2012高三生物總復(fù)習(xí) 第35講種群的特征和數(shù)量變化教案
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1、 2012高三生物總復(fù)習(xí)教案 第35講 種群的特征和數(shù)量變化 教學(xué)案 【考綱要求】 種群和群落 ?考綱要求 (1)種群的特征 (2)種群的數(shù)量變化 (3)群落的結(jié)構(gòu)特征 (4)群落的演替 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 【考點(diǎn)分析】 知識(shí)點(diǎn) 試卷類型 分值 題型 (1)種群的特征 (2)種群的數(shù)量變化 2007 重慶 2 選擇題 2008 浙江 2 選擇題 2008 四川 2 選擇題 2009 寧夏 4 選擇題 2009 廣東 2 選擇題 2009 廣東 2 選擇題 2009 安徽 2 選擇題 【考點(diǎn)預(yù)測(cè)】 本知
2、識(shí)點(diǎn)事學(xué)習(xí)群落和生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),單獨(dú)出現(xiàn)試題的可能性比較小,主要是與群落和生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合考察,主要考察的是種群的特征以及種群增長(zhǎng)的曲線,主要是以選擇題的形式呈現(xiàn)。 【知識(shí)梳理】 一、 種群 二、 種群的特征 1、 種群密度 2、 出生率和死亡率 3、 遷入率和遷出率 4、 年齡組成和性比 三、 種群的數(shù)量變化 1、“S”型增長(zhǎng)曲線 2、“J”型增長(zhǎng)曲線 3、意義 【重點(diǎn)解析】 一、 種群的特征 種群的特征包括數(shù)量特征、空間布局和遺傳特征等。種群的數(shù)量特征主要有種群的密度、出生率和死亡率、年齡結(jié)構(gòu)和性別比例。 1、種群密度:是指單位面積或體積內(nèi)某一種群全部個(gè)體的數(shù)量,
3、它是種群最基本的參數(shù)。不同物種的種群密度,在同樣的環(huán)境條件下差異很大;同一物種的種群密度是可變的,在不同環(huán)境條件下也有差異。 調(diào)查種群密度常用的方法是樣方法和標(biāo)志重捕法。 (1)樣方法:是指在被調(diào)查種群的生存環(huán)境內(nèi)隨機(jī)選取若干個(gè)樣方,通過(guò)計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù),求得每個(gè)樣方的種群密度,以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度。這種方法常適用于對(duì)植物種群密度的取樣調(diào)查。 (2)標(biāo)志重捕法:是指在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中,捕獲一部分個(gè)體,將這些個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志后再放回原來(lái)的環(huán)境,經(jīng)過(guò)一定期限后進(jìn)行重捕,根據(jù)重捕中標(biāo)志個(gè)體占總捕獲數(shù)的比例,來(lái)估計(jì)該種群的數(shù)量。這種方法適用于不斷移動(dòng)位置的動(dòng)物
4、種群的調(diào)查。假設(shè)該種群的總數(shù)為N,則 N= 重捕總個(gè)體數(shù)×當(dāng)初標(biāo)記的動(dòng)物數(shù)目 重捕動(dòng)物中有標(biāo)記的個(gè)體數(shù) 2、年齡組成:是指一個(gè)種群中各年齡段的個(gè)體數(shù)目的比例。種群的年齡組成主要有三種類型: 類型 種群構(gòu)成特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì) 圖示 增長(zhǎng)型 幼年個(gè)體很多,老年個(gè)體很少 種群密度會(huì)越來(lái)越大 穩(wěn)定型 各年齡期的個(gè)體數(shù)目比例適中 種群密度在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定 衰退型 老年個(gè)體很多,幼年個(gè)體很少 種群密度會(huì)越來(lái)越小 (1)增長(zhǎng)型:種群中幼體個(gè)體很多,老年個(gè)體很少。這樣的種群正處于發(fā)展時(shí)期,種群的密度會(huì)越來(lái)越大。 (2)穩(wěn)定型:種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目比
