2019-2020年高中人教版生物必修3練習(xí)：第4章 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 Word版含答案.doc

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2019-2020年高中人教版生物必修3練習(xí)：第4章 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化 Word版含答案 目標導(dǎo)航　1.通過細菌數(shù)量增長的分析，掌握建構(gòu)種群增長模型的方法。2.通過“J”型和“S”型曲線分析，理解種群數(shù)量變化的影響因素及其內(nèi)在邏輯關(guān)系。3.結(jié)合探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。 一、建構(gòu)種群增長模型的方法(閱讀P65－66) 1．數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。 2．建構(gòu)模型的步驟： 觀察研究對象，提出問題→提出合理的假設(shè)→根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達→通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正。 3．某細菌每20 min分裂一次，細菌分裂增殖公式為Nn＝2n，N代表細菌數(shù)量，n表示第幾代。 二、種群增長的“J”型曲線(閱讀P66) 1．模型假設(shè) (1)條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。 (2)數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。 2．建立模型 t年后種群數(shù)量表達式為Nt＝N0λt。如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“J”型。 三、種群增長的“S”型曲線(閱讀P67) 1．種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。 2．“S”型增長的數(shù)學(xué)模型 (1)形成原因 自然資源和空間有限→→→種群密度 增長達到平衡，數(shù)量趨于穩(wěn)定，呈“S”型增長。 (2)曲線特點：種群數(shù)量達到環(huán)境條件所允許的環(huán)境容納量(K值)后，將停止增長。 3．環(huán)境容納量：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量，又稱“K”值。同一種群的K值不是固定不變的，會隨著環(huán)境條件的改變而變化。 四、種群數(shù)量的波動和下降(閱讀P67－68) 1．影響因素 (1)自然因素：氣候、食物、被捕食、傳染病等。 (2)人為因素：受人工控制的種群數(shù)量不斷增加，野生動植物種群數(shù)量不斷減少。 2．數(shù)量變化 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動中，在不利的條件下，種群數(shù)量還會急劇下降甚至消亡。 3．研究意義 (1)防治有害動物。 (2)保護和利用野生生物資源。 (3)拯救和恢復(fù)瀕危動物種群。 判斷正誤： (1)氣候、食物、天敵、傳染病等都是影響種群數(shù)量變化的外界因素。(　　) (2)種群數(shù)量的變化包括種群數(shù)量的增長、波動和下降等。(　　) (3)研究種群數(shù)量的變化有利于對有害動物的防治以及對野生生物資源的保護和利用。(　　) (4)培養(yǎng)液中酵母菌的種群數(shù)量在培養(yǎng)早期呈“J”型增長。(　　) (5)對于“S”型曲線，同一種群的K值是固定不變的，與環(huán)境因素?zé)o關(guān)。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5) 解析　(1)影響種群數(shù)量變化的外界因素主要是種群生存所需的資源和空間，還受氣候、天敵和傳染病等因素的影響。(4)在培養(yǎng)早期，外界環(huán)境對酵母菌的生存非常有利，食物、生存空間無限，無天敵，因此早期可以看做是“J”型增長。(5)種群的K值，即環(huán)境容納量，是某一特定環(huán)境下的種群最大數(shù)量，若環(huán)境改變，環(huán)境容納量即隨之改變。  一、種群增長模型的建構(gòu) 1．