种群

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种群

编稿：闫敏敏审稿：宋辰霞

【学习目标】

1．知道种群数量变化规律是种群研究的核心问题，种群密度是种群大小的表现。

2．说出种群的特征。（重点）

3．阐述种群增长的J型和S型曲线的含义。

4．概述影响种群数量动态的内在因素和环境因素。（难点）

【要点梳理】

要点一、种群的概念【高清课堂：种群395764种群的定义】

（1）生活在一定地域的同种生物的全部个体

（2）同一物种的不同种群之间具有地理隔离

（3）种群是物种的具体存在单位

（4）种群是物种繁殖和生物进化的单位

要点二、种群特征

1、种群空间特征【高清课堂：种群395764种群的特征（空间特征）】

种群的空间特征型是指种群在一个地区的分布方式，大体分布为3种类型：随机分布、均匀分布和集群分布，

如下图所示：

（1）随机分布：是指每个个体的位置不受其他个体分布的影响，这样形成的分布格局就为随机分布。随机

分布若要实际存在，则要求种群的生活环境均一、资源全部平均分配，且个体间不会有任何形式的吸引与排斥。

所以随机分布是十分罕见的。但现实中还是有一些随机分布的事例，如纽芬兰中部的驼鹿在冬季时就为随机分布。

（2）均匀分布：是指种群内个体间距离比较一致的分布方式。如沙漠中的植物由于对水分的竞争而呈均匀

分布，因为这样才能最有效地维护每个个体的利益，使每株植物都尽可能地得到水分，假如有的地方个体密集了，

生存能力弱的植株个体就会死掉，剩下的个体仍保持正常的密度，假如有的地方植物相对稀疏，那样会在稀疏处

长出一些植物，填补这个稀疏地带。

（3）集群分布：是一种最为常见的分布型，它是生物对于其他环境的差异发生反应而产生的一种分布型。

通俗地讲，就是生存条件好的地区个体密度大，条件不好的地区个体密度小，一个典型的例子就是人口分布，由

于政治、经济等原因导致城市的人口密度大，而农村的人口密度小。

2、种群数量特征

（1）种群密度

①概念：某个种群在单位空间或面积内的个体数量，种群密度随环境条件和物种的不同而变化；种群密度

大小是研究种群动态的基础。

②调查种群密度常用方法及操作

样方调查法：

在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群整体。样方形状可以有方的、长方的、条

带的、圆形的，但样方必须具有良好的代表性，这可以通过随机取样法来保证。常用的取样方法有五点取样法和

等距取样法。

要点诠释：要求：随机取样，确保所选样方具有代表性，不受主观因素影响；从统计学上看，足够数量的样方才

可以保证统计结果的真实性。

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标志重捕法：

对于动物的种群密度的调查一般采用标志重捕法，具体过程如下：

Ⅰ.确定调查对象

↓

Ⅱ.捕获并标记部分个体：在该种群生存环境中，均匀设置捕获点，捕获一部分个体，并对其进行标志后，

再在原地将其放回，并记录个体数（N1）

↓

Ⅲ.重捕，计数：一段时间后，在原来的捕获点再次捕获一部分个体，并计数数量（N2）及其中被标记的

个体数（N0），然后放回原来的环境

↓

Ⅳ.计算种群密度：利用公式2

10

N

N

NN

计算出N，即为该种群密度的估计值

要点诠释：

A前提：①标志个体与未标志个体在重捕时被捕获的几率相等

②无大规模出生和死亡

B注意事项：

①标志物和标志方法必须对动物的寿命和行为无伤害

②标志不能过分醒目，且在调查研究期间不能消失

③捕捉方法和地点一致

（2）出生率和死亡率——决定种群大小和种群密度的重要因素

出生率：是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。

死亡率：是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比例。

自然增长率=出生率-死亡率

（3）迁入率和迁出率：对一个种群来说，单位时间内迁入和迁出的个体，占该种群个体总数的比率，也是决定

种群大小和种群密度的重要因素。

（4）年龄组成和性别比例：种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。

①年龄组成可以预测种群数量的变化趋势，几种年龄型种群的特点

类型种群构成特点发展趋势

图示

增长型幼年个体很多,老年个体很少种群密度会越来越大

A

稳定型各年龄期的个体数目比例适中

种群密度在一段时间内

保持稳定

B

衰退型老年个体很多,幼年个体很少种群密度会越来越小

C

②性别比例：指种群中雌雄个体数目的比例，在一定程度上影响种群密度。

要点诠释：

（1）图中A种群属于增长型，C种群属于衰退型，B种群属于稳定型。这是由于种群中年轻个体越多，一般

来说出生率会越高，死亡率会越低。

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（2）提示：年龄组成为稳定型的种群，种群数量也不一定总是保持稳定。这是因为出生率和死亡率不完全