5、例適中,這樣的種群正處于穩(wěn)定時(shí)期,種群密度在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)保持穩(wěn)定。 (3)衰退型:種群中幼年個(gè)體較少,而老年個(gè)體較多,這樣的種群正處于衰退時(shí)期,種群密度會(huì)越來(lái)越小。種群的年齡組成提供了種群未來(lái)動(dòng)態(tài)的信息。 3、性別比例:指種群中具有生殖能力的雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。在不同的物種中,性別比例有3種類型:雌雄相當(dāng),如高等動(dòng)物中的黑猩猩、猩猩等;(2)雌多于雄,如人工養(yǎng)殖的雞、鴨等;(3)雄多于雌,如螞蟻、蜜蜂等。在蜜蜂家族中,只有雄峰是雄性,而雌蜂和工蜂都是雌性,而工蜂卻是沒(méi)有生殖能力的。性別比例在一定程度上影響著種群密度。 4、出生率和死亡率: 出生率是指種群在單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)量。它反
6、映了生物產(chǎn)生新個(gè)體的能力。而死亡率是指種群在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目。出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的最直接因素。 例1 下圖為A、B兩個(gè)地區(qū)的人口年齡組成示意圖。設(shè)A地區(qū)的人口增長(zhǎng)率為a,B地區(qū)的人口增長(zhǎng)率為b,那么,a與b的數(shù)量關(guān)系是 ( ) A、a>b B、a<b C、a=b D、a≈b 解析:種群的年齡組成是指一個(gè)種群中各年齡段個(gè)體數(shù)目的比例。種群的年齡組成大致可以分為增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型和衰退型三種類型。一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)的人口可以看做是一個(gè)種群。將兩個(gè)地區(qū)的人口年齡組成示意圖進(jìn)行比較,分析各年齡段人口年占比例,就可以對(duì)這
7、兩個(gè)地區(qū)的人口增長(zhǎng)率的高低進(jìn)行判斷。圖A所示人口中,各年齡段人口比例適中,人口增長(zhǎng)正處于穩(wěn)定時(shí)期;圖B所示人口中,年幼者和青壯年人數(shù)都大大超過(guò)中老年人數(shù),其年齡組成屬于增長(zhǎng)型,人口密度會(huì)越來(lái)越大,人口增長(zhǎng)率會(huì)高于圖A所示的人口增長(zhǎng)率。 答案:B 二、 種群的數(shù)量變化 1.“J”型曲線是在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害、沒(méi)有疾病的理想條件下形成的,種群增長(zhǎng)率保持穩(wěn)定不變,種群數(shù)量連續(xù)增長(zhǎng)(無(wú)K值)?!癑”型數(shù)量增長(zhǎng)的兩種情形:a.實(shí)驗(yàn)室條件下;b.當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境中時(shí)。 2.種群增長(zhǎng)的“S”型曲線:雖然物種具有巨大的增長(zhǎng)潛力,但在自然界中,種群卻不能無(wú)
8、限制地增長(zhǎng)。因?yàn)殡S著種群數(shù)量的增長(zhǎng),環(huán)境的制約因素的作用也在增大,環(huán)境中制約種群增長(zhǎng)的因素稱為環(huán)境阻力(見下圖)。它包括同種個(gè)體之間對(duì)食物和空間的競(jìng)爭(zhēng)加劇、疾病蔓延、捕食者因捕食對(duì)象的增多而增多等,從而導(dǎo)致死亡率增長(zhǎng)、出生率降低,最終趨向平衡。因此,在自然環(huán)境中,種群的增長(zhǎng)曲線是一個(gè)“S”形曲線。種群達(dá)到環(huán)境所能負(fù)擔(dān)的最大值,稱為環(huán)境的滿載量或負(fù)載能力,用K 表示。 3.兩種增長(zhǎng)曲線比較如下表: “S”型曲線 “J”型曲線 前提條件 環(huán)境資源有限 環(huán)境資源無(wú)限 種群增長(zhǎng)率 隨種群密度上升而下降 保持穩(wěn)定 有無(wú)K值
