2020年高考生物专题复习：种群与群落

2020年高考生物专题复习：种群与群落

一、教学内容

种群和群落

二、教学重点

种群的特征

尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化

群落的结构特征

群落的演替过程

三、教学难点

样方的选择和确定

建构种群增长的数学模型.

从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征

群落的演替过程

四、具体内容

主要知识结构：

（一）种群

1.种群：在一定空间和时间内的同种生物个体的总和.（如：一个湖泊中的全部鲤鱼就是一个种群）

2.种群密度：是指单位空间内某种群的个体数量.

3.年龄组成：是指一个种群中各年龄期个体数目的比例.

4.性别比例：是指雌雄个体数目在种群中所占的比例.

5.出生率：是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目.

（二）种群特征：

种群数量变化是种群研究的核心问题，种群密度是种群最基本特征.

1.种群密度

（1）概念：单位空间内某种群的个体数量；

（2）特点：

①不同物种的种群密度，在同样的环境条件下差异很大；

②同一物种的种群密度也不是固定不变的；

种群密度的测定：

（1）样方法:多用于植物、某些昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等种群.

样方要注意的事项：样方面积一般100cmⅹ100cm（木本植物面积适当加大）；选取样方的关键：随机取样、数量足够大、不掺入主观因素；种群密度应取各样方的平均值；计数时应遵循“边缘效应”：样方的顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不做统计（或相邻两边及顶角）.

（2）标志重捕法：活动能力比较强的动物

对于动物采用标志重捕法,其公式为种群数量N=（标志个体数×重捕个体数）/重捕标志数.

标志重捕法要注意的事项：

标记个体在种群要均匀分布；没有较多的个体出生或死亡以及迁入和迁出；标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生寿命和行为的伤害；标志不能过于醒目；标记符号必须能够维持一定时间，在调研期间不能消失.

2.出生率和死亡率

（1）出生率是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目；

（2）死亡率是指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目；

（3）出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素；

3.迁入率和迁出率

4.年龄组成

（1）概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例；

5.性别比例

（1）概念：种群中雌雄个体数目的比例；

（2

（3

6.种群数量增长曲线：

（1）“J”型增长特点：连续增长，增长率不变.条件：理想条件（在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等）.

（2）“S”型增长特点：种群密度增加→增长率变化→最大值（K）（环境容纳量）稳定；条件：自然条件（有限条件）（食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加）.k/2处：种群增长速度最快.

“Ｊ”型曲线和“Ｓ”型曲线比较

数学模型的建构步骤：

①观察研究对象，提出问题

②提出合理的假设

③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达

④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正

7.预测未来种群密度变化趋势看年龄组成.出生率和死亡率则显示近期种群密度变化趋势.

8.研究种群数量变化有何意义

（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护.

（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导.

（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据.

（三）群落

1.同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落.

物种的组成是区别不同群落的重要特征.群落中物种数目的多少称为丰富度.

一般来说，环境条件愈优越，群落发育的时间愈长，生物种的数目愈多，群落的结构也愈复杂.

2.是指不同种生物之间的关系，包括互利共生、寄生、竞争、捕食等.

注：图（1）表示互利共生关系，数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生同死”的同步性变化.

图（2）表示竞争关系，数量上呈现出“你死我活”的同步性变化.

图（3）表示捕食关系，数量上呈现出“先增加者先减少（图中的A，为被捕食者），后增加者后减少（图中B，为捕食者）”的不同步性变化.

图（4）中，A为寄生者蚜虫，B为宿主绿色植物，在a点之前，寄生在B种群上的A 种群，随B种群个体数量增多而迅速增长；a～b之间示寄生者A种群个体数增多，导致B 种群个体数急剧下降；b之后示B种群降至一定程度而限制了A种群的继续增长，从而使A、B两种群间以寄生关系维持着有限的平衡.）

3.群落的空间结构：

（1）垂直结构的概念：是指群落在空间上的垂直分层现象.

光照强度是引起植物分层分布的主要原因；

食物、栖息场所等是引起动物分层分布的主要原因.

（2）水平结构：

①水平结构的特点：植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性.

②导致镶嵌性出现的原因：植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的，从而形成了许多小群落.

③分布不均匀的原因：地形、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点、人和动物的影响等.

4.群落的演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程

（1）初生演替：是指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被，但被彻底消灭的地方发生的演替.

特点：其演替速度缓慢，所需时间漫长.

旱生演替系列：①地衣植物阶段；②苔藓植物阶段；③草本植物阶段；④灌木植物阶段；⑤乔木植物阶段

水生演替系列：①自由漂浮植物阶段；②沉水植物群落阶段；③浮叶根生植物群落阶段；④挺水植物群落阶段；⑤湿生草本植物阶段；⑥木本植物阶段

（2）次生演替：是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其它繁殖体的地方发生的演替

人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行

特点：其演替速度较迅速，所需时间相对较短

【典型例题】

例1.下图是１个鼠群迁入１个新的生态系统后的生长曲线图.试分析在曲线中哪段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素（）

A. EF段

B. DE段

C. BD段

D. BC段

解析：本题考查对种群数量增长规律的理解.图示种群增长的“S ”型曲线.当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间争夺食物等生活资源的斗争加剧，当种群数量达到环境最大容纳量时，种内斗争最剧烈，成为限制种群数量增加的因素. 答案：A

例2. 按一对夫妇两个孩子计算，人口学家统计和预测，墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约需20—40年，美国需40—80年，瑞典人口将会相对稳定，德国人口将减少.预测人口的这种增减动态主要决定于（ ）

A . 种群数量和密度

B . 种群年龄结构

C . 种群性别比例

D . 出生率和死亡率

解析：对一个种群数量动态的预测决定于该种群的年龄结构，一个年轻个体占优势的种群，它预示着将有很大发展，因为这样的种群，进入生殖年龄的个体会越来越多，是一个急剧增长的年龄结构. 答案：B

例3. 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，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，其中有上次标记过的10头.请回答：

（1）该地区田鼠种群个数总数为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两个条件是（ ）

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）若某种有成鼠a 头（计算时作为亲代），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 代产生的子代数为 头.

A . 1

8

-?n a

B . 1

8

+?n a

C . n

a 8?

D . 2

8

-?n a

答案及解析：

（1）][:][][:c b a N = 96=N 头 （2）B 、C

（3）解：代数 子代数 1 16 2 16×8（128） 3 16×8×8（1024）

： ： ： ：

n 16×8n －

1（2×8n ）

因为亲代成鼠为a ，并且只有雌鼠（a 2/1?）产值，所以第n 代产生的子代数为：

n n a a 8822/1?=???

例4. 弃耕的农田上进行的演替属于（ ）

A . 初生演替

B . 先是初生演替后为次生演替

C . 次生演替

D . 先是次生演替后为初生演替

解析：演替分为两个类型：初生演替和次生演替.初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是在原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替.次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替.弃耕的农田里植被虽然已不存在，但土壤条件没有被彻底毁灭，甚至土壤里还保留有农作物的种子或其他的繁殖体.故而属于次生演替. 答案：C