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【備考2023】高中生物新教材一輪復習學案
第28講　種群及其動態
[素養目標]
1．通過“J”形增長和“S”形增長的數學模型的分析與比較，培養歸納比較及運用模型分析問題的能力。(科學思維、科學探究)
2．通過歸納種群數量變化在實踐中的應用，形成關注生產實踐、學以致用的態度。(社會責任)
　種群的特征及種群密度的調查方法
1．種群的數量特征
(1)種群密度是種群最基本的數量特征。
(2)直接決定種群密度的是出生率和死亡率、遷入率和遷出率。
(3)年齡結構在一定程度上能預測種群數量的變化趨勢。年齡結構是通過影響出生率和死亡率間接影響種群密度的。
年齡結構
(4)性別比例是通過影響出生率間接影響種群密度的。
2．種群密度的調查方法
(1)逐個計數法：分布范圍較小、個體較大的種群，如調查山坡上的珙桐密度。
(2)估算法
①黑光燈誘捕法：對于趨光性昆蟲，還可以用黑光燈進行燈光誘捕的方法調查種群密度。
②樣方法和標記重捕法
項目 樣方法 標記重捕法
調查對象 植物或活動范圍小的動物 活動能力強、活動范圍大的動物
調查程序 確定調查對象 ↓ 捕獲并標記個體數(數量為M) ↓ 重捕、計數 ↓ 計算種群數量：N＝M·
1．(選擇性必修2 P2正文)調查動物種群密度只能用標記重捕法。(×)
2．(選擇性必修2 P3正文)種群密度反映了種群在一定時期的數量，但是僅靠這一特征還不能反映種群數量的變化趨勢。(√)
3．(選擇性必修2 P4正文)出生率和死亡率、遷入率和遷出率直接決定種群密度。(√)
4．(選擇性必修2 P4正文)大量誘殺雄性個體不會影響種群的密度。(×)
5．(選擇性必修2 P5“探究·實踐”)用樣方法調查植物的種群密度時，要選擇生長茂盛處取樣。(×)
1．選擇性必修2 P2正文：黑光燈誘捕昆蟲和性外激素誘殺害蟲的原理相同嗎？分別屬于生態系統中的何種信息傳遞？
提示：原理不同。前者利用了昆蟲的趨光性，后者利用了昆蟲之間通過化學物質傳遞信息的原理。前者屬于物理信息，后者屬于化學信息。
2．選擇性必修2 P4“思考·討論” 節選：年齡結構為穩定型的種群，種群數量在近期一定能保持穩定嗎？
提示：年齡結構為穩定型的種群，種群數量也不一定總是保持穩定。這是因為出生率和死亡率不完全決定于年齡結構，還會受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響。此外，種群數量還受遷入率和遷出率的影響。
3．選擇性必修2 P5“探究·實踐” 節選：調查雙子葉植物的種群密度，為什么強調隨機取樣？
提示：為了確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使通過樣方統計的結果(估算值)能更接近真實的情況。
1．種群年齡結構的類型及判斷技巧[科學思維]
(1)統計圖
(2)曲線圖和柱形圖
項目 增長型 穩定型 衰退型
曲線圖
柱形圖
(3)各圖示共性及判斷技巧
無論何種圖形，均應注意各年齡段個體的比例。增長型中的幼年個體多、老年個體少；穩定型中的各年齡段個體比例適中；衰退型中的幼年個體少、老年個體多。
2．調查種群密度方法中的注意事項[科學思維]
(1)選取樣方時，要注意隨機取樣。對于方形地塊常用五點取樣法(如圖甲)，狹長地塊常用等距取樣法(如圖乙)。
(2)樣方法中計數要準確。同種生物個體無論大小都要計數，若有正好處在邊界線上的，應遵循“計上不計下，計左不計右”的原則，如圖：
注：圖甲為方形樣方，圖乙為圓形樣方，實心圈表示要統計或測量的個體，虛線表示圓形樣方的直徑。
(3)標記重捕法中標記物要合適，不能過于醒目；不能影響被標記對象的正常生理活動；標記物不易脫落，能維持一定時間。
(4)標記重捕法中兩次捕捉間種群數量要穩定：被調查種群在調查期間沒有大量遷入和遷出、出生和死亡的現象。
3．利用標記重捕法估算種群密度的誤差分析[科學思維]
[探究意圖：以種群特征為情境信息考查理解能力]
如圖是有關種群特征的概念圖，據圖分析：
(1)圖中①～⑤分別代表種群的什么特征？
提示：①～⑤分別代表種群密度、出生率、死亡率、年齡結構和性別比例。其中，年齡結構既影響出生率又影響死亡率，但性別比例只影響出生率。