9、 有K值 無(wú)K值,持續(xù)增加 4.兩曲線圖比較 (1)種群數(shù)量增長(zhǎng)的“s”型曲線能反映或體現(xiàn)達(dá)爾文自然選擇中的生存斗爭(zhēng)。通過(guò)種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J”型曲線與“S”型曲線的比較(如圖),可以知道陰影部分就是生存斗爭(zhēng)中淘汰的個(gè)體。 (2)對(duì)“S”型曲線,要注意進(jìn)行分段分析:每一段的增長(zhǎng)率不同,a段——基本呈指數(shù)增長(zhǎng),在K/2附近增長(zhǎng)率最大;b段——增長(zhǎng)速度較慢,增長(zhǎng)率下降;C段——基本保持在環(huán)境容量(環(huán)境負(fù)荷)的水平,增長(zhǎng)率基本不變。 5. 種群數(shù)量變化規(guī)律的意義在于為人類合理開發(fā)利用生物資源提供理論依據(jù)。其應(yīng)用:a.種群數(shù)量變化的規(guī)律在魚類的捕撈、放養(yǎng)中的應(yīng)用。如在湖泊中放養(yǎng)
10、魚蝦,如果一次性放養(yǎng)的幼苗過(guò)多或延遲捕撈,由于環(huán)境的負(fù)載能力限制,都不能達(dá)到增產(chǎn)的目的;相反,如果大肆捕撈,使魚蝦數(shù)量大大減少,降到K/2值以下時(shí),其種群往往要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的延滯期才能進(jìn)人指數(shù)增長(zhǎng)期,對(duì)生產(chǎn)極為不利。b.在害蟲、害獸防治方面的應(yīng)用。 例2自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的正確說(shuō)法是 A、“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系 B、 種群增長(zhǎng)率在各個(gè)階段是不同的 C、“S”型增長(zhǎng)曲線種群數(shù)量與時(shí)間無(wú)關(guān) D、種群增長(zhǎng)不受種群密度制約 解析 當(dāng)種群在一個(gè)有限的環(huán)境中增長(zhǎng)時(shí),隨著種群密度的上升,個(gè)體間對(duì)有限的空間、食物和其他生
11、活條件的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇,以該種群生物為食物的捕食者的數(shù)量也會(huì)增加,這就會(huì)使這個(gè)種群的出生率降低,死亡率增加,從而使種群數(shù)量的增長(zhǎng)率下降,當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大時(shí),種群數(shù)量將停止增長(zhǎng)而保持相對(duì)穩(wěn)定??梢?,種群增長(zhǎng)率在各個(gè)階段是不相同的。 答案:B 例3 下圖為w、x、Y、z四種條件下細(xì)菌種群的生長(zhǎng)曲線,這四種條件是: W——不斷提供食物、水、氧氣、除去廢物 X——隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡,有害廢物積累 Y——隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡,無(wú)害物質(zhì)積累 Z——隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡,由于突變的原因出現(xiàn)了新的菌株,它們能代謝原有菌種產(chǎn)生的有害廢物。 以上
12、四種生長(zhǎng)條件w、x、Y、z和四種生長(zhǎng)曲線l、2、3、4的對(duì)應(yīng)關(guān)系是下列的( ).。 A.W一1 X一2 Y一3 Z一4 B.X一1 Y—2 Z一3 W一4 C.Y一1 Z一2 W一3 X一4 D.X一1 Y一2 W一3 Z一4 解析:本題主要考察種群數(shù)量變化規(guī)律的知識(shí)。經(jīng)分析四種生長(zhǎng)條件和四種生長(zhǎng)曲線可知,W:由于不斷提供食物、水、氧氣并除去廢物,種群的數(shù)量會(huì)不受限制地連續(xù)增長(zhǎng),形成“J”型曲線,即曲線3;X:隨著時(shí)間的延續(xù)食物逐漸耗盡,細(xì)菌繁殖率下降。又由于有害物質(zhì)的
13、積累,大量細(xì)菌死亡,因此當(dāng)種群增長(zhǎng)到一定數(shù)量后會(huì)逐漸下降,形成曲線4; Y:當(dāng)種群繁殖到一定數(shù)量后,食物逐漸耗盡,細(xì)菌繁殖率下降,但由于未產(chǎn)生有害物質(zhì),所以種群數(shù)量會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定,形成“S”型曲線,即曲線 l;z:雖然食物耗盡,也產(chǎn)生有害廢物,但由于出現(xiàn)了突變的新菌株,可利用除菌種產(chǎn)生的代謝廢物維持生活,因而種群數(shù)量在一段時(shí)間的穩(wěn)定之后會(huì)呈上升趨勢(shì),即形成曲線2。注意:既使食物耗盡,細(xì)菌也不會(huì)被“餓死”,而是以休眠狀態(tài)的芽孢形式存在。 答案:C 【實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練】 (09安徽卷)1.用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅,觀察成蟲數(shù)量的變化,結(jié)果如下表: 時(shí)間(天) 1 5 9 13 17 21
