資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物高考知識點梳理&對點訓練
10.1 種群及其動態
知識點(一)　種群的數量特征及種群密度的調查方法
(一)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、遷出率和遷入率。
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。
4．性別比例是通過影響出生率間接影響種群密度的。
(二)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：適用于趨光性昆蟲。
(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
【連接教材資料】1．(選擇性必修2 P4“思考·討論”)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：不一定，因為出生率和死亡率不完全取決于年齡結構，還受食物、天敵、氣候等多種因素影響，且種群數量還受遷入率和遷出率的影響。
2．(選擇性必修2 P4“與社會的聯系”延伸思考)20世紀80年代至21世紀初，我國出生人口男女性別比例持續升高，嚴重偏離人口性別比例的正常值。請思考：性別比例是如何影響種群密度的？
提示：性別比例通過影響出生率，進而影響種群密度。
3．(選擇性必修2 P3正文“標記重捕法”發掘)若捕捉后該鼠不易再被捕捉，則估算的種群密度會偏高(填“偏高”或“偏低”)，理由是什么？
提示：該鼠被捕捉一次之后不易再被捕捉，使再次捕獲的個體中被標記的個體數減少，由種群數量計算公式N＝知，估算的種群數量偏大，即估算值大于實際的種群密度。
[知識梳理]
種群的數量特征及年齡結構類型分析
1．比較種群年齡結構的三種類型
(1)統計圖(以穩定型和增長型為例)。
(2)曲線圖和柱形圖。
模式圖 增長型 穩定型 衰退型
曲線圖
柱形圖
2．年齡結構類型的判斷技巧
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。
[對點練習]
1．研究人員對某林區獼猴種群數量和性別比例進行調查，結果如圖所示(注：4～12歲為獼猴的生育年齡)。下列分析正確的是(　 )
A．該林區獼猴種群的年齡結構為穩定型
B．調查時獼猴種群數量已經達到環境容納量
C．7～9歲個體中，雄性與雌性的數量比值最小，可能與雄性因爭奪空間和配偶死亡率較高有關
D．各年齡組個體數量不變，若性別比例變為1∶1，則獼猴的出生率將升高
解析：選C　由題圖可知，該林區獼猴種群中，幼年個體明顯多于老年個體，因此其年齡結構為增長型；調查時獼猴種群的年齡結構為增長型，說明其種群數量還會增長，并未達到環境容納量；7～9歲個體中，雄性與雌性的數量比值最小，可能與雄性因爭奪空間和配偶死亡率較高有關；根據圖中信息不能說明性別比例為1∶1時獼猴的出生率將升高。
2．(2022·長沙模擬)如圖為某同學建構的種群各數量特征之間關系的模型圖，下列有關敘述正確的是(　 )
　
A．①②③④分別指的是出生率、死亡率、遷入率和遷出率
B．可利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體來控制特征⑤，進而影響種群數量
C．“三孩政策”的實施有利于調整⑥
D．若通過調控環境條件使某動物的性成熟推遲，則②會下降
解析：選D　由圖可知，①②③④⑤⑥分別指的是死亡率、出生率、遷出率、遷入率、年齡結構、性別比例，A錯誤；可利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體來控制性別比例(⑥)，進而影響種群數量，B錯誤；“三孩政策”的實施有利于調整年齡結構(⑤)，而性別比例基本不變，C錯誤；若通過調控環境條件使某動物的性成熟推遲，則出生率會下降，D正確。
[知識梳理]
種群密度的調查方法
1．調查種群密度方法中的注意事項