(2)春運期間，影響北京、廣州等城市人口數量變化的主要因素是什么？
提示：遷入率和遷出率。
(3)利用性引誘劑誘殺害蟲為什么會降低害蟲的種群密度？
提示：性引誘劑誘殺害蟲會導致害蟲的性別比例失調，降低出生率，從而降低種群密度。
(4)某生物學家對某地的蝗蟲種群進行研究后大膽預測：不久后蝗災會更加嚴重，他得出此結論的依據最可能是什么？
提示：蝗蟲的年齡結構為增長型。
突破點1　
1．下列有關種群的敘述，正確的是(　　)
A．種群是物種在自然界中的具體存在單位
B．兩個不同的種群，種群密度大的種群數量也大
C．種群密度是最基本的種群數量特征，可以用來反映種群的數量變化趨勢
D．一個種群的出生率大于死亡率，可預測該種群數量將上升
解析：種群是物種在自然界中的具體存在單位，A項正確；兩個不同的種群，種群密度大的種群分布面積不一定大，因此數量不一定大，B項錯誤；種群密度是最基本的種群數量特征，但不能反映種群的數量變化趨勢，C項錯誤；出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群數量的因素，出生率大于死亡率不一定導致種群數量上升，D項錯誤。
答案：A
2．(多選) (2021·山東卷)種群增長率是出生率與死亡率之差，若某種水蚤種群密度與種群增長率的關系如圖所示。下列相關說法錯誤的是(　　)
A．水蚤的出生率隨種群密度的增加而降低
B．水蚤種群密度為1個/cm3時，種群數量增長最快
C．單位時間內水蚤種群的增加量隨種群密度的增加而降低
D．若在水蚤種群密度為32個/cm3時進行培養，其種群的增長率會為負值
解析：圖中，隨著種群密度的增加，種群增長率逐漸降低，這符合“S”形增長曲線的特點，在種群“S”形增長中，出生率和死亡率的起點不同，出生率高于死亡率，隨著出生率的下降，死亡率的上升，種群增長率逐漸降低，A正確；在種群“S”形增長中，數量為K/2(約為12個/cm3)時，種群數量增長最快，B錯誤；單位時間內水蚤種群的增加量即為種群增長速率，在種群“S”形增長中，種群增長速度先增加后降低，C錯誤；根據圖中趨勢，水蚤種群密度大于24個/cm3時進行培養，其種群的增長率會為負值，D正確。
答案：BC
明辨種群數量特征的四個易誤點
(1)種群數量不等于種群密度：種群密度是種群在單位面積或單位體積中的個體數，強調“單位面積或單位體積”，即種群數量多，種群密度不一定大。
(2)決定種群密度變化的直接因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率。在具體環境中的種群要根據實際情況分析。
(3)決定種群密度的間接因素：年齡結構和性別比例。其中年齡結構既能影響出生率，又能影響死亡率，而性別比例只能影響出生率。
(4)預測種群數量變化趨勢的依據：年齡結構。但這種趨勢不一定能實現，還要看影響種群密度變化的其他因素，如氣候、食物、天敵等環境因素的變化。
突破點2　
3．某實驗小組為了檢驗某除草劑對稻田稗草的防治效果，做了對照實驗，施加除草劑60天后調查稗草的種群密度。取樣的方法為每組實驗隨機選取3個樣方，每個樣方為1 m2。調查結果為對照組5.75株/m2，實驗組35.00株/m2。下列對該實驗的解讀或評述正確的是(　　)
A．樣方數量過少，面積適當
B．樣方面積過小，數量適當
C．雜草株數應為整數，對照組數據有誤
D．實驗組數據可信，該除草劑施用效果顯著
解析：稗草為草本植物，所以應隨機設置1 m2樣方若干，只隨機取3個樣方，則樣方數量過少，A正確，B錯誤；由于取3個樣方平均值，所以雜草株數可以為整數，也可以是非整數，C錯誤；由于隨機取樣數量過少，偶然性較大，所以實驗組數據不可信，D錯誤。
答案：A
4．某研究機構對我國北方草原布氏田鼠進行了調查。調查樣方總面積為2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)。在調查區內，放置100個捕鼠籠，在一夜間對布氏田鼠進行初捕，將捕獲的鼠經標記后在原地釋放。3日后，在同一地方再放置同樣數量的捕鼠籠進行重捕，結果如下表所示。下列有關敘述正確的是(　　)
項目 捕獲數(只) 標記數(只) 雌性個體數(只) 雄性個體數(只)
