“种群和群落”专题复习考点专题"种群和群落"专题复习江苏刘扬陈洪根"理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的有关生物学问题",一直是近年来生物高考的能力要求之一.种群和群落直接与生态环境及社会热点相关联,在近几年的高考中始终备受命题人青睐.常见考点有:以图表,曲线等为信息载体,考查种群特征,种群数量变化过程及规律应用,种间关系;结合教材实验,以实验题的形式考查种群密度和酵母菌种群数量变化的操作与计数方法;而群落演替作为新增的考点,几乎每年都要以一道选择题的形式来进行考查.一,要点整合1.理顺和领悟好教材内容本专题在必修三中各章节问的关系,遵循一条主线,可用生命系统的结构层次的思想来统领:生物个体(必修三第一,二,三章)一种群,群落(必修三第四章)一生态系统(必修三第五章)一生物圈(必修三第六章).本专题与必修二的关系:种群的特征,数量变化——生物的进化(基本单位是种群).2.核心术语——记准,写准,理解透,把握内涵和外延(1)种群的特征——种群密度,出生率,死亡率,迁入率,迁出率,年龄组成,性别比例(2)种群数量的变化——"J"型曲线,"S"型曲线,环境容纳量(K)(3)实验操作——样方法,标志重捕法,酵母菌种群数量变化,土壤中动物丰富度调查(4)群落结构——物种丰富度,种间关系,垂直结构,水平结构(5)群落演替——演替,初生演替,次生演替3.种群特征与种群数量变化1种群数量I一直接I影响一?蕖增长型稳定型衰退型⑦4.种群数量的数学模型(1)函数模型理想条件下,—No(其中为t年后的种群数量,N0为种群的起始数量,A表示该种群数量是一年前种群数量的倍数,t为种群变化延续时间).(2)曲线模型①''tT"型曲线⑦…S'型曲线③K(环境允许最大值)④环境阻力(接自然选择学说,它就是在生存斗争中被淘汰的个体数)"J"型曲线为理想条件下种群数量的增长,"S"型曲线为自然条件下种群数量的增长模型.①两种条件下种群数量变化曲线的区别是什么?"J"型曲线:产生条件为理想环境(食物,空间充裕,气候适宜,无天敌).特点为种群数量连续增长,种群增长率保持稳定,种群数量以一定的倍数连续增长,无K值."S"型曲线:产生条件为有限的自然条件下.特点为种群数量达到K值后,将停止增长并在K值左右保持相对稳定.其种群增长速率先增加后下降,在K/2时增长速率最大.②影响K值的因素是什么?能否发生变化?其变化对农业生产有什么指导意义?影响K值的因素有环境条件和生物自身的遗传特性,所以K值是可变的.为保持草场资源的可持续发展,要注意合理放牧,适当控制草场承载量; 可以适时施肥,进行田问管理,改善农作物的生存环境,提高K值;对生物品种进行改良,改变其遗传特性,适应环境,提高K值.5.群落结构及演替(1)群落空间结构形成的原因群落结构与环境中生态因素有关,群落结构的具体表现是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应.变化是:群落中环境因素一植物分布一动一T....一JL一,i}i-J④考点专题物的分布(植被为动物提供栖所和食物).群落空间结构的生物空间配置指的是生物种群而并非生物个体.(2)初生演替与次生演替的区别初生演替——原先从没有过植被的环境;经历的时间长,速度慢;影响因素为自然因素.次生演替——原有群落环境只是失去了原有植被;经历的时间短,速度较快;人类活动的影响较为关键.群落演替的实质并非完全"取而代之",而是"优势种的取代".二,典例剖析1.对种群数量变化的考查例1.生物种群在理想的环境中,呈"J"型曲线增长(如曲线甲);在有环境阻力条件下,呈"s"型曲线增长(如曲线乙).下列有关种群增长曲线的叙述正确的是()0时间A.若此图表示草履虫种群增长曲线,当种群数量达到e点时,增长率为0B.种群出现环境阻力是在d点之后C.若此图表示蝗虫的种群增长曲线,则虫害的防治最好在C点进行渔业捕捞后需控制剩余量在b点.