(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(圖中黑色為計數個體)。
(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。
2．利用標記重捕法估算種群密度的誤差分析
[典例]　(2022·大連模擬)近日科研團隊找到推算雪豹種群密度的方法——照片重復取樣法。在祁連山某區域內布設了60臺紅外相機，這些相機在海拔2 100～4 100 m的深山中連續拍攝了3個多月，研究人員確定研究區域約有20只雪豹。根據數學模型推算，估測在這個區域內每100 km2生活有3只雪豹。下列有關敘述不正確的是(　 )
A．雪豹的種群密度調查可采用標記重捕法，不適合采用樣方法
B．決定雪豹種群密度的因素是出生率和死亡率、遷入率和遷出率
C．利用照片重復取樣法可用于調查一些大型稀少野生動物的種群密度
D．若研究區域有120只雪豹，則估測該區域的種群密度是16只/100 km2
[解析]　雪豹活動范圍大，因此種群密度調查可采用標記重捕法，不適合采用樣方法，A正確；出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定豹種群密度的關鍵因素，B正確；照片重復取樣法可用于調查一些大型稀少野生動物的種群密度，C正確；設該區域雪豹的種群密度為每100 km2X只，則20∶3＝120∶X，解得X＝18，因此該區域內每100 km2生活有18只雪豹，D錯誤。
[答案]　D
[歸納拓展]　歸納概括種群密度的調查方法
[對點練習]
3．(2022·沈陽模擬)下列有關種群密度調查方法的說法，正確的是(　 )
A．近似正方形的地塊一般用等距取樣法
B．調查植物、動物種群密度的方法分別是樣方法、標記重捕法
C．在調查分布范圍較小、個體較大的種群時，可以逐個計數
D．對于所有昆蟲，均可用黑光燈誘捕法調查
解析：選C　正方形的地塊可以使用五點取樣法，A錯誤；一般調查植物和個體小、活動能力弱的動物以及蟲卵常用的是樣方法，活動能力強的動物常用標記重捕法，具體方式需要根據調查對象的特點選擇，B錯誤；調查分布范圍較小、個體較大的種群時可采用逐個計數的方法，C正確；對于有趨光性的昆蟲，可以用黑光燈誘捕的方法調查種群密度，D錯誤。
4．(2021·山東高考)調查一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：選B　分析題意可知：調查一公頃范圍內某種鼠的種群密度時，第一次捕獲并標記 39 只鼠中有 5 只由于競爭、天敵等自然因素死亡，故可將第一次標記的鼠的數量視為39－5＝34(只)，第二次捕獲 34 只鼠，其中有標記的鼠 15 只，設該區域該種鼠的種群數量為X只，則根據標記重捕法計算公式可知，(39－5)/X＝15/34，解得X≈77.07，面積為一公頃，故該區域該種鼠的實際種群密度最接近于77 只/公頃。
知識點(二)　種群數量的變化及影響種群數量變化的因素
(一)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。
(二)種群數量的增長和波動
1．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
2．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原因而衰退、消亡。
(三)影響種群數量變化的因素
1．影響因素
2．種群研究的應用
野生生物資源保護 為瀕危動物提供合理保護對策；漁業生產中，中等強度的捕撈(捕撈量在K/2)有利于持續獲得較大魚產量
有害生物防治 既可適當采用化學和物理的方法控制現存害鼠的種群數量，又可以通過引入天敵、減少食物等方法，降低其環境容納量
【連接教材資料】1．(選擇性必修2 P8旁欄思考)數學公式模型和曲線圖模型各有什么優缺點？
提示：①數學公式——科學、準確，但不夠直觀。②曲線圖——直觀，但不夠精確。
2．(選擇性必修2 P9正文發掘)同一種群的K值是固定不變的嗎？