建構(gòu)方法 項目 研究方法 研究實例 提出問題 觀察研究對象，提出問題 細菌每20 min分裂一次 合理假設(shè) 提出合理的假設(shè) 在資源和空間無限的環(huán)境中，細菌的種群增長不會受密度影響 建立模型 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達 時間 (min) 0 20 40 60 80 細菌數(shù)量 (個) 20 21 22 23 24 時間 (min) 100 120 140 160 180 細菌數(shù)量 (個) 25 26 27 28 29 Nn＝2n(N代表細菌數(shù)量，n表示第幾代) 修正檢驗 通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正 觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正 2.意義 數(shù)學(xué)模型是聯(lián)系實際問題與數(shù)學(xué)規(guī)律的橋梁，具有解釋、判斷、預(yù)測等重要功能。在科學(xué)研究中，數(shù)學(xué)模型是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和探索新規(guī)律的有效途徑之一。 1．同是數(shù)學(xué)模型，曲線圖與方程式比較，具有什么優(yōu)點？ 答案　曲線圖與方程式都是數(shù)學(xué)模型，方程式能準確反映種群數(shù)量變化，但不夠直觀；而曲線圖能更直觀地反映出種群數(shù)量的變化趨勢，但不夠精確。 2．從曲線的走向分析可以預(yù)計：若在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜和沒有敵害等理想條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響，往往會持續(xù)增長。 1．在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，某細菌每20 min就分裂繁殖一代?，F(xiàn)將該細菌種群(m個個體)接種到培養(yǎng)基上(資源、空間無限)，T h后，該種群的個體總數(shù)是(　　)。 A．m2T　　B．m220　　C．2　　D．m23T 問題導(dǎo)析　(1)指數(shù)增長時種群數(shù)量表達式為Nt＝N02t。 (2)T h后細菌繁殖代數(shù)是3T，個體總數(shù)為Nt＝N02t＝m23T。 答案　D 解析　在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，種群呈指數(shù)增長。由于該細菌每20 min繁殖一代，則T h后，繁殖3T代，故T h后，該種群的個體總數(shù)為Nt＝N02t＝m23T。 一題多變 判斷正誤： (1)在一個培養(yǎng)基中，細菌的數(shù)量會一直按照上述數(shù)學(xué)模型增長。(　　) (2)生物按何形式增長可以用實驗計數(shù)法來檢驗或修正。(　　) (3)自然界中的食物和空間無限，生物一般按指數(shù)形式增長。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3) 二、種群數(shù)量的變化曲線和應(yīng)用 1．兩種曲線模型比較 項目 “J”型曲線 “S”型曲線 增長模型 前提條件 理想狀態(tài)：資源無限、空間無限、不受其他生物制約(無種內(nèi)競爭，缺少天敵) 現(xiàn)實狀態(tài)：資源有限、空間有限、受其他生物制約(種內(nèi)競爭加劇，捕食者數(shù)量增加) 種群增長速率 K值的有無 無K值 有K值 曲線形成原因 無種內(nèi)競爭，缺少天敵 種內(nèi)競爭加劇，天敵數(shù)量增多 2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 (1)保護瀕危動植物 對于瀕危動植物而言，由于環(huán)境污染、人類破壞等，導(dǎo)致此種生物的K值變小，通過建立自然保護區(qū)等措施提高環(huán)境容納量，是保護這些生物的根本措施。 (2)合理利用自然資源 在“S”型曲線中，種群數(shù)量達到環(huán)境容納量的一半時，種群增長速率最大，資源再生能力最強。因此，在野生生物資源合理開發(fā)利用方面，要保證捕撈或利用后，生物種群數(shù)量不得低于，這樣既可獲得最大利用量，又可保持種群的高速增長。 (3)防止有害生物 在農(nóng)林害蟲的防治方面，降低農(nóng)林害蟲的環(huán)境容納量是防治的根本，殺蟲效果最好的時期則在之前。 3．在“S”型曲線中，有一段時期近似于“J”型曲線，這一段是否等同于“J”型曲線？ 答案　不是。因為“J”型曲線是理想條件下的種群增長趨勢，“S”型曲線是在環(huán)境有限的條件下種群的增長趨勢。 4．結(jié)合下圖分析，同種生物的K值是固定不變的嗎？哪些因素會影響動物種群的環(huán)境容納量？ 答案　生物自身的遺傳特性和食物、棲所、天敵及其他生存條件均會影響動物的環(huán)境容納量。同一種生物的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。 5．