解析:在e点时,种群的数量达到K值,此后种群数量保持稳定,增长率为0.C点后种群的增长速率(曲线的斜率)在下降,此时体现出了环境阻力. 防治蝗灾.应当使蝗虫种群的增长速率降低,C点种群增长速率最高,所以应当控制种群的数量在C点以下.渔业捕捞时,为了保证鱼类种群的快速增长, 应控制剩余量在C点.答案:A拓展:(1)"J"型曲线只有当一个种群刚迁入适宜新环境中(外来物种入侵)时发生,如果一段时期后进行统计分析,最终种群数量变化曲线呈"S"型.(2)饲养有益动物时,当种群数量为K/2时,种群增长率最大,应使捕捞后动物的剩余量处于K/2水平.(3)在虫害和鼠害防治方面,一次行动要毒杀到K/2以下水平,此时增长率较低.当然最有效的措施是堆储粮食,清理环境,保护老鼠天敌,因为这样可以降低环境容纳量.2.利用图像考查种间关系例2.下图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况,曲线甲,乙,丙分别表示三种鱼的数量变化.下列对此图的分析,错误的是()种群数量A.海洋中的鱼类具有垂直分层现象B此图表明鱼类对食物的竞争状况C此图表明海洋中鱼类的捕食状况n此图表明海洋中鱼类的共生关系解析:由图可知,甲,乙,丙三种鱼的数量变化反映其捕食情况.丙主要以浮游生物为食,乙主要以底栖生物为食,甲主要以潜底生物为食.由于图中存在交叉,说明它们之间还存在竞争关系.由于鱼类的主要食物有分层现象,因而鱼类具有垂直分层现象.答案:D拓展:种间关系的基本图形如下:∞o说明:①共生关系中,两种生物表现为"同生共死",因而两条曲线始终同步.②寄生关系中,第一种表现为体外寄生,第二种表现为体内寄生.③竞争关系中,图中实际表示的是一种占优势,另一种被淘汰的情形;还有一种竞争,是势均力敌的情形,也可用图中捕食关系曲线表示.④捕食关系中,曲线表现为"此消彼长".其中,先增加先减少者是被捕食者,即图中A是被捕食者,B是捕食者.3.以表格数据为背景,考查种群增长曲线浮游生物底栖生物潜底动物海洋申鱼类的食物分布斜考点专题例3.棉蚜虫体型微小,能附着于棉花植林上生活繁殖,以吸取棉花汁液为食.为了对棉蚜虫害进行监测,科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查.调查结果如下表:调查日势6106—1562O6～256307—57—107157～2O(月日棉蚜数量0.424.7941.58261.731181.9976.9E2175.62171.4(2173.2: (只/株)(1)棉蚜与棉花的种间关系是.(2)调查棉蚜种群数量可采用法.据表分析调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈型,在(日期)左右棉蚜种群增长量最大.(3)若长期使用农药防治棉蚜,会导致棉蚜种群的抗药基因频率(增大,不变,减/b).解析:本题主要考查种群密度调查方法,种群数量变化,种间关系,现代生物进化理论等知识.判断寄生关系有两点:寄生虫必须生活在寄主体内或体表;必须从寄主体内获取营养.以上两点棉蚜虫与棉花植株都满足.棉蚜虫活动能力较弱,可采用样方法调查其密度.表中数据表明,7月10日种群增长就停止了,说明达到了环境容纳量,当然呈"S"型曲线增长.当种群数量达到K/2时,种群增长量最大,对应6月30日.长期使用农药,不断挑选出具有抗药性的棉蚜虫,淘汰没有抗药性的棉蚜虫,最终导致棉蚜种群的抗药基因频率增大.答案:(1)寄生(2)样方S6—3O(3)增大拓展:种群数量表格化,是近两年高考常考的题型.解题方法是:以表中数据为依据,画出相应曲线,即为熟悉的种群数量变化曲线.4.对血球计数板的规格与计数原理进行考查例4.计数室为边长为1mm的正方形,刻度为25中格×l6小格,装入液体后,液体高度为0.1mm, 则应计数哪五个中格中的酵母菌?.为了清楚观察到计数室网格,显微镜下的视野亮度应调.