提示：同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境等因素的影響而改變。
3．(選擇性必修2 P10“思考·討論”)從環境容納量的角度思考，對家鼠等有害動物的控制應當采取什么措施？
提示：可通過將地面、墻體等硬化，將食品容器加固以及養貓等措施，降低老鼠的環境容納量。
[知識梳理]
種群的“J”形增長和“S”形增長模型分析
1．“J”形增長中λ和增長率的關系
種群“J”形增長的數學模型：Nt＝N0λt，λ代表種群數量增長倍數，即某時段結束時種群數量為初始數量的倍數，而非增長率。
增長率＝(末數－初數)/初數×100%＝(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%。
如下圖所示：
(1)λ＞1時，增長率＞0，種群數量增加，如圖中AB段(不包括B點)。
(2)λ＝1時，增長率＝0，種群數量穩定，如圖中B、D點。
(3)λ＜1時，增長率＜0，種群數量下降，如圖中BD段(不包括B、D點)。
(4)種群的最大數量在B點；種群的最小數量在D點。
2．種群增長率和增長速率
(1)兩者的含義。
假設某一種群的數量在某一單位時間t(如一年)內，由初始數量N0增長到數量Nt，則該種群的增長率和增長速率的計算公式分別為：
增長率＝(末數－初數)/初數×100%＝(Nt－N0)/N0×100%(無單位)；
增長速率＝(末數－初數)/單位時間＝(Nt－N0)/t(有單位，如個/年)。
(2)“J”形和“S”形曲線的增長率和增長速率。
類型 “J”形 “S”形
增長率
增長速率
[典例1]　(2021·山東高考改編)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。下列相關說法正確的是(　 )
A．水蚤的出生率隨種群密度增加而升高
B．水蚤種群密度為 1 個/厘米3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/厘米3時進行培養，其種群的增長率會為負值
[解析]　隨著種群密度的增加，種內競爭加劇，由于資源和空間是有限的，所以出生率降低，A錯誤；水蚤種群密度為 1 個/厘米3 時，種群增長率最大，但由于個體數量少，所以此時不是種群數量增長最快的時刻，B錯誤；單位時間內水蚤種群的增加量隨種群密度的增加不一定降低，如當種群密度為1個/厘米3 ，種群增長率為30%，增加量為0.3，而當種群密度為8 個/厘米3時，增長率大約為20%，增加量為1.6，C錯誤；從圖中看出當種群密度達到24 個/厘米3時，種群增長率為0，說明其數量達到最大，可以推測當種群密度為 32 個/厘米3 時，種內競爭進一步加劇，出生率將小于死亡率，增長率為負值，D正確。
[答案]　D
[對點練習]
1．(2022·石家莊模擬)生態學上環境容納量又稱K值；種群增長時，最低起始數量又稱N值，科學家研究了某種群的數量變化規律，如圖所示為該種群的瞬時增長量隨種群數量的變化曲線。下列有關該圖的分析，正確的是(　 )
A．圖中K值為750個，N值為20個
B．當種群數量大于K值時，種群數量下降；小于K值時種群數量上升
C．當種群數量小于N值時，種群數量下降；大于N值時種群數量上升
D．若該種群的起始數量分別是75、300、800，則理論上種群的最終數量依次為0、600、600
解析：選D　曲線表示種群增長量隨種群數量的變化，當種群數量大于600時，種群數量下降，所以600為種群數量的最大值，即K值，當種群數量小于100時種群的增長量小于0，所以100是種群數量的最小值，即N值，A錯誤。當種群數量大于N小于K時，種群數量上升；當種群數量大于K或小于N時，種群數量都下降，B、C錯誤。當種群數量為75時，數量小于100，種群數量下降，最終數量為0，當種群數量為300時，種群數量增加到K值達到最大，最終數量為600，當種群數量為800時，種群數量下降到600，維持恒定，D正確。
2．下列有關種群數量變化曲線的分析正確的是(　 )
