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第1章 种群及其动态\n第3节 影响种群数量变化的因素\n课标要求核心素养1．分析影响种群数量变化的因素。(生命观念、科学思维)2．认识生物学过程中存在因果循环关系。(科学探究)3．阐明种群研究在资源利用和保护、有害生物防治方面的应用。(科学思维)4．从近期效应和长远效应两个方面探讨人类活动对种群及环境的影响。(社会责任)1．举例说明影响种群特征的非生物因素。2．举例说明影响种群特征的生物因素。3．种群研究在生产实践上的应用。\n知识导图\n课内探究•名师点睛训练巩固•课堂达标新知预习•双基夯实指点迷津•拨云见日学霸记忆•素养积累\n新知预习•双基夯实\n一、影响种群数量变化的因素1．非生物因素(1)在自然界，种群的数量变化受到________________等非生物因素的影响，这些非生物因素对种群数量变化的影响往往是________的。(2)请将下列现象与主要影响因素进行连线。阳光、温度、水综合性\n2．生物因素：影响种群数量变化的生物因素包括种群内部生物因素和种群外部生物因素。种群内部生物因素即__________对种群增长的限制；种群外部生物因素则包括____________、竞争者、传染疾病的病菌等。3．影响种群数量变化的因素，根据其作用强度是否与种群密度相关，分为密度制约因素和非密度制约因素两种。食物和天敌等生物因素属于______________，气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害属于________________。种内竞争食物和天敌密度制约因素非密度制约因素\n二、种群研究的应用濒危动物的保护方面，了解濒危动物种群的数量特征及影响其种群数量变化的因素，进而采取合理的保护对策。渔业上，当种群数量达到K值时，中等强度的捕捞(捕捞量在________左右)有利于持续获得较大的鱼产量。有害生物防治方面，可通过减少其获得食物的机会、有效保护或引入天敌生物等方法，降低其____________。K/2环境容纳量\n1．寒温带多数植物种子在春季萌发、蚊类等昆虫在冬季到来时一般会全部死亡、东亚飞蝗的爆发等都主要体现了温度对种群数量的影响。()2．只有影响种群重要特征的非生物因素才能影响种群数量。()3．渔业中，中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。()活学巧练××√\n思考：1．影响种群数量变化的非生物因素有哪些？提示：阳光、温度、水等。2．生活在加拿大、北方森林中的猞猁捕食雪兔，但猞猁的存在对整个群落的稳定性起重要作用，请分析其中的原因。提示：雪兔以植物为食，猞猁以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约着雪兔的种群数量，使得植物、雪兔、猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定，因而整个群落可以处于相对稳定的状态。\n3．如何通过降低家鼠环境容纳量的措施来降低家鼠的种群密度？提示：可采取安全储存粮食、硬化地面及饲养天敌等措施降低其环境容纳量，并严防鼠的数量达到K/2附近。\n学霸记忆•素养积累\n1．影响种群数量变化的非生物因素有阳光、温度、水等。2．随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制。3．自然界中，任何一个种群都与其他种群存在密切关系，如捕食与被捕食关系、相互竞争关系，这些因素都会影响种群数量的变化。4．一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度相关，这些因素称为密度制约因素。\n5．气温、干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，这些因素称为非密度制约因素。6．研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。\n课内探究•名师点睛\n知识点1．种群数量变化的形式：增长、波动、稳定与下降。2．影响因素(1)外部因素①非生物因素：阳光、温度、水分等。a．光影响植物的分布：松、杉、小麦等阳生植物必须在强光下才能生长良好；人参、三七等阴生植物只有在阴暗处才能生长良好。影响种群数量变化的因素\nb．光影响植物的繁殖：油菜、桃花等长日照植物必须在白天越来越长的春天才开花；菊花、茶花等短日照植物必须在白天越来越短的秋天才开花。c．由于温度的季节性变化，部分动植物的种群数量也呈季节性变化。d．干旱缺水会使动植物死亡率增高。\n②生物因素a．捕食：如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低，死亡率升高的现象。天敌的数量和捕食效率会影响猎物的种群数量。b．竞争会导致动植物的种群数量变化。c．寄生虫、细菌或病毒引起的传染病，会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。