计数时应调节显微镜的以便观察到不同深度的酵母菌菌体.如果经过计数与计算,求得每个小格中的平均酵母菌数为A个, 且已知稀释倍数为B,则1mL培养液中的酵母菌数为——个.解析:整个正方形边长为lmm,每边可分为20个小边,因而每个小格体积为1/20×1/20×0.11TIITI3由于稀释倍数为B,实际每个小格中酵母菌数量为AB.经过换算,即可求出1mL培养液中的酵母菌数.答案:四个角上及正中央暗一些细准焦螺旋(调节焦距)4ABX10拓展:计数室通常有两种规格(如下图).一种是大方格内分为16中格,每一中格又分为25小格; 另一种是大方格内分为25中格,每一中格又分为16小格.但不管是哪一种构造,它们都有一个共同的特点:每一大方格都是由16×25—25×16—400 个小方格组成.第一种取4个中格为样方(共100小格),第二种取5个中格为样方(共80小格).计数时,先求出每一小格的体积及实际酵母菌数(考虑稀释),最终换算出要求解的单位体积的酵母菌数. 固日5.考查群落演替的发生机理例5.从裸岩到森林的演替过程中会发生的是()八有机物越丰富,土壤的透气性越差B地衣使土壤中有机物减少C.灌木容易得到阳光而取代草本植物D.微生物随有机物增加而减少解析:从裸岩到森林的演替过程中有机物越丰富,土壤的透气性越好;地衣分泌有机酸分化岩石, 使土壤中有机物增加;由于演替过程中有机物越来越丰富,因而微生物也随之增加.答案:C拓展:在初生演替过程中起关键的几个因素是:一是最先出现的生物,具有"开拓者"的功能,如本题中的地衣,因其分泌的有机酸分化岩石形成土壤,创造了其他生物赖以生存的条件,所以生物种类才不断增加;二是水分与有机物数量.随着演替过程的进行,这两种物质的数量不断增加,为更多种类与数量生物的生存提供了基础与保证.三,跟踪训练1.甲,乙,丙是同一物种的三个种群,其年龄组成见下表.据此判断三个种群年龄结构的类型为()个体数年龄期田乙丙幼年期600400200成年期400400400老年期200400600八甲是增长型,乙是稳定型,丙是衰退型B.甲是稳定型,乙是增长型,丙是衰退型C.甲是增长型,乙是增长型,丙是衰退型D.甲,乙,丙三个种群都是稳定型jj考点专题2.某同学拟调查一个面积为100hm草地上某种双子叶草本植物的种群密度,设计了四个调查方案,其中最可行的是()A.计数该草地上该种植物的全部个体数目B.设置1个lm样方,计数样方内该种植物的个体数目C随机设置lm样方若干,计数每个样方内该种植物的个体数目D.在该种植物密集处设置lm2样方若干,计数每个样方内该种植物的个体数目3.下图中曲线a,b表示两类生物种群密度与存活率之间的关系.下列分析错误的是()褂蜒幛八曲线a代表的种群个体一般体型较大,营养级较高&依据曲线b,人工养蜂时种群密度中等最好C.对大型动物迁地保护,迁移的种群密度不宜过大D种群密度为d时,曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈4.下列不属于群落水平上研究的问题是()A.种群密度的大小B.种群中生物种类的多少C群落中的优势种群和劣势种群D.各个种群的空间分布及相互关系5.下图描述了一种鹿的种群生长速率的变化,在1930年大约有多少只鹿能够在此特定的环境中生存而不会饥饿致死?()A1200013.35000C.5000013.1000006.下列有关种群的叙述正确的是()l23时间(相对值)八图中种群的K值为aB用标志重捕法调查某草原东亚飞蝗卵的密度C.山毛榉种群和它所在的群落一样具有明显的垂直分层现象n理想状态下,在达到K值前种群呈".J''型增长7.在自然状态下,某一桦树林中出现了云杉树苗,云杉长大后,高度超过桦树林.桦树不如云杉耐阴而逐渐减少,最终形成以云杉为主的树林,这种现象是()AI初生演替B生物入侵C.生物进化D.种间竞争8.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式.