A．圖乙中種群的K值為a，環境條件改變可導致K值改變
B．圖甲中b～c年，種群數量呈“S”形增長
C．圖乙中第3年以后種群數量波動的主要原因是出生率和死亡率的變化
D．圖甲中c點和圖乙中c點對應的年齡結構分別是穩定型和增長型
解析：選C　據圖乙可知，種群的K值在a～b之間，A錯誤。據圖甲可知，在b～c年，λ先小于1后大于1，所以種群數量先減少后逐漸增多，B錯誤。出生率和死亡率是決定種群密度的直接因素，圖乙中第3年以后種群數量波動的主要原因是出生率和死亡率的變化，C正確。據圖分析，圖甲中c點對應的λ＞1，種群數量增加，此時出生率大于死亡率，年齡結構為增長型；圖乙中c點對應K/2，種群數量增加，此時出生率大于死亡率，年齡結構為增長型，D錯誤。
[知識梳理]
K值及其在生產中的應用
1．K值的表示方法
2．K值與K/2值在生產中的應用
[典例2]　(2021·湖南高考)某草原生態系統中植物和食草動物兩個種群數量的動態模型如圖所示。下列敘述錯誤的是(　 )
A．食草動物進入早期，其種群數量增長大致呈“J”形曲線
B．圖中點a的縱坐標值代表食草動物的環境容納量
C．該生態系統的相對穩定與植物和食草動物之間的負反饋調節有關
D．過度放牧會降低草原生態系統的抵抗力穩定性
[解析]　食草動物進入草原生態系統的早期，由于空間、資源充足，又不受其他生物的制約，所以食草動物的種群數量的增長大致呈“J”形曲線，A正確；圖中a點縱坐標對應的數量為該食草動物的最大數量，所以環境容納量應小于a，B錯誤；由圖可知，食草動物過多會導致植物數量的下降，食草動物數量的下降又會導致植物數量的增多，屬于典型的負反饋調節， C正確；過度放牧使得草原生物的種類和數量減少，降低了草原生態系統的自我調節能力，其抵抗力穩定性降低，致使草原退化，D正確。
[答案]　B
[易錯點撥]　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值會下降；當環境條件改善時，K值會上升
[對點練習]
3．如圖三種曲線是同一生物在同樣條件下的培養結果，以下分析錯誤的是(　 )
A．圖1中a點和圖3中e點的增長速率與圖2中的c點對應
B．圖1中b點和圖3中f點的增長速率與圖2中的d點對應
C．圖1、2、3都可以表示該種群在有限環境條件下的增長規律
D．圖1、2、3中的b、c、f點都可以表示種群數量達到了環境容納量
解析：選D　圖中a、c、e點對應種群數量為K/2，此時增長速率最大，A正確，D錯誤；圖中b、d、f點都可以表示種群數量達到了環境容納量，種群增長速率為0，B正確；圖1、2、3都是“S”形增長，都可以表示該種群在有限環境條件下的增長規律，C正確。
4．溫帶湖泊中的硅藻每年的春秋季會出現密度高峰，是典型的季節變化，如圖所示。下列分析錯誤的是(　 )
A．一年內硅藻的種群數量呈“S”形增長
B．硅藻的數量變化受光照、溫度等因素影響
C．溫度過低或過高都會影響硅藻的種群數量
D．A、B點時硅藻種群的出生率等于死亡率
解析：選A　“S”形曲線應是先增多后維持在一個相對穩定的數值，據圖可知：一年內硅藻的種群數量不呈“S”形增長，A錯誤；硅藻數量呈現明顯的季節變化，故硅藻的數量變化受光照、溫度等因素影響，B正確；溫度過低或過高都會使酶的活性降低，因此溫度過低或過高都會影響硅藻的種群數量，C正確；A、B點時種群數量達到該時期的最大值，A、B點時硅藻種群的出生率等于死亡率，D正確。
知識點(三)　探究培養液中酵母菌種群數量的變化(實驗探究)
1．實驗原理
(1)用液體培養基培養酵母菌，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”形曲線增長；在有環境阻力的條件下，酵母菌種群的增長呈“S”形曲線增長。
(3)計算酵母菌數量可用抽樣檢測的方法——顯微計數法。
2．實驗流程
3．結果分析
(1)c點之前，酵母菌的增長符合“S”形曲線增長模型。
(2)de段曲線下降的原因可能有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。