初捕 32 32 14 18
重捕 36 4 18 18
A.此調查方法可以用來調查草地中跳蝻的種群密度
B．綜合兩次捕獲情況，該田鼠種群的性別比例(♀/♂)為7/9
C．該草地布氏田鼠的平均種群密度約為144只/hm2
D．事實上田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，上述計算所得的平均種群密度與實際種群密度相比可能會偏低
解析：跳蝻活動范圍小，一般采用樣方法進行調查；根據兩次捕獲的田鼠中雌雄個體數可得種群中性別比例為♀/♂＝(14＋18)÷(18＋18)＝32/36＝8/9；根據標記重捕法理論計算公式N＝M·，若田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，即m值減小，N值會增大；該草地中布氏田鼠的平均密度為32×36÷4÷2＝144(只/hm2)。
答案：C
　種群數量的變化及影響種群數量變化的因素
1．建構種群增長模型的方法
(1)數學模型：用來描述一個系統或它的性質的數學形式。
(2)建構步驟
(3)表達形式
①數學方程式：科學、準確，但不夠直觀。
②曲線圖：直觀，但不夠精確。
2．種群的“J”形增長和“S”形增長
項目 “J”形增長 “S”形增長
增長模型
前提條件 食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等 資源和空間有限、受其他生物的制約等
曲線特點 種群數量以一定的倍數連續增長，沒有K值 種群數量達到環境容納量，即K值后，將停止增長
3.種群數量的波動
(1)大多數生物的種群數量總是在波動中。處于波動中的種群，在某些特定條件下可能出現種群爆發。
(2)當種群長期處于不利條件下，種群數量會出現持續性的或急劇的下降。
(3)當一個種群數量過少，種群可能會由于近親繁殖等而衰退、消亡。
4．影響種群數量變化的因素
(1)非生物因素對種群數量變化的影響
①非生物因素的種類：主要包括陽光、溫度、水等。
②非生物因素對種群數量變化的影響往往是綜合性的。
(2)生物因素對種群數量變化的影響
①種內關系：隨種群數量增長種內競爭加劇，會影響種群數量進一步增長。
②種間關系
a．競爭和捕食都會影響種群數量變化。
b．作為宿主的動物被寄生蟲寄生，細菌或病毒引起的傳染病也會影響種群數量變化。
(3)密度制約因素和非密度制約因素
①密度制約因素：食物和天敵等生物因素對種群數量的作用強度與該種群的密度是相關的。
②非密度制約因素：氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災等自然災害，對種群的作用強度與該種群的密度無關。
5．種群研究的應用
(1)在野生生物資源的合理利用和保護、有害生物的防治等方面都有重要意義。
(2)指導農牧業和漁業生產，如中等強度的捕撈(捕撈量在K/2左右)有利于持續獲得較大的魚產量。
1．(選擇性必修2 P9正文)種群的“J”形增長曲線中，N為該種群的起始數量，λ為時間。(×)
2．(選擇性必修2 P9正文)保護大熊貓的根本措施是提高環境容納量。(√)
3．(選擇性必修2 P15正文)在自然界，一個種群不一定都與其他種群有著密切的關系。(×)
4．(選擇性必修2 P15正文)松鼠以紅松、云杉等植物的種子為食，但其種群數量與食物的豐欠并不相關。(×)
5．(選擇性必修2 P16正文)若要確定合適的捕撈量就需要研究捕撈量與種群數量變化之間的關系。(√)
1．選擇性必修2 P13～14“思考·討論” 節選：在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝黃花的有較大差異，這是為什么？
提示：不同種植物對光照條件的適應性是有差異的。
2．選擇性必修2 P16“旁欄思考”：漁網網目不能過小，否則會影響來年魚產量。這是為什么？請從種群特征的角度作出解釋。
提示：如果漁網網目過小，許多幼魚也會被捕撈上來，影響魚種群的年齡結構，從而影響魚種群的出生率，造成來年魚產量降低。
1．種群數量增長的“J”形和“S”形兩種曲線的分析[科學思維]
項目 “J”形增長 “S”形增長
曲線模型
