考点41 种群的特征和数量变化
考点42 群落的结构特征和演替
专题12 种群和群落
高考考法突破
考法1 种群密度调查方法的分析与判断
考法3 种群数量变化的曲线分析及应用
应试基础必备
考点41 群落的特征和数量变化
考点41 群落的特征和数量变化
考法2 有关种群特征的比较与分析
考法4 （实验）探究培养液中酵母菌数量的变化
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1．种群的特征
(1)种群的概念：在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成的集合。
(2)种群的数量特征
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2．种群密度的调查方法
种群密度的调查方法包括：逐个计数法(适用于分布范围较小、个体较大的种群)和估算法(常用方法是样方法和标志重捕法)。
(1)样方法
在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
(2)标志重捕法
在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，将这些个体做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。
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3．种群数量增长曲线
(1)模型构建
①表现形式及意义：通过曲线图和数学方程式表现种群数量变化，属于数学模型，可以用来描述、解释和预测种群数量变化。
②步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→进一步实验或观察，对模型进行检验或修正。
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(2)“J”型和“S”型增长曲线
①种群增长的“J”型曲线
a．模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
b．建立模型：t年后种群数量为Nt＝N0·λt(N0为该种群的起始数量，t为时间，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。若λ>1，种群密度增大，为增长型种群；λ<1，种群密度减小，为衰退型种群；λ＝1，种群密度不变，为稳定型种群)。
c．区别种群增长率与λ，种群增长率＝λ－1。
d．曲线：呈“J”型，种群数量没有上限。
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②种群增长的“S”型曲线
a．成因：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加。使该种群的出生率下降，死亡率升高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止。
b．含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线。
c．K值：又称环境容纳量，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。种群数量达到最大值(K值)以后保持稳定，此时出生率＝死亡率。
d．如图所示，为种群增长的“S”型曲线。
③实践应用：砍伐森林、养殖捕捞的适宜时间为对应的时间。
(3)研究意义：对有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及对濒危动物种群的拯救和恢复都有重要意义。
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考法1　种群密度调查方法的分析与判断
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(1)采用抽样调查法调查种群密度的方法归纳
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(2)计数原则：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。即：只记数相邻两边及顶角。

(3)各种调查方法的注意事项
①标志重捕法：再次捕获要随机，且不能受主观因素影响。
②样方法：a．要随机取样；b.样方大小适中且数量不宜太少，常采用五点取样法和等距取样法；c.一般选易辨别的双子叶植物。
③显微计数法：a．该实验需要重复但不需另设对照组，而是自身前后形成对照；b.最后计算时需考虑稀释倍数；c.吸取前需振荡摇匀。
④取样器取样法：诱虫器上方用热光灯，因昆虫有趋湿、趋暗、避高温特性。
⑤黑光灯诱捕计数法：夜晚进行，利用昆虫的趋光性。
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考法2 有关种群特征的比较和分析
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角度1　对种群的认识
(1)对种群概念的理解：主要是抓住概念中的关键词。
①两个要素：“同种”和“全部”。
②两个条件：“时间”和“空间”，也就是在一定区域，具有一定的时间限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
(2)从生态学和进化学的的角度看种群
①从生态学的角度来看，种群是繁殖的基本单位，是生物群落的基本组成单位。
②从进化学的角度来看，种群是生物进化的基本单位，也是基因库的最小单位。
角度2　种群各数量特征的分析与应用
(1)种群密度是种群最基本的数量特征。
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(4)关于人口变化的原因及计划生育政策：城市人口剧增的原因是迁入率大于迁出率；中国人口增长的原因是出生率大于死亡率，不能单纯地说是出生率高造成的；我国的计划生育政策是控制出生率，使增长率下降。
(5)性外激素的应用：利用性外激素诱捕雄蛾，通过改变性别比例来降低出生率；将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾以降低出生率。
(6)性别比例不平衡的生物举例：雄多于雌的如蚂蚁(工蚁是发育不完全的雌蚁，不能繁殖后代)等；雌多于雄的如人工控制的种群牛、鸡等。
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(2)出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。
(3)年龄组成和性别比例间接影响种群数量变化，其中年龄组成是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群数量，性别比例只是通过影响出生率间接影响种群数量。
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考法3 种群数量变化的曲线分析及应用