4．實驗關鍵問題分析
(1)從試管中吸出培養液進行計數之前，需將試管輕輕振蕩幾次，其原因是使培養液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的準確性。
(2)如果一個小方格內酵母菌過多，難以數清，應當將培養液稀釋一定倍數(如10倍)后重新計數。
(3)對于壓在小方格界線上的酵母菌，計數時應只計數相鄰兩邊及其頂點的酵母菌(一般是“計上不計下，計左不計右”，類似樣方法的計數)。
[考法全訓]
考法(一)　實驗過程和結果分析
1．(2020·江蘇高考)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：選B　該實驗在時間上形成前后對照，因此將酵母菌接種到培養液中時要進行第一次計數，A正確；抽樣檢測時，需將培養液振蕩、搖勻后取樣，B錯誤；每隔一定時間測定酵母菌細胞數量，繪制種群數量動態變化曲線，C正確；營養、溫度、pH、有害物質的積累等都是影響酵母菌種群數量變化的因素，D正確。
2．某研究性學習小組為探究酵母菌種群在不同的培養液濃度和溫度條件下種群密度的動態變化，進行了如下實驗，實驗操作步驟如下：
第一步：配制無菌馬鈴薯葡萄糖培養液，活化酵母菌液。
第二步：利用相同的多套裝置，按下表步驟操作。
裝置編號 A B C D
無菌馬鈴薯葡萄糖培養液/mL 10 10 5 5
無菌水/mL — — 5 5
活化酵母菌液/mL 0.1 0.1 0.1 0.1
溫度/℃ 5 25 5 25
第三步：用血細胞計數板計數裝置中起始的酵母菌數目，做好記錄。
第四步：將各裝置放在其他條件相同且適宜的條件下培養。
第五步：連續7 d，每天隨機取樣計數，做好記錄。
回答下列問題：
(1)改正實驗操作步驟中的一處錯誤：___________________________________________
__________________________。
(2)觀察值是血細胞計數板上若干方格內的酵母菌數的平均值，對于壓在方格界限上的酵母菌的處理方法是______________________________。
(3)若使用的血細胞計數板(規格為1 mm×1 mm×0.1 mm)有25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數，發現大方格四個角及中央共5個中方格內的酵母菌總數為20個，則培養液中酵母菌的密度為________個/毫升。
解析：(1)實驗中要注意遵循單一變量原則和對照原則，該實驗中要注意在每天同一時間取樣，否則會由于時間不同而影響結果的準確性。(2)對于壓在方格界限上的酵母菌只計數相鄰的兩邊及其頂角的酵母菌。(3)計數時，如果使用25×16規格的計數室，取左上、右上、左下、右下及中央共5個中方格(80個小方格)的酵母菌計數，而整個計數板由400個小格組成。則計算公式：酵母菌數/毫升＝(80個小格內酵母細胞個數/80)×400×104×稀釋倍數，因此該培養液中的酵母菌數＝20/80×400×104×102＝1×108(個/毫升)。
答案：(1)第五步中應每天同一時間(定時)取樣
(2)只計數相鄰的兩邊及其頂角的酵母菌　(3)1×108
[歸納拓展]　血細胞計數板及其使用
(1)血細胞計數板：通常有兩種規格，一種是一個大方格分成16個中方格，每個中方格又分成25個小方格；另一種是一個大方格分成25個中方格，每個中方格又分成16個小方格。但無論哪種規格的計數板，每個大方格都有16×25＝400個小方格。一個大方格長和寬各為1 mm，深度為0.1 mm，容積為0.1 mm3。
(2)計數方法：對于16×25的計數板而言，計四角的4個中方格共計100個小方格中的個體數量；而對于25×16的計數板而言，計四角和正中間的(共5個)中方格共計80個小方格中的個體數量。(如圖所示)
(3)計算方法：
①16×25型的計數板：酵母細胞個數/mL＝(100個小方格細胞總數/100)×400×10 000×稀釋倍數。