前提條件 理想狀態：資源無限、空間無限、不受其他生物制約 現實狀態：資源有限、空間有限、受其他生物制約
增長率和增長速率
K值有無 無K值 有K值
[提醒]
(1)λ≠增長率
λ指種群數量是前一年種群數量的倍數(λ＝Nt/Nt－1)。根據Nt＝N0λt，可得t年后的種群數量。而增長率指一段時間結束時種群數量相對于初始種群數量的增加部分占初始種群數量的比例，種群增長率＝(Nt－Nt－1)/Nt－1＝Nt/Nt－1－Nt－1/Nt－1＝λ－1。
(2)增長率≠增長速率
增長速率指的是單位時間內種群數量增加的數目，增長率是一個比值。
2．明確K值的三個易錯點[科學思維]
(1)K值不是一成不變的：K值會隨著環境的改變而發生變化，當環境遭到破壞時，K值可能會下降；當環境條件狀況改善時，K值可能會上升。
(2)在環境條件穩定，K值一定的情況下，種群數量也不是一成不變的：會在K值附近上下波動。當種群數量偏離K值的時候，會通過負反饋調節使種群數量回到K值。
(3)K值并不是種群數量的最大值：K值是環境容納量，即一定環境條件所能維持的種群最大數量；種群所達到的最大值會超過K值，但這個值存在的時間很短，因為環境條件已遭到破壞。
3．K值與K/2的應用[社會責任]
[提醒]
(1)最大捕撈量≠最大日捕撈量
①種群數量達K/2時及時捕撈可以獲得可持續利用的最大捕撈量但不能獲得最大日捕撈量。
②種群數量達K值時捕撈可獲得最大日捕撈量。
(2)對家鼠等有害動物的控制，應通過打掃衛生、做好糧食儲存、硬化地面、飼養天敵等來降低其環境容納量。
[探究意圖：以種群數量增長模型為情境信息考查理解及問題解決能力]
下圖表示的是種群數量增長中的兩個經典曲線模型，請解讀相關問題：
(1)圖甲中b曲線的形成過程中何時出現了環境阻力、曲線a、b哪條更符合自然界的種群數量變化實況？
提示：b曲線的形成過程中始終存在環境阻力，此類曲線更符合自然界的種群數量變化實況。
(2)調查某地烏鴉連續20年的種群數量變化，如圖乙所示，圖中λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數，請思考：
①前4年種群數量應為增大、減小還是基本不變？
提示：基本不變(因為λ＝1)。
②圖中第4年和第10年的烏鴉種群數量是否相同？圖中顯示第8年種群數量最少，對嗎？
提示：不相同。在第4年到第10年間，λ＜1，說明種群數量在減少，到第9或第10年種群數量最少，而不是第8年最少。
③第16～20年烏鴉種群數量將如何增長？為什么？
提示：“J”形增長，因為λ＞1且恒定。
突破點1　
1．下列關于種群數量變化的表述，正確的是(　　)
A．一個種群遷入新的地區后，其種群數量增長的數學模型一定為Nt＝N0λt
B．在環境條件變化的情況下，種群數量都會在K值附近波動
C．在環境條件不變的情況下，種群的增長都有在K值上下維持穩定的趨勢
D．自然界的種群增長到一定程度都會在K值保持穩定，因此都呈“S”形增長
解析：一個種群遷入新的地區后，只有該地條件適宜、空間充足且沒有天敵的條件下，其種群數量增長的數學模型才是Nt＝N0λt，A錯誤；在環境條件變化的情況下，種群數量不一定會在K值附近波動，例如環境被破壞，其K值可能會大幅度減小，B錯誤；在環境條件不變的情況下，種群的增長都有在K值上下維持穩定的趨勢，C正確；自然界的種群增長到一定程度不一定會在K值保持穩定，還要看環境是否改變，D錯誤。
答案：C
2．如圖為某種群的出生率和死亡率隨時間變化的示意圖，下列相關敘述正確的是(　　)
A．該圖可表示池塘中養殖的某些魚類種群的增長
B．該種群的數量不斷增大，增長速率先增大后減小
C．該種群的增長率不變，種群數量呈“J”形曲線增長
D．該種群數量的增長速率主要受環境阻力的影響
解析：池塘中養殖的魚類的種群數量受資源和空間限制，呈“S”形曲線增長，A錯誤；該種群數量呈“J”形曲線增長，種群的數量不斷增大，種群數量的增長速率不斷增大，B錯誤；該種群增長率(出生率－死亡率)不變，種群數量呈“J”形曲線增長，C正確；該種群是在理想條件下，無環境阻力，D錯誤。
答案：C
1．一個物種引入新的地區后，其種群數量一定呈“J”形增長嗎？為什么？
