２ , 亡率 出生率
福寿螺的最佳时期
. ( ) ８种群增长速率表示 是指单
． ,
３答案
位时间增加的个体数( 山东, )
． ✕
２０２３ １９ .
４( 山东, )某实验水域中定期投入适量的
．２０２２ １９
８答案 种群增长的快慢
．
饲料 饲料是影响某种水生动物种群数量变
, ９ 形增长时增长率可表示为 出生
．“J” ,
化的非密度制约因素
. ( ) 率和死亡率均 不受外界因素影响
, ,
４答案
增长速率
． ✕
.
５( 湖北, )增大熊猫自然保护区的面积可
．２０２１ １４ ９答案 λ 保持恒定 一直增加
． －１
提高环境容纳量
. ( ) １０ 形增长时增长率 出生率
．“S” ,
５答案
死亡率逐渐上升 当二者相等时种群增长
． √
, ,
６( 江苏, )探究培养液中酵母菌种群数量
．２０２０ １０ “ 达到 增长速率 种
; ,
的动态变化 实验中 应从静置的培养液中取适
” , 群数量在 时增长速率最大(选必
２
量上清液 用血细胞计数板计数
, . ( ) )( 山东, )( 山东, )
P９ ２０２３ １９ ２０２０ １１ .
６答案
． ✕
１０答案 逐渐下降 逐渐下降 环境容纳量
．
或K 值 先增加后减小 K
( ) /２
第 18章 种群及其动态 １５３
教考衔接
１用液体培养基培养酵母菌 种群的增长受培
． ,
养液的 等因素的影响
典例 ( 江苏, , 分)下列关于 探究培养 .
２０２０ １０２ “ １答案 成分 空间 温度
液中酵母菌种群数量的动态变化 实验的叙述 ． 、 、pH、
” ,
２在理想的环境条件下 酵母菌种群的增长呈
错误的是 ． ,
( )
曲线增长 在有环境阻力的条件下
将酵母菌接种到培养液中 并进行第一次 ; ,
A． , 酵母菌种群的增长呈 曲线增长
计数 .
２答案 形 形
从静置的培养液中取适量上清液 用血细胞 ． “J” “S”
B． , ３计算酵母菌数量可用抽样检测的方法
计数板计数 ． ———
法
每天定时取样 测定酵母菌细胞数量 绘制种 .
C． , , ３答案 显微计数
群数量动态变化曲线 ．
４图中开始一段时间内 酵母菌的增长符合
营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的 ． ,
D． 增长模型
因素之一 .
４答案 形
答案 B ． “J”
５图中 段曲线下降的原因可能有
链接教材 选必 酵母菌种群数量变化曲线 ． de
２P１１
探究培养液中酵母菌种群数量的变化 绘制曲
.
, ５答案 营养物质随着消耗逐渐减少 有害产
线如图 ． ,
. 物逐渐积累 培养液的 等理化性质发生改
, pH
.4F 变等
D E
,
F
, C
B
0
KI
１５４ 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