②25×16型的計數板：酵母細胞個數/mL＝(80個小方格細胞總數/80)×400×10 000×稀釋倍數。
考法(二)　實驗的拓展與應用
3．(2020·海南高考)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)。
(4)隨著培養時間的延長，在有限的空間中，每組酵母菌種群數量都會達到環境容納量。環境容納量是指____________________________________________。
解析：(1)由于20 ℃左右最適合酵母菌繁殖，故培養酵母菌時需要將溫度控制在20 ℃左右。(2)曲線a所示的種群數量增長最快，這是因為種群增長所需的營養物質最豐富。(3)曲線d為對照組，應該不換培養液。該組酵母菌數量增長到一定程度后，種群增長逐漸變慢，其限制因素有營養物質的消耗、有害代謝產物的積累等。(4)隨著培養時間的延長，在有限的空間中，每組酵母菌種群數量都會達到環境容納量，環境容納量即K值，是指一定的環境條件所能維持的種群最大數量。
答案：(1)20 ℃左右最適合酵母菌繁殖　(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　(4)一定的環境條件所能維持的種群最大數量
[課時驗收評價]
1．下列關于環境容納量的敘述，錯誤的是(　 )
A．種群數量在K/2時增長最快
B．同一群落各種群的環境容納量是相同的
C．環境容納量會隨著環境條件的改變而改變
D．環境容納量是種群數量在生存環境中的穩定平衡密度
解析：選B　在實際環境中，種群的數量呈“S”形增長，種群數量在K/2時增長最快，A正確；同一群落內，不同種群在同一環境中的環境容納量是不同的，B錯誤；環境容納量會受到環境的影響，隨環境條件的改變而改變，C正確；在環境不遭受破壞的情況下，種群數量會在K值附近上下波動，故環境容納量是種群數量在生存環境中的穩定平衡密度，D正確。
2．(2022·黃石模擬)種群密度是種群最基本的數量特征。漁業上確定捕撈強度，需要對種群密度進行調查。下列敘述正確的是(　 )
A．利用取樣器取樣法對魚塘中鯉魚的種群密度進行抽樣調查
B．魚塘中鯉魚的養殖密度不同時，單位水體中鯉魚的產量一定不同
C．魚塘中鯉魚種群達到K值前，種群密度對其增長的制約逐漸減弱
D．為持續獲得較高產量，應該在鯉魚種群數量達到K/2后才開始捕撈
解析：選D　利用標記重捕法對魚塘中鯉魚的種群密度進行抽樣調查，A錯誤；單位水體的魚的產量等于其數量和個體質量的乘積，因此魚塘中鯉魚的養殖密度不同時，單位水體中鯉魚的產量可能相同，B錯誤；魚塘中鯉魚種群達到K值前，種內競爭加劇，種群密度對其增長的制約逐漸增強，C錯誤；當種群密度處于K/2時，種群增長速率最快，所以為持續獲得較高產量，捕撈時應該捕到K/2，D正確。
3．(2022·濟南模擬)科學工作者為了監測和預防某草原鼠害的發生情況，采用標記重捕法對該草原田鼠種群數量進行了調查，發現在最初調查的一個月內，田鼠種群數量每天增加1.5%。下列相關敘述正確的是(　 )
A．自然環境中增加田鼠的天敵數量不會影響田鼠種群的K值
B．增長型種群的出生率要高于衰退型種群的出生率，而死亡率則相反
C．用標記重捕法調查田鼠種群密度時，標記物容易脫落，估算數值會偏小
D．最初調查的一個月內，田鼠種群數量增長模型應為Nt＝N0λt，λ為1.015
解析：選D　自然環境中增加田鼠的天敵數量會使田鼠種群的K值降低，A錯誤；增長型種群的出生率與衰退型種群的出生率無法進行比較，B錯誤；用標記重捕法調查田鼠種群密度時，標記物容易脫落會使重捕的個體中被標記的個體所占的比例變小，進而使得估算值偏大，C錯誤；由題干信息“在最初調查的一個月內，田鼠種群數量每天增加1.5%”可知田鼠種群數量呈“J”形增長，因此田鼠種群增長模型可構建為Nt＝N0λt，其中λ為1＋0.015＝1.015，D正確。
4.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．該圖可表示池塘中營養物質有限條件下某些魚類種群的增長過程