提示：一個物種引入新的地區后，如果不適應該環境將逐漸減少甚至滅亡，如果適應該環境，在開始一段時間內會呈“J”形增長，但是由于環境資源是有限的，最終會呈現“S”形曲線增長。
2．環境容納量是指__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：一定的環境條件所能維持的種群最大數量
突破點2　
3．圖甲、圖乙為種群數量變化的相關曲線，下列敘述正確的是(　　)
A．圖乙可表示圖甲中模型Ⅰ的種群增長特點
B．圖乙表示種群數量經過15年的變化恢復到初始水平
C．圖甲曲線Ⅰ中若Nt＋1＝Nt×λ，則該種群增長率為(λ－1)×100%
D．若沒有天敵存在，則種群數量增長曲線一定為圖甲中的曲線Ⅰ
解析：圖甲中曲線Ⅰ為種群增長的“J”形曲線，其增長速率是一直增大的，圖乙中的曲線表示圖甲中的Ⅱ的種群增長特點，A錯誤；圖乙中的曲線表示種群在15年中的種群增長速率的變化，所以15年后種群數量達到最大值，B錯誤；若Nt＋1＝Nt×λ，增長率＝(Nt＋1－Nt)/Nt×100%＝(Nt＋1/Nt－1)×100%＝(λ－1)×100%，則該種群增長率為(λ－1)×100%，C正確；圖甲中曲線Ⅰ為種群增長的“J”形曲線，“J”形曲線是在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想狀態下的種群增長曲線，沒有天敵存在可能還存在其他限制因素，D錯誤。
答案：C
不同曲線模型中的“K值”與“K/2”
圖中A、B、C、D對應的種群數量為K值，A′、C′、D′對應的種群數量為K/2。
突破點3　
4．(2022·山東淄博一模)下表為某地人工柳樹林中，林下幾種草本植物的種群密度(平均值，單位：株/m2)隨林木郁閉度(林冠層遮蔽地面的程度)變化的調查數據，表中數據說明(　　)
郁閉度 植物　　　　 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
一年蓬 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4
加拿大一枝黃花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2
刺兒菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0
A.影響植物種群密度的主要環境因素是陽光
B．3種不同植物，對光照條件的適應性相同
C．隨著郁閉度的增大，3種植物種群密度都下降
D．溫度、水等因素也能影響3種植物的種群密度
解析：郁閉度是指林冠層遮蔽地面的程度，即影響植物種群密度的主要環境因素是陽光，A正確；3種不同植物，對光照條件的適應性不相同，B錯誤；隨著郁閉度的增大，刺兒菜的種群密度先升高后下降，C錯誤；郁閉度主要代表的是光照強度，故表中數據不能說明溫度、水等因素也能影響3種植物的種群密度，D錯誤。
答案：A
5．(多選)蝗蟲卵會在特定的月份發育為跳蝻，這是治蝗的關鍵時期。在此期間，研究人員為了探究某地招引粉紅椋鳥治蝗效果，對防控區跳蝻密度的變化情況和對照區的進行比較，每隔一段時間進行一次調查，結果見表。下列敘述合理的是(　　)
不同時間防控區和對照區中的跳蝻密度
調查序號 跳蝻密度/(頭/m2)
防控區 對照區
第1次 51.3 37.8
第2次 27.9 36.5
第3次 6.6 21.8
第4次 0.0 15.5
A.在調查時，可采用樣方法調查跳蝻密度
B．在調查期間，對照區跳蝻密度不會超過37.8頭/m2
C．從實驗結果分析，招引粉紅椋鳥具有一定治蝗效果
D．由實驗結果推測，跳蝻密度變化還受自身及其他外界因素影響
解析：跳蝻活動能力弱，可以采用樣方法來調查跳蝻的密度，A正確；調查期間，因為各種不確定因素，對照區跳蝻密度可能會超過37.8頭/m2，B錯誤；實驗結果表明，招引粉紅椋鳥后，跳蝻的密度會下降，說明招引粉紅椋鳥具有一定治蝗效果，C正確；對照組未經任何干預，跳蝻密度也會下降，說明跳蝻密度變化受自身和其他外界因素影響，D正確。
答案：ACD
　實驗：探究培養液中酵母菌種群數量的變化
1．實驗原理
(1)用液體培養基(培養液)培養酵母菌，種群的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。
