《种群》教材详细讲解、知识点突破和相关练习
[认知基础]
自主提炼
一、种群及种群的特征 1.种群的概念:
生态学上把一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。种群是生物生殖、发展和进化的基本单位,种群内的个体间能够进行基因交流,同种生物的所有种群构成一个物种。 2.种群的特征:种群具有个体所不具有的特征:种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率。
(1)种群密度:种群密度是指单位面积或体积内某一种群全部个体的数量,它是种群最基本的特征。单位面积或体积内的个体数越多,种群密度越大。调查种群密度最常用的方法是样方法和标志重捕法。样方法是通过计算若干个样方中某种生物的全部个体数,然后以其平均密度估算出种群的总体平均密度,样方法一般适应于植物和活动能力较弱的动物。标志重捕法是在被调查的种群的生存环境中,捕获一部分个体,将这些个体进行标志后再放回原来的环境,经过一段时间再进行重捕,根据重捕取样中的标志比例与样地总数中的标志比例相等的假定来估算该种群的数量。计算公式如下
,标志重捕法适应于不断移动位置的动物。
(2)年龄组成:年龄组成是指一个种群中各年龄段的个体数量的比例。种群的年龄组成主要有增长型、稳定型和衰退型3种类型。增长型的种群处于发展时期,种群密度在一段时间内会越来越大;稳定型的种群种群密度在一段时间内会保持相对稳定;衰退型的种群种群密度在一段时间内会种群数量越来越少。种群的年龄组成对于预测种群的未来变化具有重要意义。 (3)性别比例:种群的性别比例存在三种情况:雌雄相当:多见于高等动物,如黑猩猩、猩猩等;雌多于雄:多见于人工控制的种群,如鸡、鸭、牛等;雄多于雌:多见于社会性昆虫,如蜜蜂、蚂蚁等。
性别比例在一定程度上也可以影响种群密度。
(4)出生率和死亡率:出生率是指种群在单位时间内新产生的个体数量。死亡率是指种群在单位时间内死亡的个体数量。出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的最主要生物因素,也是最直接因素。出生率大于死亡率,种群密度增加;出生率小于死亡率,种群密度减小;出生率等于死亡率,种群密度不变。其他因素对种群大小和种群密度的影响大都是通过影响出生率和死亡率来进行的。 二、种群数量的增长规律 1.“J”型曲线
形成的条件:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下,种群的数量往往会连续增长。
假定种群的初始数量为N0,年增长率(指第二年的种群数量除以第一年的种群数量所得的倍数)为λ,该种群每年的增长率都保持不变,那么一年
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后该种群的数量应为:N1=N0λ,二年后为N2=N1λ=N0λ;t年后则应为tt
N=N0λ。如果绘成曲线图(指数曲线),种群的增长就会呈“J”型曲线,如图3- 。 2. “S”型曲线
种群在生长的环境中,存在着限制种群增长的因素(可能是有限的食
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物、废物的积累、环境条件的变化、种内或种间的相互作用等),因此,种群数量的增长不可能是“J”型增长,而是呈“S”型增长,其特点是:①S曲线上有一个渐近线(K值),即“S”型增长曲线渐近于K值,但不会超过K值即环境容量。②曲线的变化是逐渐的、平滑的,而不是骤然的。如图3- 。
3.影响种群数量变化因素
影响种群数量变化的因素有:种内因素、种间因素和其他非生物因素(如气候、温度、PH等)。在各种因素中,人类对自然界中种群数量变化的影响至关重要且越来越大。人类活动对自然界中种群数量变化的影响:一方面,随着种植业和养殖业的发展,受人工控制的种群数量在不断增加;另一方面,生物生存环境的破坏和污染等,使许多野生动植物的种群数量急剧减少。这种现状和发展趋势,将会使人类社会的可持续发展面临困境。无论哪种因素,它们都是通过影响种群出生率、死亡率或迁移率而起着控制种群数量的作用的。 4.研究种群数量变化的意义
研究种群的数量变化规律,不仅具有一定的理论意义,而且具有重大的实践意义。例如,在对待鱼类的捕捞问题上,人们总是希望每年既能捕到较多的鱼,又不危及鱼类种群以后的持续生存,也就是希望长期获得较高的鱼产量。因此,我国科学工作者,在研究捕捞量与种群数量变化之间的关系的基础上,调查统计我国海域鱼类各种群的现有数量,对鱼类各种群的数量变化做出预测,制定出了伏季休渔的政策。总之,种群的数量变化规律是种群研究的核心问题。 三、实验:探究酵母菌种群大小的动态变化
本实验的探究原理是酵母菌可以用液体培养基来培养,培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、PH、温度等因素有关。我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标作曲线,从而掌握酵母菌的种群数量变化情况。
探究目的是分别说明种群个体数量的增长规律以及环境因素和种内因素对种群个体数量的制约。
探究步骤:①将0.1g活性干酵母配制成500ml质量分数为5%的葡萄糖溶液,放置于适宜的条件下培养 ②定时取样,在血球计数板上用显微镜观察并计数 ③估算出1ml溶液中酵母菌的数量,并绘制出坐标曲线图。注意:①我们测定的酵母菌种群数量变化是在恒定容积的培养基中培养测定的,与自然界中的数量变化有差异。②在进行酵母菌计数时,由于酵母菌是单细胞微生物,因此必须在显微镜下计数,且我们不可能准确计数个数,只能估算。③从试管中吸出培养液进行计数前,要将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌分布均匀,保证估算值的正确性,减少误差。④每天计算酵母菌数量的时间要固定。⑤计数时对于压在小方格界线上的酵母菌应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。⑥结果的记录最好以记录表来记录,表格如下: 时间(天) 1 2 3 4 5 6 7 ? 数量(个) 知识对应练 1.种群是指一个自然区域内