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角度1　对种群数量增长曲线的分析
“J”型和“S”型曲线的比较，如图所示。
(1)“J”型曲线代表理想状况下种群数量的增长情况。
判断依据：理想条件下；实验室条件下；食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足；外来物种入侵早期阶段；无环境阻力状况。
(2)“S”型曲线代表自然状态下种群数量的增长情况。
(3)图中阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分。
角度2　“S”型曲线中关于K值的分析及应用
(1)K值出现的原因：资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，导致出生率下降，死亡率上升，最终达到平衡。
(2)K值的变动：K值不是固定不变的，而是会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值时，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善，K值会上升。如图所示。
(3)K值与值在实践中的应用
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角度3　有关“J”型和“S”型曲线增长率与增长速率的辨析
(1)增长率：单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数。
即：增长率＝(本次总数－上次总数)/上次总数×100%
(2)增长速率：单位时间内增长的数量。即：增长速率＝(本次总数－上次总数)/时间
(3)如图分析
①“J”型曲线的增长率是不变的，而增长速率是改变的
②“S”型曲线的增长率是逐渐下降的，增长速率是先上升，后下降。
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考点41 群落的特征和数量变化
考法4 （实验）探究培养液中酵母菌数量的变化
(1)实验原理
①用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
②在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
(2)实验流程
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(3)注意事项
①每天计数酵母菌数量的时间要固定。
②从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
③溶液要进行定量稀释。
④显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
⑤影响酵母菌种群数量变化的因素有：营养物质、温度、pH、有害代谢废物等。
⑥培养液中酵母菌种群数量的变化曲线
⑦增长曲线的种群数量是先增加后减少。原因是开始时培养液营养物质充足、空间充裕、条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌种群数量的不断增加，营养物质大量消耗、pH急剧变化、有害代谢废物不断地积累，生存条件恶化，酵母菌死亡率开始大于出生率，种群数量下降。
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本考点结束
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考点42 群落的结构特征和演替
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考法5 种群与群落的分析和比较
考法6 种内关系与种间关系的辨析
考法7 群落演替
应试基础必备
考点42 群落的结构特征和演替
考法8 （实验）土壤中小动物类群丰富度的研究
应试基础必备
1．群落的物种组成 群落的概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
【注意】群落的概念强调该区域中全部生物，包括全部植物、动物和微生物。
群落的特征：群落的物种组成、种间关系、空间结构、群落的演替等。
(1)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
(2)丰富度：群落中物种数目的多少。
①调查土壤小动物丰富度的方法：取样器取样法。②常用统计方法：记名计算法和目测估计法。
2．种间关系
(1)可分为两大类：种间互助，如：互利共生；种间斗争，如：竞争、捕食、寄生。
(2)群落中几种常见种间关系的比较
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考点42 群落的结构特征和演替
3．群落的空间结构
(1)概念：指群落中各个生物种群分别占据不同的空间。
(2)两种类型①垂直结构：群落垂直方向上的分层。
a．影响因素：影响植物垂直分层分布的主要因素是阳光。影响森林中动物垂直分层的主要因素是食物和栖息空间。
。
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考点42 群落的结构特征和演替
b．意义：使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，提高了群落利用环境资源(如阳光、空间、营养物质等)的能力。
②水平结构：在水平方向上由于光照强度、地形、明暗和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。植物群落水平结构的主要特征是它的镶嵌性。
【注意】高山上不同海拔的生物分层属于群落的水平结构。
4．群落演替
(1)概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
(2)类型
①初生演替
a．概念：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，但被彻底消灭了的地方发生的演替。
b．过程：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
【注意】在裸岩的演替过程中，首先进入群落的生物是地衣。
②次生演替：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。
(3)人类活动使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
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考法5 　种群和群落的分布和分析
角度1　种群与群落的区别与联系
考点42 群落的结构特征和演替
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(2)群落的空间结构：指群落中各个生物种群分别占据不同的空间。包括垂直结构和水平结构。
