高三生物复习——种群的特征和数量变化
知识梳理
1．种群的特征及相互关系
(1)性别比例只影响种群的出生率，不影响死亡率。
(2)年龄组成是预测种群发展趋势的重要依据，但不能直接决定种群密度。
2．调查种群密度的两种估算方法
(1)适用条件
①标志重捕法：适用于活动能力强、活动范围大的动物。
②样方法：适用于植物或者活动能力弱、活动范围较小的动物(跳蝻、蚜虫、昆虫的卵)。
(2)样方法误差归纳
①未做到“随机”取样。
②未找到“分布比较均匀”的地块，导致数量“过密”或“过稀”。
③未对“多个”样方取平均值。
④样方边线上的个体未做到“计上不计下，计左不计右”，而是全部统计。
(3)标志重捕法误差分析
①调查值比实际值偏高
原因一：标记个体不易被重捕。
原因二：标志物在调查期间脱落。
②调查值比实际值偏低
原因一：标志物对个体会产生伤害，导致个体易被重捕。
原因二：标志物过分醒目，导致个体易被重捕。
3．种群的增长规律及其应用
(1)图示
(2)K值与K/2值的分析与应用
①K值与K/2值的分析
种群实际数量有可能超过K值，只不过是超过K值后，在环境承载量的限制下，种群数量会再降下来，最终在K值上下波动，处于动态平衡中。
②K值与K/2值的应用
科学思维不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
考向一种群的特征及相互关系辨析
1．下列关于种群特征的叙述中，错误的是()
A．同一物种的种群密度是不会发生变化的
B．不同物种的种群密度往往差异较大
C．年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目的比例
D．出生率和死亡率是种群大小和种群密度的决定因素之一
答案A
解析同一物种的种群密度受食物、空间、天敌等的影响，会发生变化，A项错误；不同物种的种群密度往往差异较大，如同一区域的大象和蚂蚁等，B项正确；年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目的比例，一般可分为幼年个体、成年个体、老年个体的比例，C项正确；出生率和死亡率是种群大小和种群密度的决定因素之一，D项正确。
2.利用稻田养鲤鱼，既可获得鲤鱼，又可利用鲤鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，排泄粪便肥田，为水稻生长创造良好条件。
下列有关稻田生态系统的叙述正确的是()
A．出生率、死亡率、年龄组成和性别比例决定了鲤鱼的种群密度
B.若稻田中生产者固定的太阳能过多地流入害虫等消费者体内，则该生态系统不能处于稳态C．该生态系统中，物质可被循环利用，而不依赖于系统外的供应
D．利用鲤鱼吃掉杂草，可以提高能量的传递效率，使人们获得更多能量
答案B
解析种群密度的决定因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率，A项错误；若生产者固定的太阳能大部分流入害虫等消费者体内，表明该生态系统处于衰退状态，B项正确；稻田生态系统是人工生态系统，不能实现完整的物质循环，如稻种会流出生态系统，而矿质元素需不断补充等，C项错误；利用鲤鱼吃掉杂草，可以改变能量的流动方向，只能提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率，D项错误。
考向二种群的数量的变化分析
3．(2018·全国Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一，下列叙述错误的是()
A．种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果
B．某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同
D．培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱
答案D
解析种群的S型增长条件是资源和环境等条件有限，因此种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果，A正确；老鼠的繁殖力强，但是也受到空间大小的限制，种群数量的增长会导致个体之间的斗争加剧，因此老鼠种群数量的增长会受种群密度制约，B正确；鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同，C正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，种群密度对其增长的制约也逐渐增强，D错误。
4．如图表示某物种迁入新环境后，种群数量增长速率(平均值)随时间(单位：年)的变化关系。
经调查在第5年时该种群的种群数量为200只。
下列有关叙述正确的是()
A．由图可知，该物种迁入新环境后，其种群数量一直呈“J”型增长
B．理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只
C．由于天敌、有限的生活空间和资源等，导致第5年到第9年种群数量减少
D．如果该种群为东方田鼠，则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患
答案B
解析由图可知，该物种迁入新环境后，种群的增长速率先增加后减少，其种群数量呈“S”型增长，A错误；环境容纳量(K值)是在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，在第5年时种群增长速率最大，处于K/2，种群数量为200只，则K值约为400只，B正确；导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降的原因主要包括天敌、有限的生活空间和资源等，虽然种群的增长速率下降，但种群增长速率仍大于0，说明种群的数量仍在增加，C错误；防治鼠害时，要在数量达到200只之前处理，200只左右时种群增长速率最大，会出现鼠患，D错误。
5．(2019·全国Ⅲ，31)回答下列与种群数量有关的问题：
(1)将某种单细胞菌接种到装有10 mL液体培养基(培养基M)的试管中，培养并定时取样进行计数。
计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。
由此可知，该种群增长曲线为________型，且种群数量为________时，种群增长最快。
(2)若将该种菌接种在5 mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量(K值)________(填“增大”“不变”或“减小”)。
若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案(1)S a/2(2)减小不变K值是由环境资源量决定的，与接种量无关
解析(1)由题意可知，试管中该种群个体数量达到环境条件所允许的最大值a(K值)时，种群个体数量不再增加，因此该种群数量增长曲线为“S”型。
当种群数量为a/2(即K/2)时，种群增长最快。
(2)该种菌的K值不是固定不变的，改变空间和营养条件等会使其K值发生变化，培养基的体积变小，该种菌的K值也减小。
K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变。
6．“植物A→动物B→动物C”是某草原的一条食物链，生态学家对该草原生态系统进行以下几方面的研究。
请回答下列问题：
(1)调查动物B的种群密度：在1 hm2范围内，第一次捕获72只，标记并放归；几天后第二次捕获了60只，其中有9只带有标记，则该种群密度是________只/hm2。
若被标记的动物更容易被天敌捕食，则动物B种群密度估算值比种群密度实际值偏______(填“大”或“小”)。
(2)研究人员调查并绘制动物C种群的年龄组成如图甲。
2016年6月C种群的年龄组成是____________型。
可以预测，2017年6月后C种群数量的变化趋势最可能是__________，直接原因是种群的____________________。
(3)研究人员监测了C种群几年间的数量变化并绘制出数量变化曲线，如图乙。
监测过程中为控制C种群的数量，引入了以C为食的种群D。
据图分析，D最可能是在图中________点对应的时间引入，该时间点________(填“是”或“不是”)控制C种群数量增长的最佳时期。
答案(1)480大(2)增长下降出生率小于死亡率(3)b不是
解析(1)根据标志重捕法计算公式可得出该种群密度是480只/hm2；若被标记的动物更容
易被天敌捕食，则动物B种群密度估算值比种群密度实际值偏大。
(2)据图可知，2016年6月C种群的生殖前期和生殖期的个体数较多，生殖后期个体数较少，可推知C种群的年龄组成是增长型；而2017年6月C种群的情况正好相反，可推知其年龄组成是衰退型，所以该种群在2017年6月后的出生率小于死亡率，种群数量变化趋势最可能是下降。
(3)据图分析，D最可能是在图中b点对应的时间引入；控制C种群数量增长的最佳时期应在K/2之前，即种群数量较少时，而b点已经远远大于K/2，所以不是控制C种群数量增长的最佳时期。