(2)内部因素①行为调节：种内竞争——领域行为；种内互助——社会行为。\n知识贴士动物的领域行为对种群密度具有明显的调节作用：\n知识贴士由于种群密度大，刺激动物中枢神经系统而引发内分泌失调，从而影响动物生殖：\n3．种群数量变化的特征(1)波动性：在每一段时间之间(年、季节、世代)，种群数量都有所不同。(2)稳定性：尽管种群数量有这种波动，大部分种群不会因无限制地增长或下降而发生灭绝，因此种群数量在某种程度上维持在特定的水平上，在一定的范围内波动。\n松鼠以红松、云杉等植物的种子为食。在有些年份，每只松鼠平均能产3窝，每窝4～6只幼仔；而在有些年份，会有20%～30%的成熟雌性个体不繁殖，繁殖者每年产仔数也明显减少，造成这种区别的主要因素是()A．天敌捕食B．温度影响C．种内竞争D．食物匮乏典例1典例剖析D\n解析：松鼠以红松、云杉等植物的种子为食。在有些年份，每只松鼠平均能产3窝，每窝4～6只幼仔；而在有些年份，会有20%～30%的成熟雌性个体不繁殖，繁殖者每年产仔数也明显减少，造成这种区别的主要因素是食物匮乏。\n1．下表为某地人工柳树林中，林下几种草本植物的种群密度(平均值，单位：株/m2)随林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)变化的调查数据。以下有关说法不正确的是()变式训练郁闭度00.20.40.60.81．0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黄花10.49.56.15.63.01．2刺儿菜3.74.38.54.42.21．0\nA．影响该地草本植物种群密度的非生物因素主要是光照强度B．在同样的非生物因素影响下，三种植物的种群密度变化趋势是一样的C．一年蓬的种群密度随林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)的增大而减小D．影响上述三种植物种群密度的因素不只是林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)答案：B\n解析：影响该地草本植物种群密度的非生物因素主要取决于林下植物受到的光照强度；在同样的非生物因素影响下，刺儿菜和另外两种植物的种群密度变化趋势是不一样的；一年蓬的种群密度随林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)的增大而减小；影响上述三种植物种群密度的因素不只是林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)，还有气温、降水量、土壤的肥沃程度等。\n知识点1．意义研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。2．实例(1)在濒危动物的保护方面。只有通过调查获知种群的各种特征，才能准确地了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。(2)在渔业上。研究表明，在种群数量达到K值时，中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的产量。研究种群的实践意义\n(3)在有害生物的防治方面。①在鼠害发生时，可通过化学、物理和生物方法降低其环境容纳量，进行有效防治。②在农林害虫防治方面，有效保护或引入天敌生物，有利于将害虫数量控制在较低的水平。\n在农田生态系统害虫防治中，害虫种群密度变化情况示意图(经济阈值是指害虫种群密度影响农田经济效益的最低值)如下。在A、B、C、D、E点进行了农药防治或引入了天敌进行生物防治，下列有关叙述正确的是()A．在农药的作用下，害虫的抗药性基因突变率在D点显著高于B点B．E点是生物防治，A、B、C、D点是药物防治C．害虫种群的年龄结构为衰退型D．食物的短缺降低了害虫的存活率典例2典例剖析B\n解析：在农药的作用下，害虫的抗药性基因的基因频率在D点高于B点，农药不能改变基因突变率，A项错误。A、B、C、D点是药物防治，害虫种群密度下降后又出现上升，E点是生物防治，可以使害虫种群的K值下降并稳定在一定水平，B项正确。害虫种群的年龄结构需要分段考虑，最终数量维持稳定，应该为稳定型，C项错误。由图可知，害虫种群数量下降是药物防治或生物防治的结果，D项错误。\n2．科研人员为有效控制某生态系统中的某种害虫，引入了该害虫的天敌，并用一段时间的调查数据构建了下图所示的模型(箭头方向代表曲线变化趋势)。仅从该模型分析，图中最可能代表害虫和天敌K值的数据分别为()A．N1和P1B．N2和P2C．N1和P2D．N3和P3变式训练B\n解析：题图所示模型变化趋势反映了生物学中的循环因果关系。从该模型可以分析得出，图中最可能代表害虫和天敌K值的数据分别为N2和P2，害虫和天敌的种群数量围绕这两个值上下波动。\n指点迷津•拨云见日\n环境容纳量在种群研究中的应用1．