(2)在理想的環境條件下，酵母菌種群的增長呈“J”形曲線；在有環境阻力的條件下，酵母菌種群的增長呈“S”形曲線。
(3)計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法。
2．實驗步驟
1．實驗注意事項
(1)本實驗不需要設置對照實驗，因不同時間取樣已形成對照；需要做重復實驗，目的是盡量減少誤差，需對每個樣品計數三次，取其平均值。
(2)從試管中吸出培養液進行計數前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。
(3)制片時，先將蓋玻片放在計數室上，用吸管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入。多余培養液用濾紙吸去。
(4)制好裝片后，應稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計數室底部，再用顯微鏡進行觀察、計數。
(5)顯微鏡計數時，對于壓在小方格界線上的酵母菌，應遵循“數上線不數下線，數左線不數右線”的原則計數。
(6)如果一個小方格內酵母菌過多，難以數清，應當稀釋培養液重新計數，以每小方格內含有4～5個酵母細胞為宜。稀釋培養液時要進行定量稀釋，便于計算。
(7)每天計數酵母菌數量的時間要固定。結果的記錄最好使用記錄表，如：
時間(d) 1 2 3 4 5 6 ……
數量(個) ……
2.血細胞計數板及相關計算
(1)血細胞計數板(如下圖所示)：
血細胞計數板由一塊厚玻璃片特制而成，其中央有兩個計數室。每個計數室劃分為9個大方格(如上圖A所示)，每個大方格的面積為1 mm2，加蓋玻片后的深度為0.1 mm。因此，每個大方格的容積為0.1 mm3。另外，中央大方格以細線等分為25個中方格(如上圖B所示)。每個中方格又等分為16個小方格，供細胞計數用。
(2)計算公式：
①在計數時，先統計(圖B所示)5個中方格中的總菌數，求得每個中方格的平均值再乘以25，就得出一個大方格的總菌數，然后再換算成1 mL菌液中的總菌數。
②設5個中方格中總菌數為A，菌液稀釋倍數為B，則0.1 mm3 菌液中的總菌數為(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3,1 mL菌液的總菌數＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。
如圖為探究培養液中酵母菌種群數量的變化的實驗相關曲線，據圖回答下列問題：
1．相當長的一段時間內，酵母菌的增長符合哪種模型？
提示：符合“S”形增長。
2．de段曲線下降的原因可能有哪些？
提示：營養物質隨著消耗逐漸減少，有害產物逐漸積累，培養液的pH等理化性質發生改變等。
3．試著在下面坐標系中畫出酵母菌的增長速率的曲線。
提示：
突破點1　
1．(2020·江蘇卷)下列關于“探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化”實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A．將酵母菌接種到培養液中，并進行第一次計數
B．從靜置的培養液中取適量上清液，用血細胞計數板計數
C．每天定時取樣，測定酵母菌細胞數量，繪制種群數量動態變化曲線
D．營養條件是影響酵母菌種群數量動態變化的因素之一
解析：將酵母菌接種到培養液中，搖勻后，應進行第一次計數，A項正確；上清液中酵母菌數量少，取上清液計數誤差大，因此計數時要先將培養液搖勻，B項錯誤；為保證變量唯一，排除無關變量的影響，每天要在同一時間取樣計數，C項正確；酵母菌增殖需要營養，所以營養條件是影響酵母菌種群數量動態變化的因素之一，D項正確。
答案：B
2．下列對探究酵母菌種群數量變化規律實驗的敘述，正確的是(　　)
A．取樣時為避免吸到培養液底部的死菌，滴管應輕輕吸取，避免溶液晃動
B．對于壓在一個方格界線上的酵母菌的處理方法是計數四條邊及其頂角的酵母菌數
C．已知血細胞計數板的方格為2 mm×2 mm，若蓋玻片下經稀釋10倍的培養液厚度為0.1 mm，計數時觀察值為M，則10 mL培養液中酵母菌的總數約為2.5M×105個