决定于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。

年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高

等原因而使种群数量增长的情况。

3、种群特征及其中影响种群密度的因素分析

（1）在种群的四个基本特征中，种群密度是最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多，

即种群密度与种群个体数量相关。

（2）出生率和死亡率以及迁入、迁出是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率高，迁入多时，种群

密度大；相反，种群密度小。

（3）预测种群密度（种群数量）的变化趋势

首先依据的是年龄组成情况，其次是性别比例，由此预测出种群出生率和死亡率的关系，从而确定种群的变

化趋势。

①年龄组成

②相同年龄组成情况下：

性别比例

其相互关系可图示如下：

要点三、种群数量的变化

1、建构种群增长模型的意义和步骤

（1）意义：数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究

中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。

（2）步骤：

①观察研究对象是为了发现问题，探索规律，“细菌每20min分裂一次”便是通过大量观察和实验得出的结

论。

②合理提出假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型不同，“细菌以指数函数增长”

便是合理的假设。

③运用数学语言进行表达，即数学模型的表达形式为“

0

t

t

NN”，也可以用更直观的“J”型曲线表示。

④对模型进行检验和修正。

2、种群增长的两种曲线比较

“J”型曲线“S”型曲线

产生条件理想状态：

（1）食物空间条件充裕

（2）气候适宜

（3）没有敌害疾病

现实状态：

（1）食物空间有限

（2）各种生态因素综合作用

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特点种群数量以一定的倍数连续增长种群数量达到环境容纳量K值后，将

在K值上下保持相对稳定

环境容纳量（K值）无K值有K值

种群增长率保持稳定先增加后减少

曲线

注意：

（1）“J”型曲线反映的种群增长率是一定的；而“S”型曲线所反映的种群增长率是逐渐减小的。不能认为

“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。

（2）上表图像中阴影部分表示由环境阻力所减少的生物个体数。

3、影响种群数量变动的因素

（1）决定因素：出生率一死亡率；迁入率一迁出率。

（2）根源：气候、食物、天敌、传染病、空间、人类影响等多种生态因素共同作用的结果。

因此，大多数种群的数量总是在波动中。如下图：

注意：种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等，而“J”型曲线和“S”型曲线都只研究了种群数量变

化的增长。

4、探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”

（1）实验原理：

①酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水，无氧时产生二氧化碳和酒精。

②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。

③在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型

曲线。

（2）实验步骤：

①将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。

②将酵母菌接种在试管的培养液中，混合均匀。

③将试管在28℃条件下连续培养7d。

④每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测方法：将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片

边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内，用显微镜观察计数一个小方格内的菌种数，已知小方格的培养液厚

度为0.1mm，计算出培养液体积，换算出10mL培养液中酵母菌总数。

⑤分析结果、得出结论：将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律。

（3）注意事项：

①显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。

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，减少误

差。

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③结果的记录最好用记录表。表格如下：

时间／天123456…

数量／个

④每天计数酵母菌数量的时间要固定。

⑤培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造，应真实记录。

【典型例题】

类型一：种群的概念

例1、下列生物属于种群的是（）

A．一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其他生物

B．一个池塘中的全部鱼

C．一块朽木上的全部真菌

D．一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成熟蚜

【答案】D

【解析】种群强调的是一个区域、一个物种、一个群体，是指“同种”生物的总和，是同种生物中许多个体的集

合体。A项明显不符，它包括了多种生物；B项中一个池塘里的全部鱼，一般不会由一种鱼组成；C项中一块朽

木上的全部真菌也不会是单一的真菌。D项中指的是全部的棉蚜。

【总结升华】考查种群的概念。解答此题时，要求全面理解种群的概念。

【举一反三】：

【变式一】

对种群概念的叙述，正确的是（）。

A．不同地域中同种生物个体的总称

B．同一地域中同种生物个体的总称

C．一个湖泊中各种鱼类的总称

D．一个生态环境中具有相互关系的动植物的总称

【答案】B

【解析】种群是指在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。剖析这个概念，它包括三个要点：（1）具有一定