K值的应用(1)野生生物资源的保护：保护野生生物生活的环境，减少环境阻力，增大K值。(2)有害生物的防治：增大环境阻力(如为防治鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。\n\n下图表示某处于平衡状态的生物种群由某些外界环境变化导致种群中生物个体数量改变时的四种情形。下列有关产生这些变化的原因分析中，不正确的是()典例3典例剖析\nA．若图①所示曲线为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后变化的原因可能是大量放养了该种鱼类B．若图②所示曲线为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后变化的原因可能是增加了营养供应C．图③曲线中c点后种群的出生率大于死亡率D．图④曲线可用于指导海洋鱼类捕捞答案：C\n解析：若图①所示曲线为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后变化的原因可能是大量放养了该种鱼类，导致该种鱼类的环境容纳量下降，A项正确。图②所示曲线表明该种群数量增加并且达到新的平衡，且K值增加，可能是由于外界环境变化，如增加营养、空间等，环境条件变得更加优越，B项正确。图③曲线中，c点后种群数量减少，种群的出生率小于死亡率，C项错误。当种群数量维持在K/2时，种群的增长速率最大，所以图④曲线可用于指导海洋鱼类捕捞，保护鱼类资源的可持续发展，D项正确。\n解疑答惑问题探讨⇨P131．提示：导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素有阳光、温度、湿度等。2．提示：春夏时节植物种群密度越来越高，当地动物有了更多的食物来源，出生率升高，死亡率降低，同时食物来源丰富，动物间的竞争程度减小也降低了死亡率。秋冬时节则相反，植物种群密度降低，动物食物匮乏，动物种群会出现出生率降低，死亡率升高的现象。\n思考讨论⇨P131．提示：影响该地草本植物种群密度的非生物因素主要为林下植物受到的光照强度。2．提示：刺儿菜为阴生植物，更适于在低光照强度下生长，对光照强度的敏感度比一年蓬、加拿大一枝黄花更低。3．提示：种群数量的变化还受温度和湿度的影响。例如，某山脉中，在该山脉的北部的鹿种群对严寒的冬季气候极为敏感，如果连续出现几个严冬天气，该山脉的鹿种群数量就会急剧下降。在沙漠地区，某些啮齿动物和鸟类的种群数量与降雨量有着直接关系。\n更格卢鼠栖居在沙漠的低地处，虽然它们具有贮存水分和长期忍受干旱的生理适应能力，但它们栖居的环境中必须保持一定的湿度，如果降雨量不足，食料植物的生长发育就会受到影响，更格卢鼠的生殖能力就会很低。\n思考讨论⇨P141．提示：在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性(尤其是都能以同一种杆菌为食)，当它们被放在同一个容器中混合培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物(杆菌)的数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫种群数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，双小核草履虫争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫因失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。\n2．提示：猞猁以雪兔为食，当雪兔数量增加时，猞猁食物充足，猞猁数量也就不断增加；但当猞猁数量过多时，雪兔数量急剧下降，猞猁会因食物缺乏而饥饿或病死，造成数量下降；同时，这也给雪兔提供了一个繁衍恢复的机会。雪兔的数量增多了，猞猁又随之增多，通过这种捕食关系，使雪兔和猞猁的数量出现了同步周期性的波动。3．提示：猞猁数量的周期性变化是在雪兔周期性变化之后。但二者相互制约，互为因果。\n4．提示：除猞猁对雪兔有影响外，雪兔还受到许多其他因素的影响，如雪兔所吃的植物也影响这个周期。当雪兔数量增加时，植物数量降低，当降低到不足以养活雪兔种群时，雪兔与其食物之间的相互关系就会成为决定种群动态的关键因素。\n思维训练⇨P171．提示：\n\n练习与应用⇨1．(1)×提示：林下光照较弱时，喜阴植物的种群数量会上升。(2)×提示：凡是影响种群数量特征的因素，都会影响种群的数量变化。2．(1)D解析：猎物种群数量变少导致捕食者的种内竞争激烈，数量减少，A项错误；二者并非此消彼长，而是猎物数量先增加，捕食者数量后增加，猎物数量先减少，捕食者数量后减少，二者呈现周期性的波动，二者相互制约、互为因果，B项错误，D项正确；植物是动物的捕食对象，此种现象也与植物种群数量有关，C项错误。(2)C提示：猎物与捕食者二者共同进化，C项错误。\n二、拓展应用1．