A.同种生物所有成熟个体的总和 B.所有生物成熟个体的总和 C.同种生物所有个体的总和 D.所有生物个体的总和 2.假如一个种群的出生率很高,那么,这个种群最可能
A.属于增长型 B.种群密度越来越大 C.刚迁入到新环境,天敌少 D.不足以作出判断
3.近几十年来,我国东部沿海城市人口密度急剧增长,造成这一现象的主要原因是
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A.年龄组成呈增长型 B.性别比例适当 C.迁入率大于迁出率 D.出生率大于死亡率
4.关于种群数量变化的叙述中,错误的是
A.种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等
B.种群数量的变化主要是由迁入、迁出、出生和死亡引起的 C.在自然界中,种群的增长一般呈“J”型曲线 D.在自然界中,种群的增长一般呈“S”型曲线
5.为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,根据种群增长的S型曲线,应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上 A、种群数量相对稳定 B、种群增长量最大 C、种群数量最大 D、环境条件所允许的种群数量最大 6.种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群中的个体通过繁殖将各自基因传递给后代。下列叙述不正确的有
A.自然选择使种群基因频率发生定向改变 B.种群基因频率的改变导致生物进化 C.种群通过个体的进化而进化 D.种群通过地理隔离可能达到生殖隔离 7.图3- 中曲线II表示的是牛被引入某孤岛后的种群数量变化。如果当初被引入的是羊,则羊的种群数量变化曲线为 A.Ⅰ B.Ⅲ C.Ⅳ D.Ⅴ
8.(多选)图3- 是某地区广东松的种群年龄结构调查结果,该种群的最终发展趋势是 A.总能量增加 B.种群密度下降 C.环境阻力不变 D.营养级能量降低
9.下图表示的是四种不同种群中不同年龄的个体所占的比例,其中种群密度可能越来越小的是
10.调查某草原田鼠数量时,在设置1公顷的调查区内,放置100个捕鼠笼,一夜间捕获鼠32头(记作[a]),将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后,在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼,这次共捕获30头(记作[b]),其中有上次标记过的个体10头(记作[c])。请回答下列问题: (1)若该地区田鼠种群个体总数为N,则N= 头 A.30 B.32 C.64 D.96
(2)要使上面所计算的种群个体总数和实际相符,理论上在调查期必须满足的2个条件是( ) A.有较多个体迁出调查区 B.调查区内没有较多个体死亡 C.调查区内没有较多个体出生 D.有较多个体迁入调查区
(3)调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄,它们的月龄构成如下左图所示。据图分析: 草原的田鼠种群属于 型; 草原的田鼠种群属于 型,可以预测,该草原鼠害将会严重,必须作好防治准备工作。
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(4)若某种群有成鼠a 头(计算时作为亲代,其子代为第1代),每头雌鼠一生产仔16头,各代雌雄性别比例
均为1∶1,子代幼鼠均发育为成鼠,所有个体的繁殖力均相等,则从理论上计算,第n代数目为 头。
A.a?8 B.a?8 C.a?8 D.a?8
(5)若将雌雄成鼠各若干头,放在大小一定的笼内饲养,让它们交配繁殖,且供给足够的饵料和水,则笼内鼠数变化和饲养时间之间的关系,应为图3- 中的曲线 。
n?1n?1nn?2[理解教材]
名师导学 知识点1 思维提示 种群的概念 根据种群的概念进行思维,特别注意:是同种生物的所有个体的总和。 拓展1. 在一块草地上,有8户牧民,每户养了一群羊,其中有6户养的是绵羊,2户养的是山羊,这些羊是
A.一个种群 B.两个种群 C.八个种群 D.无法判断 思路解析:种群是指在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。绵羊和山羊分属两个不同的物种,这里的八群羊中,所有的绵羊能进行自由的基因交流,所有的山羊能进行自由的基因交流,所以,这八群羊应属于两个种群。 答案:B
规律技巧:在判断是否属于一个种群时,首先看所给生物是否属于同一种生物,若不属于同一种生物,则肯定不是一个种群,若所给生物属于同一种生物,再看是否能够进行自由的基因交流,若能进行自由的基因交流,则是一个种群,若不能自由的进行基因交流,则不属于一个种群。
变式1.在一块地里,建造了A、B、C三个鱼塘,鱼塘中全部养的是鲤鱼,其中A和B两个池塘之间有涵洞,鲤鱼能够自由通过,则这三个鱼塘中的鲤鱼是 A.一个种群 B.两个种群 C.三个种群 D.无法判断 变式2.下列关于种群的叙述不正确的是
A.种群的个体之间可相互交配繁殖 B.一个种群由许多同种个体组成
C.种群的个体数量是经常变动的 D.种群内的个体间会相互帮助而不会发生斗争 知识点2 思维提示 种群的特征 种群的四个特征中种群密度是最基本的特征,其它三个特征都能直接或间接影响种群密度 重点讲解:调查种群密度的方法 1.样方法:样方法估算种群密度是最常用的方法之一。在被调查种群的分布范围内,随机选取
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