B．該種群的增長率不變，種群數量呈“J”形曲線增長
C．該種群的數量不斷增大，增長速率先增大后減小
D．該種群數量的增長速率主要受環境阻力的影響
解析：選B　由圖可知：出生率與死亡率百分比的差值保持不變，λ值不變，種群數量一直增長，種群數量呈J形曲線增長，B正確；其他各項敘述都與圖示曲線不符。
5．某科研團隊選擇肥力好、棉苗長勢均勻一致的正方形棉田，從7月1日開始定期定點調查，每5天記載棉花伏蚜的數量，記錄數據如下表(單位：×104頭/米2)。下列相關敘述正確的是(　 )
調查次數 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次
棉花伏蚜 0 0.26 0.45 1.2 2 2
A.在該棉田調查棉花伏蚜數量時應采用標記重捕法
B．棉花伏蚜在7月中旬左右具有最大的種群增長速率，應在7月上旬進行除蟲
C．7月氣候適宜、食物和空間條件充裕，棉花伏蚜呈“J”形增長
D．化學防治棉花伏蚜會導致該種群產生基因突變
解析：選B　在該棉田調查棉花伏蚜數量時應采用樣方法，A錯誤；據表分析，棉花伏蚜的種群數量增長為S形，最大環境容納量為2×104左右，所以棉花伏蚜種群增長速率最大時種群數量為其環境容納量的一半，對照表格應該是1.2×104左右，即7月中旬左右，且防治農業害蟲應該在其K/2之前進行，故應該在7月中旬之前除去棉花伏蚜，B正確；C錯誤；化學防治棉花伏蚜不會導致該種群產生基因突變，D錯誤。
6．(2022·珠海二模)研究人員在千島湖地區2個島嶼上調查了社鼠的種群數量動態變化，結果如圖所示。A、B島環境條件(面積、植被、氣候等)相似，沒有遷入和遷出，但B島上青毛碩鼠的數量明顯多于A島，而且6～8月發現有野豬捕食跡象。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．研究人員調查社鼠種群數量的方法是標記重捕法
B．出生率和死亡率是決定社鼠種群密度的直接因素
C．B島社鼠數量下降更快的原因可能是競爭和捕食
D．4月和6月分別是B島和A島的最佳滅鼠時機
解析：選D　標記重捕法適用于活動能力強和范圍大的動物，故研究人員調查社鼠種群數量可采用標記重捕法，A正確；出生率和死亡率直接決定種群密度，B正確；由曲線圖分析可知，B島在6月后數量相對于A島下降更快的原因可能是種群數量較多，其競爭加劇并被野豬捕食，C正確；最佳滅鼠的時機應選擇社鼠種群數量相對較少的時期，而4月和6月分別是B島和A島社鼠的數量最多的時期，故4月和6月并不是B島和A島的最佳滅鼠時機，D錯誤。
7．(2022·海淀區二模)將酵母菌接種到裝有10 mL培養液的錐形瓶中，培養并定時取樣計數。當酵母菌總數為a時，種群數量不再增加。關于該實驗中酵母菌種群的環境容納量(K值)及種群數量變化的分析，不正確的是(　 )
A．可取少量菌液用血細胞計數板在顯微鏡下計數估算酵母菌數量
B．該酵母菌種群增長曲線為“S”形，數量為a/2時，種群增長最快
C．若將酵母菌的接種量增加一倍，培養條件不變，則K值為2a
D．若將培養液的量改為5 mL，接種量與培養條件相同，則K值小于a
解析：選C　K值與環境條件有關，酵母菌的K值與酵母菌的接種量沒關系，因此培養條件不變，K值也不變，仍為a。
8．(2022·濰坊三模)種群密度效應是指在一定時間內，當種群的個體數目增加時，就必定會出現相鄰個體之間的相互影響。種群密度效應包括兩個重要的法則：①在一定范圍內，當條件相同時，物種個體平均重量W與密度d的乘積是個常數Ki，最后Ki總是基本一致，即產量恒定法則；②隨著密度增加，種內競爭加劇，引起種群個體死亡而密度減少，即自疏現象。下列有關敘述錯誤的是(　 )
A．植物主要是集群生長，其密度效應主要反映在個體產量和死亡率上
B．動物具活動能力，其密度效應主要表現在領域性、等級制、集群和分散等行為上
C．出現產量恒定法則的原因是自然生態系統的資源和空間都是有限的
D．自疏現象是正反饋調節的結果，也是對不利生長環境的一種適應