請用達爾文的進化觀點分析下圖中的陰影部分所表示的含義是什么？ 答案　經(jīng)過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量。 6．在調(diào)查某林場松鼠的種群數(shù)量時，計算當年種群數(shù)量與一年前種群數(shù)量的比值(λ)，并得到如圖所示的曲線，則該種群在第幾年時個體數(shù)量最少？ 答案　第10年種群數(shù)量最少。因為從第4年到第10年，λ一直小于1，說明種群數(shù)量一直在下降。 2．如圖表示種群在理想環(huán)境中和有環(huán)境阻力條件下的增長曲線，下列有關(guān)種群數(shù)量增長曲線的敘述中正確的是(　　)。 A．圖甲為“J”型增長，每年增加的個體數(shù)量始終不變 B．圖乙為“S”型增長，G點時增長速率達到最大值 C．防治蝗災(zāi)應(yīng)在害蟲數(shù)量達到F點時進行 D．漁業(yè)捕撈后剩余量應(yīng)該在E點左右 問題導(dǎo)析　(1)圖甲曲線在不同的時間點，曲線的斜率不同，即種群的增長速率不同。 (2)圖乙中G點時種群的數(shù)目不再變化，增長速率為0。 (3)超過D點，蝗蟲增長速率加快，滅蟲效果差。 (4)E點時種群的增長速率最快，漁業(yè)捕撈應(yīng)該在超過時進行，且每次捕撈后的剩余量應(yīng)保持在E點左右。 答案　D 解析　圖甲曲線的斜率代表種群的增長速率(即單位時間內(nèi)種群個體的增加數(shù)目)，由題圖曲線特征可以看出，在不同的時間點，曲線的斜率不同，即種群的增長速率不同，故A錯誤。圖乙中G點時種群的數(shù)目不再變化，增長速率為0，故B錯誤。防治蝗災(zāi)應(yīng)該在D點附近，超過D點，蝗蟲增長速率加快，滅蟲效果差，故C錯誤。漁業(yè)捕撈應(yīng)該在超過時進行，且每次捕撈后的剩余量應(yīng)保持在E點左右，此時種群的增長速率最快，故D正確。 一題多變 若如圖表示某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增長速率隨時間變化的曲線，請判斷如下敘述的正誤： (1)該種小型淡水魚在新的環(huán)境中呈“J”型增長。(　　) (2)該種魚在新湖泊中的環(huán)境容納量約為t2時該魚數(shù)量的兩倍。(　　) (3)t4時該種小型淡水魚在新環(huán)境中逐漸消失。(　　) (4)t3時該種小型淡水魚的年齡組成為衰退型。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)　(4) 解析　(1)此曲線的縱坐標為“種群增長速率”，其種群為“S”型增長。(2)t2時刻對應(yīng)的種群數(shù)量為。(3)t4時刻種群數(shù)量達到K值，并非在新環(huán)境中逐漸消失。(4)t3時刻年齡組成應(yīng)為增長型。 三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化 1．實驗原理 (1)可用液體培養(yǎng)基(培養(yǎng)液)培養(yǎng)酵母菌，培養(yǎng)基中種群的增長受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。 (2)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。 (3)可采用抽樣檢測的方法，進行顯微鏡計數(shù)。 2．實驗?zāi)康? 初步學(xué)會酵母菌等微生物的計數(shù)及種群數(shù)量變化曲線的繪制。 3．材料用具 探究所需要的菌種和無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液、試管、血細胞計數(shù)板(2 mm2 mm方格)、滴管、顯微鏡等。 4．方法步驟 試管中加入10 mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液 ↓ 接種酵母菌到試管中并混合均勻 ↓ 把試管在28 ℃條件下連續(xù)培養(yǎng)7 d ↓ 每天抽樣檢測計數(shù)酵母菌數(shù)量：①將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入到計數(shù)板小方格內(nèi)；②顯微鏡觀察計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)，已知小方格的培養(yǎng)液厚度為0.1 mm，計算出培養(yǎng)液體積；③換算出10 mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)。 ↓ 分析數(shù)據(jù)，畫出曲線。進行數(shù)形轉(zhuǎn)換，以時間為橫坐標，酵母菌數(shù)量為縱坐標，畫出坐標曲線圖，分析曲線走向，揭示酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律。 