角度2　种群空间特征与群落空间结构的实例分析
(1)种群的空间特征：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫作种群的空间特征或分布型。包括三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布。
①森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布为随机分布，以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布。
②虫害或种内竞争发生时可造成种群个体的均匀分布。均匀分布在自然种群中极其罕见，而人工栽培的种群(如农田、人工林)，由于人为保持其株距和行距，常呈均匀分布。
③集群分布是最广泛存在的一种分布格局，在大多数自然情况下，种群个体常是成群分布，如放牧中的羊群，培养基上微生物菌落的分布，另外，人类的分布也符合这一特征。
①群落的垂直结构
森林的层次比草原的层次多，表现也最清晰。各种动物也因生态位不同而占据着不同的层。例如，鸟类经常只在一定高度的林层做巢和取食。
在水域生态系统中，垂直分布也是很明显的。藻类总是分布在阳光能够照射或透过的水体上层；而动物的垂直分布都与水体的物理条件(温度、盐度和氧气含量等)和生物条件(食物、天敌等)有密切关系。
意义及应用：群落垂直分层现象的出现使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，能最充分地利用空间和营养物质，产生更多的生物物质。农业生产中的间作、套种和“多层楼”等，就是人们模拟天然植物群落的成层性，在生产实践中的一种创造性的应用。
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考点42 群落的结构特征和演替
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( 3)种内斗争、竞争与生存斗争的关系
①种内斗争为种内关系，如公羚羊争夺配偶。
②竞争(不同种生物争夺同种食物或生活空间的现象)为种间关系，如水稻和稗草争夺阳光。种间斗争包括竞争、寄生、捕食等。
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③生存斗争包括生物与生物之间的关系，也包括生物与无机环境之间的关系，图示如下：A代表生存斗争、B代表种内斗争、C代表种间斗争、D代表竞争。
大鱼吃小鱼的关系辨析：如果是同种鱼，属于种内斗争；如果是不同种鱼，属于捕食，均有利于种群的生存和繁衍。
考法6 种类关系与种间关系的判断
(1)两种生物之间可能有多种种间关系。种间关系都有利于种群的进化。
(2)关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定：a.从变化趋势看，先到波峰的为被捕食者，后达到波峰的为捕食者，即被捕食者变化在先，捕食者变化在后。b.从最高点判断，一般来说，捕食者数量少，被捕食者数量多。
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(6)寄生与捕食关系的辨析：寄生者在寄主那里吸取的营养物质一般是寄主体内的汁液、血液或寄主从外界环境中摄取的营养物质，如果是吃掉整个“寄主”或“寄主”的某一部分，则是捕食关系。如：蚊子与人为寄生关系，蝗虫与青草为捕食关系。
捕食关系中，捕食者一般不会导致被捕食者灭绝；寄生关系中，寄生生物一般不会导致寄主死亡。这都与长期的自然选择有关，在相互选择的作用下，捕食者与被捕食者、寄生者与寄主长期共存。
(4)共生与寄生的关系：共生与寄生都是种间关系，且共同生活在一起，但共生是双方互利共生，寄生是对一方有利，而对另一方有害。
(5)竞争与捕食的曲线判断：下图中表示竞争关系的有图a、b。其中，图a的竞争关系可致使劣势物种灭绝，以利于优势种得到更多的资源与空间。
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角度2　群落演替的发展特点
群落是一个不断发展变化的动态系统，任何环境下的演替都是最终达到一个成熟阶段，这时群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。
考法7 种群演替
角度1　初生演替和次生演替的判断
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角度1　群落丰富度的调查方法
(1)种群密度与群落丰富度的比较：种群密度是指单位面积的环境中某种生物个数的多少，研究对象是个体。丰富度是指物种数目的多少，研究对象是物种。
【注意】群落的丰富度的大小只与物种数目多少有关。
(2)土壤小动物丰富度调查方法：取样器取样法。由于大多数土壤小动物身体微小、活动能力强，标记个体难以与无标记个体充分混匀，因此，土壤小动物调查一般不能采用标志重捕法，而是采用取样器取样进行采集、调查的方法。
(3)利用诱虫器采集土壤小动物的原理：诱虫器利用土壤小动物趋暗、趋湿、避高温的特性，使土壤小动物从土样进入诱虫器下部的试管中，达到采集目的。
(4)植物丰富度的调查方法：样方法。
样方法是取样研究的一种方法，无论是研究种群密度，还是研究种群关系(种内关系、种间关系)等，只要这些生物相对不活动或活动范围很小，就可以采用取样方的方法调查。
(5)丰富度的统计方法
①记名计算法：指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大、种群数量有限的群落。②目测估计法：指按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少，等级的划分和表示方法有非常多、多、较多、较少、很少等。
考法8 （实验）土壤中小动物类群丰富度的研究
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角度2　实验原理及实验过程
1．实验原理
(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。
(2)许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。
(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。
2．实验过程
考点42 群落的结构特征和演替
角度3　实验注意事项
(1)从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计。
(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。
(3)从相同土壤中采集的样本，多组同学进行统计比较。
(4)识别命名要准确，并进行分类。
(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。
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