D．與一般的生物實驗一樣，該探究實驗也需要單獨設置對照組
解析：從試管中吸取培養液進行計數之前，應將試管輕輕振蕩幾次，使酵母菌在培養液中分布均勻，A錯誤；對于壓在一個方格界線上的酵母菌的處理方法是計數相鄰兩邊及其頂角上的酵母菌數，B錯誤；計數室的體積＝2×2×0.1＝0.4 mm3，共有酵母菌細胞M個，則10 mL培養液中酵母菌的個數＝M×10×1 000×10÷0.4＝2.5M×105個，C正確；該實驗中，酵母菌種群數量的變化在時間上形成自身對照，不需要設置對照組，要獲得準確的實驗數據，必須重復實驗，求平均值，D錯誤。
答案：C
突破點2　
3．(2019·全國Ⅰ卷)某實驗小組用細菌甲(異養生物)作為材料來探究不同條件下種群增長的特點，設計了三個實驗組，每組接種相同數量的細菌甲后進行培養，培養過程中定時更新培養基，三組的更新時間間隔分別為3 h、10 h、23 h，得到a、b、c三條種群增長曲線，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．細菌甲能夠將培養基中的有機物分解成無機物
B．培養基更換頻率的不同，可用來表示環境資源量的不同
C．在培養到23 h之前，a組培養基中的營養和空間條件都是充裕的
D．培養基更新時間間隔為23 h時，種群增長不會出現J型增長階段
解析：細菌甲為異養生物，能夠將培養基中的有機物分解成無機物，A項正確。培養基更換頻率的不同，可用來表示環境資源量的不同：更換頻率快，環境資源相對豐富；更換頻率慢，環境資源相對匱乏，B項正確。通過對比題圖中三條曲線可知，a組為培養基更新時間間隔為3 h的實驗組，細菌數量呈J型(形)增長，由此可知其營養和空間條件都是充裕的，C項正確。培養基更新時間間隔為23 h時，在培養的初始階段，由于營養和空間條件充裕，種群增長會出現J型(形)增長階段，D項錯誤。
答案：D
4．(2020·海南卷)用4種不同方式培養酵母菌，其他培養條件相同，酵母菌種群數量增長曲線分別為a、b、c、d，如圖所示。
回答下列問題。
(1)培養酵母菌時需要將溫度控制在20 ℃左右，原因是________________。
(2)曲線a所示的種群數量增長最快，主要原因是種群增長所需的______________最豐富。
(3)曲線d為對照組，對照組的培養方式是________________。該組酵母菌數量增長到一定程度后，種群增長逐漸變慢，其限制因素有________________(答出2點即可)。
解析：(1)由于20 ℃左右最適合酵母菌繁殖，所以培養酵母菌時需要將溫度控制在20 ℃左右。
(2)據圖分析可知，a曲線的酵母菌培養液更換的時間間隔最短，營養物質最豐富，所以其所示的種群數量增長最快。
(3)曲線d為對照組，應該不換培養液；培養一段時間后種群數量不再增加，其限制因素有營養物質的消耗、有害代謝產物的積累等。
答案：(1)最適合酵母菌繁殖　(2)營養物質　(3)不換培養液　營養物質的消耗、有害代謝產物的積累
[構建知識網絡]
[強化生命觀念]
1．估算種群密度常用的方法是樣方法和標記重捕法，前者適用于植物及活動能力弱、活動范圍小的動物，后者適用于身體較大、活動能力強、活動范圍大的動物。
2．環境容納量是指一定的環境條件所能維持的種群最大數量，又稱K值。
3．在理想條件下，種群數量會實現快速增長，其數學模型為Nt＝N0λt，呈“J”形曲線。然而在自然界中，由于資源和空間的限制，種群數量不可能無限增長。有些種群的數量快速增長到K值后能保持相對穩定，使種群增長曲線呈“S”形。
真題再現　感悟考情
1．(2017·全國Ⅲ卷)某陸生植物種群的個體數量減少，若用樣方法調查其密度，下列做法合理的是(　　)
A．將樣方內的個體進行標記后再計數
B．進行隨機取樣，適當擴大樣方的面積
C．采用等距取樣法，適當減少樣方數量
D．采用五點取樣法，適當縮小樣方的面積
解析：使用樣方法時不需要對樣方內的個體進行標記，A錯誤；樣方法都要做到隨機取樣；由于個體數量少，應適當擴大樣方面積，B正確；在用樣方法調查時，取的樣方過小或過少，可能導致搜集到的數據較少，偶然性增大，因此需要適當擴大樣方的面積或者增加樣方的數量，C、D錯誤。