14、 25 29 33 37 成蟲數(shù)(只) 6 10 28 71 131 207 270 302 327 341 根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,下列結(jié)果正確的是 A.第13-25天,成蟲數(shù)量增長(zhǎng)快的主要原因是個(gè)體生長(zhǎng)加快。 B.第17-29天,成蟲增長(zhǎng)率上升,死亡率下降 C.第21-37天,成蟲增長(zhǎng)率的下降與種群密度的改變有關(guān) D.第1-37天,成蟲數(shù)量成“J”型增長(zhǎng) 答案:C 解析:第13-25天,成蟲數(shù)量增長(zhǎng)快的主要原因是營(yíng)養(yǎng)豐富、環(huán)境條件適宜;第17-29天,成蟲增長(zhǎng)率下降,第21-37天,成蟲增長(zhǎng)率的下降與種群密度的改變(第37天種群密度達(dá)到最大)有關(guān),第1
15、-37天,成蟲數(shù)量成“S”型增長(zhǎng),所以C正確。(09山東卷)6.右圖曲線a,b表示兩類生物種群密度與存活率之間的關(guān)系。下列分析錯(cuò)誤的是 A. 曲線a代表的種群個(gè)體一般體型較大,營(yíng)養(yǎng)級(jí)較高 B. 依據(jù)曲線b,人工養(yǎng)蜂時(shí)種群密度中等最好 C. 對(duì)大型動(dòng)物遷地保護(hù),遷移的種群密度不宜過(guò)大 D. 種群密度為d時(shí),曲線b代表的種群個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)最劇烈 答案:D 解析:本題通過(guò)數(shù)學(xué)曲線圖的形式反映了種群密度和存活率之間的關(guān)系,要求學(xué)生具備能夠從圖示中獲取相關(guān)信息的能力。依據(jù)曲線b,種群密度中等時(shí)存活率最大,故B正確。曲線a表示的大型動(dòng)物,由圖可知,種群密度越大存活率越低,故而對(duì)大型動(dòng)物遷地保護(hù),遷
16、移的種群密度不宜過(guò)大,所以A、C錯(cuò)誤。D項(xiàng)中種群密度越大,種群個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)越劇烈,故而d點(diǎn)不是競(jìng)爭(zhēng)最劇烈的點(diǎn)。 (09廣東理基)2.太平洋一個(gè)小島上的某野兔種群數(shù)量變化如下表: 年份(年) 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 數(shù)量(百只) 130 200 398 990 1350 1290 1190 該種群變化率最大的時(shí)期為 A.1925年~1930年 B.1930年~1935年 C.1940年~1945年 D.1945年~1950年 答案:B 解析:種群變化率是單位時(shí)間內(nèi)種群
17、數(shù)量變化的情況。從表中可以看出在1930年一1935年內(nèi)種群變化率是(990-398)/(1935-1930)=118.4,1925年~1930年為14,1940年~1945年與1945年~1950年 均為負(fù)值。 (09廣東卷)3.下列敘述中,不屬于種群空間特征描述的是 A.斑馬在草原上成群活動(dòng) B.每毫升河水中有9個(gè)大腸桿菌 C.稗草在稻田中隨機(jī)分布 D.木棉樹在路旁每隔5米種植 答案:B 解析:組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或空間布局叫做種群的空間特征或分布型。種群的空間分布一般可概括為三種基本類型:隨機(jī)分布、均勻分布和集群分布。B項(xiàng)為種群密度,不屬于空間特征。 【名師點(diǎn)撥】 影響種群密度變化各因素間的關(guān)系 (1)出生率和死亡率、遷入率和遷出率是直接決定種群密度變化的因素。 (2)預(yù)測(cè)種群密度的變化趨勢(shì),首先依據(jù)的應(yīng)該是年齡組成情況,其次是性別比例,由此推導(dǎo)預(yù)測(cè)出出生率與死亡率的關(guān)系,從而確定種群密度的變化情況(預(yù)測(cè)一個(gè)國(guó)家的 人口變化情況也基本如此)。 - 8 - 用心 愛心 專心
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