5．實驗結(jié)果 酵母菌增長曲線圖(如圖1)及轉(zhuǎn)化后的增長速率曲線圖(如圖2) 圖1　　　　　　　　　　圖2　 增長曲線的總趨勢是先增加再降低。原因是在開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，pH變化、有害產(chǎn)物積累等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。 6．注意事項 (1)結(jié)果的記錄最好用記錄表(如下表)。 時間/d 1 2 3 4 5 6 …… 數(shù)量/個 (2)每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。 7．思考下面5個問題： (1)探究本實驗需要設(shè)置對照嗎？需要做重復(fù)實驗嗎？ 答案　酵母菌在不同時間內(nèi)的數(shù)量可以相互對比，不需另設(shè)對照實驗，但需要做重復(fù)實驗，以保證計數(shù)的準確性。 (2)從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)前，為什么需將試管輕輕振蕩幾次？ 答案　目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。 (3)若一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，采取的措施是什么？ 答案　可增大稀釋倍數(shù)后再計數(shù)。 (4)對于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計數(shù)？ 答案　只計算相鄰兩邊及其夾角的酵母菌。 (5)影響酵母菌種群生長的因素可能有哪些？ 答案　養(yǎng)料、溫度、pH及有害代謝廢物等。 3．某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”實驗時，同樣實驗條件下分別在4個試管中進行培養(yǎng)(見下表)，均獲得了“S”型增長曲線。根據(jù)實驗結(jié)果判斷，下列說法錯誤的是(　　)。 試管號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 培養(yǎng)液體積/mL 10 5 10 5 起始酵母菌數(shù)/103個 10 5 5 10 A.4個試管內(nèi)的種群初始階段都經(jīng)歷了“J”型增長 B．4個試管內(nèi)的種群同時達到K值 C．試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同 D．試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ開始下降 問題導(dǎo)析　(1)培養(yǎng)液的體積是有限的，則整個培養(yǎng)過程中酵母菌呈“S”型增長。 (2)在培養(yǎng)初期，酵母菌之間不因數(shù)量較多而存在生存斗爭的時候，酵母菌呈“J”型增長。 (3)培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量達到K值的時間取決于培養(yǎng)液的體積和酵母菌的起始數(shù)量：酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如Ⅰ和Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ)，培養(yǎng)液體積越小的試管越先達到K值；而培養(yǎng)液體積相同的試管(如Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ)，酵母菌起始數(shù)量越大的試管越先達到K值。 (4)酵母菌數(shù)量開始下降的時間取決于酵母菌的起始數(shù)量和培養(yǎng)液的體積：培養(yǎng)液體積相同的試管(如Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ)，酵母菌起始數(shù)量越大的試管內(nèi)種群數(shù)量越先下降；而酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如Ⅰ和Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ)，培養(yǎng)液體積越小的試管內(nèi)種群數(shù)量越先下降。 答案　B 一題多變 如圖為某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”實驗時，所測得的不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線，請回答下列問題： (1)曲線AB段酵母菌呼吸發(fā)生的場所是______________________；曲線BC段酵母菌呼吸的方式為______________________。 (2)酵母菌種群數(shù)量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外，還有________________、__________________。 (3)在T1～T2時段，單位時間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有____________________________________、__________________________。 (4)某同學(xué)在T3時取樣，統(tǒng)計的酵母菌種群數(shù)量明顯高于D點對應(yīng)的數(shù)量，原因可能有______________________________________、______________________________________和用血球計數(shù)板計數(shù)時出現(xiàn)錯誤等。 答案　(1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　有氧呼吸和無氧呼吸 (2)乙醇含量過高　培養(yǎng)液的pH下降　(3)酵母菌進行無氧呼吸，產(chǎn)生的能量少　酵母菌種群數(shù)量增多　(4)取樣時培養(yǎng)液未搖勻，從底部取樣　未染色，統(tǒng)計的菌體數(shù)包含了死亡的菌體 1．有關(guān)“探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量動態(tài)變化”的實驗，正確的敘述是(　　)。 A．改變培養(yǎng)液的pH不影響K值(環(huán)境容納量)大小 B．用樣方法調(diào)查玻璃容器中酵母菌數(shù)量的變化 C．取適量培養(yǎng)液滴于普通載玻片后對酵母菌準確計數(shù) D．營養(yǎng)條件并非影響酵母菌種群數(shù)量變化的唯一因素 答案　D 解析　營養(yǎng)條件、pH和溫度的變化都會影響種群數(shù)量。 2．如圖表示出生率、死亡率和種群密度的關(guān)系，據(jù)此分析得出的正確表述是(　　)。 A．在時控制有害動物最有效 B．圖示規(guī)律可作為控制人口增長的依據(jù) C．該圖可用于實踐中估算種群最大凈補充量 D．在時捕撈魚類最易得到最大日捕獲量 答案　C 解析　從圖中看出，時凈補充量最大，此時不是控制有害動物的最有效時間，而應(yīng)在之前。種群密度越高，數(shù)量越多，所以日捕獲量最大應(yīng)為K時。 3．某研究所調(diào)查發(fā)現(xiàn)：某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，其種群數(shù)量增長速率隨時間變化的曲線如圖所示，請分析回答問題： (1)在t0～t2時間內(nèi)，種群數(shù)量增長曲線呈________型曲線；若在t2時種群數(shù)量為N，則在t1時種群數(shù)量為________。t1時該種群的年齡組成可能為________。 (2)捕獲該魚的最佳時期為________時，原因是______________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在t2時期后，該魚種群數(shù)量變化將呈現(xiàn)________狀態(tài)，主要原因是__________________、______________________。 答案　(1)“S”　　增長型　(2)t3　在t1時種群增長速率最大，t3時捕獲該魚并使捕撈后維持在t1時的數(shù)量，獲得的量較大且不影響該魚類資源的再生　(3)波動　種內(nèi)斗爭加劇　捕食者數(shù)量增加 解析　(1)t0～t2時間內(nèi)種群數(shù)量增長應(yīng)呈現(xiàn)“S”型曲線，若在t2時種群數(shù)量為N，則t1時對應(yīng)。t1時種群的年齡組成呈增長型。(2)由于t1時種群增長率最大，資源更新能力最強，故t3時捕撈有利于獲得較大捕獲量且不影響資源更新。(3)在t2時期后種群數(shù)量變化將呈波動狀態(tài)，原因是種內(nèi)斗爭加劇、天敵增加等。 基礎(chǔ)鞏固 1．數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達；②觀察研究對象，提出問題；③通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正；④提出合理的假設(shè)。下列排列順序正確的是(　　)。 A．①②③④ B．②④①③ C．④①②③ D．③①②④ 答案　B 解析　建立數(shù)學(xué)模型的大致過程是以下幾個步驟：首先要觀察研究對象并且分析、研究實際問題的對象和特點，提出問題；其次選擇具有關(guān)鍵性作用的基本數(shù)量關(guān)系并確定其間的相互關(guān)系，提出合理假設(shè)；接下來就要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達，建立起數(shù)學(xué)模型；最后一般要通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗和修正。 