调查发现某种一年生植物(当年播种,当年开花结果)的种群中存在下列情形:①因某种原因导致该植物中大约只有8O的种子能够发育成成熟植株;②该植物平均每株可产生400粒种子;③该植物为白花传粉植物.目前种子数量为a,则m年后该植物的种子数量N可以表示为()A400a?0.813.0.8a?400C.a?32013.320a9.如图,种群在理想环境中呈"J"型增长(如甲);在有环境阻力条件下呈"S"型增长(In乙).下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是()aOA环境阻力对种群增长的影响出现在e点之后B.若此图表示湖?白中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞常在c～d时进行C.若此图表示菜青虫的种群增长曲线,则虫害的防治应在C点开始种群数量一个一种群数量考点专题D若此图表示某海洋鱼类的增长曲线,在C点种内斗争最激烈lO.下图表示某种兔迁入新的环境后种群增长速率随时间的变化曲线.第3年时用标志重捕法调查该兔种群的密度,第一次捕捉50只全部标记后释放,一个月后进行第二次捕捉,共捕获未标记的6O 只,标记的2O只.估算该兔种群在这一环境中的K 值是()种群增长速蛊///12345时间(年)八150只B300只C.200只n大于300只11.用牛奶瓶培养黑腹果蝇,观察成虫数量的变化,结果如下表:时间(天)15913172125293337成虫6lo2871131207270302327341数(只)根据表中数据分析,下列结果正确的是()A.第13～25天,成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快B.第17~29天,成虫增长率上升,死亡率下降C.第21～37天,成虫增长率的下降与种群密度的改变有关D.第1～37天,成虫数量呈"J"型增长12.某研究所调查发现,某种鱼迁入一新的环境后,其种群数量增长率随时问变化的曲线如下图所示.请分析回答:种群增长蛊(1)在To～T2时间内,种群数量增长曲线呈;若在]r2时种群的数量为N,则在T】时种群的数量为,T时该种群的年龄组成可能为——.(2)捕获该鱼的最佳时期是时,原因是一O(3)该鱼在Tz时期后,种群数量变化是,主要原因是和.13.某研究小组的同学利用样方法研究野生山坡上A,B,C三个不同地点的植物群落,他tJ']N量了各种土壤特征和环境因素,结果见下表.根据所得数据回答问题:植物地点地点地点非生物地点地点地点种类ABC因素ABC堇359风速低高高距地1.5米蕨类758低中高的光强土壤湿灌木1542483515度()土壤的有松树02O6.53.8205机物()落土壤深度>30C≈10C<15(cm)叶205O土壤氨量树9.44.52.3(nag?kg-)(1)根据调查结果判断,物种丰富度最大的地点是.如果分别用甲,乙表示地点B中的两种松树,二者之间的物种关系可表示为下图中的一∞∞AB《(2)土壤中有机物的多少往往与土壤中动物种类的多少是分不开的,要调查植物群落土壤中的某种动物的种群密度,一般不能采用的理由是.(3)如果遭遇山火,山坡的植被彻底烧光,原地点将发生的群落演替属于.(4)参考表中非生物因素,落叶树在地点C不能生长的原因是;(至少说出两个原因).参考答案:1.A2.C3.D4.A5.A6.D7.D8.C9.B1O.D11.C12.(1)S型N/2增长型(2)T1在T1时种群增长率最大,捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生(3)不增加种内斗争加剧捕食者数量增加13.(1)AC(2)标志重捕法大多数土壤动物身体微小难以标记,且其活动范围小,标记个体很难与无标记个体充分混匀(3)次生演替(4)土壤深度不够,不足以支持高大树木的生长土壤湿度小,水分不足以支持树木的生长(或土壤氨的含量低,缺少养分供树木生长)。