提示：以生态学中研究种群的特征和数量变化规律为例，在濒危动物保护方面，如果获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，以及影响该种群数量变化的因素，我们就能了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，这时，生态学就变成一门预测性科学。通过预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策时，生态学就变成了一门管理科学。2．同巩固达标·2\n训练巩固•课堂达标\n1．在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。决定这两种现象的非生物因素分别主要是()A．阳光、温度B．温度、温度C．阳光、阳光D．水分、温度解析：在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株，这主要是受气温升高的影响；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，这主要是受气温降低的影响。B\n2．20世纪初，人们将驼鹿引入一个孤岛。该种群1915—1960年的数量变化情况如下表所示。下列有关叙述正确的是()年份1915191719211925193019341943194719501960驼鹿种群数量/只200300100020003000400170600500600A．该岛上驼鹿1915—1930年的数量不断增加，说明该岛上可能缺乏驼鹿的天敌B．该岛上引入驼鹿的初期，驼鹿的种群密度呈“S”形增长C．该种群的数量1915—1930年间不断增加，说明此时不存在种内竞争D．该种群的数量后来急剧下降的原因最可能是种内竞争加剧A\n解析：该岛上驼鹿1915—1930年的数量不断增加，说明该岛上可能缺乏驼鹿的天敌；该岛上引入驼鹿的初期，驼鹿的种群密度呈“J”形增长；该种群的数量1915—1930年间不断增加，说明此时种内竞争相对较弱，但是一定存在种内竞争；该种群的数量后来急剧下降的原因最可能是空间和资源限制。\n3．下列实践活动，利用了“环境容纳量”的相关原理的是()①建立自然保护区保护濒临灭绝的动植物②科学确定捕鱼的时间和数量，保证捕鱼活动的可持续进行③向森林喷洒农药来防治蝗灾④禁止捕蛇来防治田间的鼠灾A．①②③④B．①②④C．②③④D．②④B\n解析：环境容纳量是指在环境资源不受破坏的情况下，一定的环境条件所能维持的种群最大数量。若要保护珍稀动植物，就要提高环境容纳量，如建立自然保护区；若要消灭有害生物，就要降低环境容纳量，如放养天敌；科学确定捕鱼时间和数量是控制种群数量维持在K/2，以保证最大的种群增长速率；喷洒农药可杀死害虫，并未改变害虫的环境容纳量，B项正确。\n4．(不定项选择)下图甲为某种鼠的种群数量随时间的变化曲线图，乙为该种群增长速率随时间的变化曲线图。下列说法不正确的是()A．图甲中ae段鼠群的年龄结构为稳定型B．图甲中的c点是防治鼠害的最佳时刻C．改变空间和资源条件不会使图甲中K值改变D．图甲中c点对应图乙中t1点，此时鼠群增长速率最大ABC\n解析：图甲中ae段鼠群的数量不断增加，其年龄结构为增长型，A项错误；e点时，种群数量为K/2，种群的增长速率达到最大，因此若在c点进行鼠害防治，不能将鼠害控制在较低水平，B项错误；K值是环境容纳量，是指在环境条件不受破坏的情况下，一定的环境条件所能维持的种群最大数量，K值也会随着空间和资源条件的改变而发生改变，C项错误；图乙中t1时刻鼠群增长速率最大，此时鼠群的数量为K/2，与图甲中c点对应，D项正确。\n5．某学校研究性学习小组选用了10只大草履虫和10只双小核草履虫进行了以下实验，以枯草杆菌为饲料，分别放在相同容积的容器中单独培养，种群数量随时间变化结果如下表所示：\n请分析数据，回答下列问题：(1)大草履虫单独培养8天后，种群数量趋于稳定，生态学上称此数量为______________________。(2)由实验数据可以看出，单独培养时，大、小草履虫种群增长都属于________形增长。(3)某同学提出“混合培养时，占优势的双小核草履虫并没有分泌杀死对方的物质”的观点。为验证这一观点，请简要写出实验思路：______________________________________________________。环境容纳量(或K值)“S”用混合培养后的培养液单独培养大草履虫，观察其数量变化\n解析：(1)由表格中数据可以看出，大草履虫种群数量先增加后基本不变，呈现“S”形曲线增长，种群数量趋于稳定时的数量称为环境容纳量(K值)。(2)由实验数据可以看出，单独培养时，大草履虫和双小核草履虫种群数量先增加后基本不变，呈现“S”形曲线增长。(3)某同学提出“混合培养时，占优势的双小核草履虫并没有分泌杀死对方的物质”的观点。为验证该观点是否正确，可以用混合培养后的培养液单独培养大草履虫，观察其数量变化，若大草履虫数量迅速减少，则该同学的观点不正确，否则正确。
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