2．如圖所示為一個鼠群遷入一個新的生態(tài)系統(tǒng)后的增長曲線。試分析在曲線中哪段表示食物最可能成為鼠群繁殖速度的限制因素(　　)。 A．EF段 B．DE段 C．CD段 D．BC段 答案　A 解析　一個種群遷入一個新環(huán)境后的初期，由于生活空間大，生活資源十分豐富，天敵少，競爭者少，種群將呈“J”型曲線增長。隨著種群數(shù)量的增加，必然導(dǎo)致種群密度上升，生活空間和食物資源減少，種內(nèi)競爭加劇，從而使種群增長減緩，并趨于停止，表明在此段內(nèi)最可能成為鼠群繁殖速度的限制因子。 3．下列關(guān)于種群數(shù)量變化的敘述，錯誤的是(　　)。 A．種群的數(shù)量變化受多種因素的影響，所以常常會出現(xiàn)波動 B．種群數(shù)量的變化主要由遷入率和遷出率、出生率和死亡率引起 C．在自然界中，種群的增長一般是“J”型曲線 D．在自然界中，種群的增長一般是“S”型曲線 答案　C 解析　種群的“J”型增長，只有在空間無限、資源無限、不存在任何天敵的條件下才有可能，一個種群進入一個新環(huán)境，一定時間內(nèi)會出現(xiàn)“J”型增長，但當種群數(shù)量達到環(huán)境條件所允許的最大值(K值)時，種群將停止增長，此時就會出現(xiàn)“S”型曲線。 鞏固提升 4.在一個玻璃容器內(nèi)，裝入一定量的符合小球藻生活的營養(yǎng)液，接種少量的小球藻，每隔一段時間測定小球藻的個體數(shù)量，繪制成曲線，如圖所示。下列4圖中能正確表示小球藻種群數(shù)量增長速率隨時間變化趨勢的曲線是(　　)。 答案　D 解析　由于小球藻的種群增長曲線為“S”型，其增長速率在不同時間應(yīng)有較大差異，即隨種群對環(huán)境的適應(yīng)增長速率增大，當個體數(shù)目達到處，增長速率最大，之后隨種群密度增大，種內(nèi)斗爭加劇，天敵增多等，從而導(dǎo)致增長速率下降，當個體數(shù)目達到K值處增長速率變?yōu)?，因而應(yīng)選D。 5．環(huán)保工作者對某地區(qū)最主要的草食動物——野兔種群數(shù)量進行連年監(jiān)測，得到如下圖所示的數(shù)量增長變化(λ)曲線(λ＝t月種群數(shù)量/(t－1)月種群數(shù)量)。據(jù)圖分析下列敘述正確的是(　　)。 A．第1年至第3年該種群的出生率相同 B．第4年初至第5年中期，種群數(shù)量呈“S”型增長 C．第3年末種群數(shù)量與第5年中期種群數(shù)量相等 D．野兔的種群數(shù)量在第6年末達到K值 答案　B 解析　在第1～3年間，由于λ基本上等于1，種群增長率為0，出生率等于死亡率，種群數(shù)量基本穩(wěn)定，但出生率不一定相同，A錯誤；在第4年初至第5年中期，種群數(shù)量先增加的快，后增加的慢，種群數(shù)量呈“S”型增長，B正確；C錯在第3年末種群數(shù)量小于第5年中期種群數(shù)量，因為增長率大于1；野兔的種群數(shù)量應(yīng)該在第5年中期達到K值，所以D錯誤。 6．下列關(guān)于種群數(shù)量變化的敘述中，不正確的是(　　)。 A．在理想條件下，種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型為：Nt＝N0λt B．一個物種引入新的地區(qū)后，一定呈“J”型增長 C．對家鼠等有害動物的控制，要盡量降低其K值 D．一個呈“S”型增長的種群，數(shù)量在左右時增長速率最大 答案　B 解析　在理想條件下，種群呈“J”型曲線增長，一個物種引入一個新的地區(qū)，可能呈“J”型增長也可能不適應(yīng)當?shù)氐淖匀画h(huán)境而被淘汰；我們可以通過硬化地面等措施來降低環(huán)境容納量以控制家鼠的種群數(shù)量。 7．下圖是黃海某種魚的種群數(shù)量增長曲線。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)。 A．a(chǎn)點時組成該種群的個體全為幼年個體 B．b點時的種群大小能夠提供最大持續(xù)產(chǎn)量 C．c點時該種群年齡組成為衰退型 D．d點時該種群增長率最大 答案　B 解析　曲線上各點的個體中均有不同年齡階段的個體，只是比例不同而已，A錯誤；b點時，種群數(shù)量為，此時種群增長速率最大，若將種群數(shù)量維持在該水平上，將獲得最大的持續(xù)產(chǎn)量，B正確；c點時種群數(shù)量仍在上升，則該種群年齡組成為增長型，C錯誤；d點時種群數(shù)量達到K值，出生率等于死亡率，增長速率為0，D錯誤。 8．如圖是探究影響酵母菌種群數(shù)量變化因素時獲得的實驗結(jié)果。有關(guān)分析正確的是(　　)。 