的空间和时间范围；（2）某个物种；（3）一群个体。如果缺少或不符合其中任何一点，概念的叙述就不完整或不

准确。简单地说，种群是同种个体的集合体，而生物群落则是种群的集合体。所以正确答案应为B项。

【变式二】

下列各项中属于一个种群的是（）。

A．一座山上的树B．校园操场边一排长势整齐的柳树

C．一块草地上的草D．一片森林中所有的马尾松

【答案】D

【解析】考查对种群概念的准确理解。在一定的自然区域内，同种生物的全部个体形成种群。显然，只有选项

D符合。

类型二：种群密度的研究方法及计算

例2、某同学拟在一个面积为100hm2的草地上调查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1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目

C．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目

D．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目

【答案】C

【解析】在100hm2草地上调查某种双子叶草本植物的种群密度，应用样方法。样方应随机取样，避免有主观因

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素影响，要选取多个样方计数，取平均值。A项计数全部个体数目做不到；B项样方数少；D项密集处设置若干

样方，会使结果偏大。

【总结升华】本题考查种群密度的研究方法及计算。

【举一反三】：

【变式一】

用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程是()

①选取一个该种群分布比较均匀的长方形地块，将该地按照长度分成10等份，在每份的中央划一个大小为

1m2的样方

②选取一个该种群分布比较密集的长方形地块，将该地按照长度分成10等份，在每份的中央划一个大小不

同的样方③计数每个样方内该种群数量，取其最大值作为该种群密度的估计值④计数每个样方内该种群数

量，取其平均值作为该种群密度的估计值

A．①③B．①④

C．②③D．②④

【答案】B

【解析】在用“样方法”进行种群密度的调查时要注意随机取样。在所得种群数量的数据中应取平均值作为种群

密度。

【变式二】

在一片约33公顷(hm2)的林地内，调查者第一次捕获了25只大山雀，各用一个较重的铁环套在了大山雀的腿上

作为标记，然后全部放掉。第二次捕获了33只大山雀，其中有5只是有标记的。据此推算，该林地中大山雀的

种群密度(只/hm2)约为()

A．略大于165B．略小于165

C．略大于5D．略小于5

【答案】C

【解析】设种群数量为x，如果不考虑其他因素，则可知：25/x＝5/33可以计算出x＝165。该林地中大山雀的

密度为：165/33=5（只/hm2）。结合题干信息：标志物是一个较重的铁环，标记后会限制动物的正常活动，被捕

获的概率会增加，因此算出的值比真实值偏小了，真实值要大于计算结果。

【变式三】

用标志重捕法调查某丘陵地区4km2区域中刺猬的种群密度，第一次捕获并标记50只刺猬，作标记，第二次捕

获40只刺猬，其中有标记的5只。下列说法中不正确的是()

A．标记个体与未标记个体被捕获的概率基本相同

B．迁入率和迁出率影响该种群数量变化

C．标记符号过分醒目可能增大刺猬被捕食的概率

D．该种群的密度大约是400只/km2

【答案】D

【解析】标志重捕法要求标记个体与未标记个体被捕获的概率基本相同，而迁入和迁出、标记符号过分醒目、环

境条件的改变等都会使标记个体与未标记个体被捕获的概率前后发生变化，A、B、C三项正确。根据标志重捕法

计算，该地域刺猬数量为400只，种群密度大约是100只/km2。

类型三：种群数量的变化

例3、在什么条件下种群数量才会呈指数增长（）

A．当只有食物受到限制时

B．在物种适宜的环境中开始出现食物不足，但不至于形响到该物种在这里的生存

C．只是没有捕食者

D．只有在实验室内的实验条件下

【答案】D

【解析】因为种群的指数增长只有在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的条件下才有可能，而这样理想的条

件只有在实验室才能存在。A不对，因为食物有限会影响种群数量增长，在食物不能充分供应的情况下，种群不

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可能呈指数增长。B不对，因为在一个适宜的环境中食物已开始出现不足，这虽然并未影响物种在这里生存，但

不可能会使种群的数量出现指数增长，因为指数增长的先决条件是资源无限。C也不对，因为仅仅失去捕食者的

控制作用，种群仍不能实现指数增长，限制种群数量的种种其他因素都还在起作用，如食物不足、空间狭小等。

【总结升华】本题考查种群数量的增长曲线

【举一反三】：

【变式一】

一个新物种进入某地后，对其种群数量变化的叙述，不正确的一项是（）。

A．先呈“S”型增长，后呈“J”型增长

B．先呈“J”型增长，后呈“S”型增长

C．种群数量达到K值以后会保持稳定

D．K值是环境条件下允许的种群增长的最大值

【答案】A

【解析】一个新物种进入某地后，由于食物、空间等生活条件较丰富，往往呈“J”型增长。随着个体数量增多，

食物、空间矛盾越来越明显，天敌也在增多、种群增长越来越慢，直至达到最大值而稳定下来。