答案：B
2．(2021·山東卷)調查1公頃范圍內某種鼠的種群密度時，第一次捕獲并標記39只鼠，第二次捕獲34只鼠，其中有標記的鼠15只。標記物不影響鼠的生存和活動并可用于探測鼠的狀態，若探測到第一次標記的鼠在重捕前有5只由于競爭、天敵等自然因素死亡，但因該段時間內有鼠出生而種群總數量穩定，則該區域該種鼠的實際種群密度最接近于(結果取整數)(　　)
A．66只/公頃 　　　　　　 B．77只/公頃
C．83只/公頃 D．88只/公頃
解析：題干信息“第一次標記的鼠在重捕前有5只由于競爭、天敵等自然因素死亡”表明在計算時可以認為第一次真正標記的鼠數目是39－5＝34。標記重捕法是在被調查種群的活動范圍內，捕獲一部分個體，做上標記后放回原來的環境，經過一定期限后進行重捕，根據重捕到的動物中標記個體數占總個體數的比例，來估算種群密度的。根據標記重捕法計算公式可得，種群中個體數(N)∶標記總數＝重捕總數∶重捕中被標記的個體數，即N∶34＝34∶15，則N≈77.06，結果取整數，則該區域該種鼠的實際種群密度最接近于77只/公頃。
答案：B
3．(2021·浙江卷)大約在1800年，綿羊被引入到塔斯馬尼亞島，綿羊種群呈“S”型(形)曲線增長，直到1860年才穩定在170萬頭左右。下列敘述正確的是(　　)
A．綿羊種群數量的變化與環境條件有關，而與出生率、死亡率變動無關
B．綿羊種群在達到環境容納量之前，每單位時間內種群增長的倍數不變
C．若綿羊種群密度增大，相應病原微生物的致病力和傳播速度減小
D．若草的生物量不變而種類發生改變，綿羊種群的環境容納量可能發生變化
解析：綿羊種群數量除與環境條件有關外，出生率和死亡率也會影響種群數量的變化：出生率大于死亡率種群數量增加，而死亡率大于出生率種群數量減少，A錯誤；綿羊種群呈“S”形曲線增長，種群在達到環境容納量之前，增長率一直下降，故每單位時間內種群增長倍數一直減小，B錯誤；病原微生物的致病力和傳播速度會隨著綿羊種群密度的增加而增加，C錯誤；若草的生物量不變而種類發生改變，則綿羊的食物來源可能會受影響，故綿羊種群的環境容納量可能發生變化，D正確。
答案：D
4．(2021·廣東卷)如圖所示為某“S”型(形)增長種群的出生率和死亡率與種群數量的關系。當種群達到環境容納量(K值)時，其對應的種群數量是(　　)
A．a B．b
C．c D．d
解析：環境容納量即K值，是指在環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量。達到K值時種群增長速率為0，出生率等于死亡率。由圖可知，當種群達到K值時，其對應的種群數量是b，故選B。
答案：B
5．(2019·全國Ⅲ卷)回答下列與種群數量有關的問題。
(1)將某種單細胞菌接種到裝有10 mL液體培養基(培養基M)的試管中，培養并定時取樣進行計數。計數后發現，試管中該種菌的總數達到a時，種群數量不再增加。由此可知，該種群增長曲線為________型(形)，且種群數量為________時，種群增長最快。
(2)若將該種菌接種在5 mL培養基M中，培養條件同上，則與上述實驗結果相比，該種菌的環境容納量(K值)________(填“增大”“不變”或“減小”)。若在5 mL培養基M中接種該菌的量增加一倍，則與增加前相比，K值________(填“增大”“不變”或“減小”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)液體培養基中的營養物質等是有限的，試管中該種菌的種群數量達到a時不再增加，所以該種群增長曲線為S型，K值為a，種群數量在a/2時增長最快。(2)K值為在環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量。當培養基由10 mL減少到5 mL后，環境容納量減小；若都是5 mL培養基，且培養條件不變，由于環境資源量不變，即使該種菌的起始接種量增加一倍，K值也不會改變。
答案：(1)S　a/2　(2)減小　不變　K值是由環境資源量決定的，與接種量無關

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