A．O點時酵母菌的接種量會影響酵母菌的發(fā)酵速率 B．M點前酵母菌不進行細胞呼吸 C．N點時酵母菌種群增長速率最大 D．P點以后酵母菌數(shù)量下降只與酒精濃度有關(guān) 答案　A 解析　酵母菌種群的數(shù)量會影響發(fā)酵速率，由于接種量會影響種群的數(shù)量，所以也會影響發(fā)酵速率；M點前酵母菌進行的是有氧呼吸，不產(chǎn)生酒精；N點時種群數(shù)量已達到最大值，增長速率不再變化；P點種群數(shù)量的減少與酒精濃度、營養(yǎng)物質(zhì)的減少等多種因素有關(guān)。 9．某研究性學(xué)習(xí)小組通過資料查找發(fā)現(xiàn)：在15～35 ℃范圍內(nèi)，酵母菌種群數(shù)量增長較快。為了探究酵母菌種群增長的最適溫度是多少，他們設(shè)置了5組實驗，每隔24 h取樣檢測一次，連續(xù)觀察7 d。下表是他們進行相關(guān)探究實驗所得到的結(jié)果：(單位：106個/mL) 溫度 (℃) 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次 0 h 24 h 48 h 72 h 96 h 120 h 144 h 168 h 15 1.2 3.0 3.8 4.6 4.0 3.2 2.8 2.5 20 1.2 5.0 5.3 4.2 2.1 1.2 0.8 0.6 25 1.2 5.2 5.6 4.6 2.9 1.0 0.6 0.2 30 1.2 4.9 5.5 4.8 2.2 1.3 0.7 0.5 35 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 1.3 0.8 0.6 請據(jù)表分析回答下列問題： (1)實驗過程中，每隔24 h取一定量的酵母菌培養(yǎng)液，用血細胞計數(shù)板在顯微鏡下進行細胞計數(shù)，并以多次計數(shù)的平均值估算試管中酵母菌種群數(shù)量，這種方法稱為________法。 (2)據(jù)表分析，酵母菌種群數(shù)量增長的最適溫度約是________℃。在上述實驗條件下，不同溫度下酵母菌種群數(shù)量隨時間變化的相同規(guī)律是______________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)請在坐標中畫出上述實驗過程中不同溫度條件下培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量達到K值時的柱形圖。 (4)為了使實驗數(shù)據(jù)更加準確，需要嚴格控制實驗中的_____________________________等無關(guān)變量。同一溫度條件下，若提高培養(yǎng)液中酵母菌起始種群數(shù)量，則該組別中酵母菌到達K值的時間將________(填“增加”、“減少”或“保持不變”)；若其他條件保持不變，適當提高培養(yǎng)液的濃度，則該組別的K值將________(填“增加”、“減少”或“保持不變”)。 答案　(1)抽樣檢測　(2)25　在一定時間范圍內(nèi)，酵母菌的種群數(shù)量隨培養(yǎng)時間的延長而不斷增長；達到最大值后，隨時間的延長酵母菌的種群數(shù)量逐漸下降(或酵母菌的種群數(shù)量先增后減)　(3)如圖(柱形分布合理、數(shù)值大致正確即可) (4)培養(yǎng)液的營養(yǎng)物質(zhì)種類和濃度、pH、溶氧量、接種量　減少　增加 解析　(1)利用血球計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)是一種常用的細胞計數(shù)法，一般用于單細胞微生物數(shù)量的測定，根據(jù)在顯微鏡下觀察到的細胞數(shù)目來計算單位體積的細胞的總數(shù)目，故這種方法稱為抽樣檢測法。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，在25 ℃時，酵母菌種群數(shù)量增長最大，因而酵母菌種群數(shù)量增長的最適溫度是25 ℃。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：隨時間的增加，種群數(shù)量是先增加后減少。(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可畫出柱形圖，注意柱形圖的分布以及數(shù)值比例情況。(4)在實驗中，無關(guān)變量與自變量都會對實驗因變量產(chǎn)生影響，為排除干擾，在實驗過程中要保證無關(guān)變量的一致性。該實驗的無關(guān)變量有培養(yǎng)液的營養(yǎng)物質(zhì)種類和濃度、pH值、溶氧量、接種量等。同一溫度條件下，若提高培養(yǎng)液中酵母菌起始種群數(shù)量，將增加種群繁殖量，則該組別中酵母菌到達K值的時間將減少；若其他條件保持不變，適當提高培養(yǎng)液的濃度，即培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)適當增加，酵母菌的數(shù)量會因此而增加，則該組別的K值將增加。 10．某野外調(diào)查小組對某地區(qū)種群進行深入調(diào)查，獲得了下面有關(guān)信息資料。 如圖表示某物種遷到一個新環(huán)境后，其種群數(shù)量的變化情況。 (1)從曲線的走勢來看，該種群剛遷入時，經(jīng)歷了一個快速的增長期，曲線呈現(xiàn)出近似________增長；當種群數(shù)量越來越多，由于環(huán)境條件有限，曲線呈現(xiàn)出________增長；最后曲線呈現(xiàn)出有規(guī)律的________。 (2)該種群的環(huán)境容納量(K值)大約對應(yīng)于圖中的哪個點？____________。 (3)如果此種群是魚類，應(yīng)如何捕撈才能使效益最高？____________。 (4)某一地區(qū)xx年人口普查時有10萬人，xx年比xx年增長1%。請預(yù)測按照此增長速率，xx年該地區(qū)的人口將有多少？____________(寫出計算式即可)。在生物圈中，人口的K值是有限的。人口增長過快對生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生沉重的壓力。為此我們應(yīng)采取的對策是____________________________________。 答案　(1)“J”型　“S”型　波動　(2)b (3)捕撈后種群數(shù)量控制在d點左右 (4)Nt＝10(1＋1%)6萬　控制人口數(shù)量，加大資源和環(huán)境保護力度 解析　(1)由于種群剛遷入時的增長較快，曲線呈現(xiàn)出近似“J”型增長，而由于環(huán)境阻力的存在曲線呈“S”型增長，最后呈波動趨勢。(2)環(huán)境的最大容納量應(yīng)該位于波動的中間值。(3)捕撈后在(d點)左右時種群的增長速率是最大的。(4)由于此種群的λ是固定不變的，為(1＋1%)，代入公式Nt＝N0λt，即可得出。 走進高考 11．(xx重慶卷，4)下圖為某地東亞飛蝗種群變化示意圖，下列敘述錯誤的是(　　)。 A．為有效防止蝗災(zāi)，應(yīng)在a點之前及時控制種群密度 B．a(chǎn)～b段，該種群的增長率與種群密度之間呈正相關(guān) C．利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止c點出現(xiàn) D．控制種群數(shù)量在d～e水平，可大幅度降低蝗蟲對各種植物的危害 答案　B 解析　從東亞飛蝗的種群數(shù)量變化趨勢看，O點到b點所對應(yīng)的時間段，種群的增長大致呈“S”型，a點為“S”型曲線的轉(zhuǎn)折期，此時蝗蟲種群有最快的增長速率，故防治時間應(yīng)在a點之前，否則無法達到防治的效果，A對；“S”型增長的種群增長率一直是下降的，故與逐漸上升以至穩(wěn)定的種群密度變化不呈正相關(guān)，B錯；利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例后，蝗蟲種群內(nèi)的雌雄比例失調(diào)，導(dǎo)致種群內(nèi)出生率下降，可防止種群增長至c點，C對；把東亞飛蝗的種群數(shù)量控制在較低水平，能使被啃食的植物等生產(chǎn)者較少，使生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物種組成和數(shù)目受影響較小，D對。 12．(xx山東卷，26節(jié)選)稻田中除了水稻外，還有雜草、田螺等生物。 (1)調(diào)查稻田中田螺種群密度時可以采用樣方法，選取樣方的關(guān)鍵是________。根據(jù)下面的取樣調(diào)查表可估算出稻田中田螺的種群密度為________。 樣方編號 1 2 3 4 5 6 樣方面積/m2 1 1 1 1 1 1 田螺數(shù)量/只 15 18 15 19 15 14 (2)稻田中經(jīng)控制后的有害生物密度與所需的防治成本有關(guān)，并影響作物的價值。圖中曲線________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示將有害生物控制在不同密度時的防治成本。若將有害生物密度分別控制在圖中A、B、C三點，則控制在________點時收益最大。 答案　(1)隨機取樣　16　(2)Ⅰ　B 解析　(1)樣方法中取樣的關(guān)鍵是做到隨機取樣，不能摻有人的主觀因素；田螺的種群密度取各樣方的平均值：(15＋18＋15＋19＋15＋14)/6＝16(只/m2)。 (2)作物價值與防治的成本之間的差值為收益。經(jīng)控制后的有害生物的密度越小，防治成本越高，但作物價值也大，反之，經(jīng)控制后的有害生物的密度越大，防治成本越低，但作物價值也越低。所以防治成本為曲線Ⅰ。選A、B、C三點中B點防治最好，此時二者差值最大，即收益最大。