解析：選D　植物一般靠無性繁殖或種子繁殖，主要是集群生長，其密度效應主要反映在個體產量和死亡率上，A正確；動物活動范圍比較廣，活動能力比較強，其密度效應主要表現在領域性、等級制、集群和分散等行為上，B正確；出現產量恒定法則即種群的環境容納量，這一規律出現的原因是由于高密度下資源有限，種內競爭加劇，C正確；當種群密度增加，種內競爭加劇，引起種群個體死亡而密度減少，這是負反饋調節的結果，也是對不利生長環境的一種適應，D錯誤。
9．科研人員對一個6公頃海島上的某種鳥的種群數量與繁殖情況進行了研究，結果如下圖所示。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．隨成年雄鳥總數量增加，有領域與無領域的雄鳥數量均會增加
B．繁育期繁殖雌鳥的數量增加，雛鳥出生后的成活率降低
C．該種鳥的領域行為和環境資源共同限制了種群數量的增長
D．海島上該種鳥的種群數量會不斷波動，種群K值約為80只
解析：選D　據圖分析可知，隨著繁育期有領域雄鳥數的增多，無領域雄鳥占所有雄鳥的百分比隨之增加，可見隨成年雄鳥總數量增加，有領域與無領域的雄鳥數量均會增加，A正確；隨著繁育期繁殖雌鳥數的增加，到幼鳥離巢時每只雛鳥出生后的成活率降低，B正確；該種鳥種群數量的增長受其領域行為和環境資源共同限制，C正確；由題干和題圖不能得出該種群的K值，D錯誤。
10．某課題小組對當地喜鵲數量變化進行了連續10年的跟蹤調查，其結果如圖甲所示；圖乙表示喜鵲在某時間范圍內的出生率(Ⅰ)和死亡率(Ⅱ)曲線。下列分析正確的是(　 )
A．圖甲中，0～6年間種群數量在下降，6～10年間種群數量先升高后保持不變
B．圖乙中，能夠用曲線Ⅰ和曲線Ⅱ來預測將來喜鵲種群數量的變化
C．圖甲中3～9年間種群數量的變化，對應圖乙的cd段的數量變化
D．圖甲中第1年和圖乙的b點，種群的年齡結構都為增長型
解析：選D　圖甲中，0～3年λ>1，種群數量在增加，第3年λ＝1，種群數量不變，3～9年λ<1，種群數量下降，第9年以后λ＝1，種群數量不變，A錯誤；年齡結構能預測種群數量的變化，而出生率和死亡率反映的是之前的種群數量變化情況，B錯誤；圖甲中3～9年種群數量一直在減少，但第6年后，種群數量的減少量越來越少，而圖乙中，cd段種群出生率小于死亡率，種群數量減少，且減少得越來越多，C錯誤；圖甲中0～3年和圖乙的ac段，種群的數量都在逐年增加，故圖甲中第1年和圖乙的b點，種群的年齡結構都為增長型，D正確。
11．如圖是某湖泊中浮游植物(在水中浮游生活的微小植物)數量隨環境的變化曲線，下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．該湖泊中所有的浮游植物可以構成一個群落
B．在4～5月份浮游植物的密度達到最大值，大于30×103細胞·毫升－1
C．由曲線可以看出浮游植物的數量在一年內會發生不規則的波動
D．影響浮游植物數量變動的主要因素可能是溫度變化及由其帶來的營養物質的變化
解析：選A　生物群落是指在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合，而不是單指浮游植物，A錯誤；由圖中可以看出浮游植物在4～5月份密度達到峰值，大于30×103細胞·毫升－1，B正確；由圖可以看出浮游植物的密度變化在一年內發生不規則的波動，C正確；浮游植物的生長受到光照時間長短以及光照強度，溫度及由其帶來的營養物質等因素的影響，D正確。
12．一調查小組對我國東部某地群落進行深入調查，獲得有關信息資料，請分析回答：
(1)調查小組對某塊荒地的幾種常見植物的種群密度進行了連續五年的調查，一般采用的調查方法是________，結果如下表所示(單位：株/m2)，取樣時關鍵要做到________。如果4種植物中有一種屬于入侵物種，則該入侵物種是________，該入侵物種在入侵初期類似于________形增長，原因是________________________________________________________。
年份 2017 2018 2019 2020 2021
甲 10.0 9.2 8.0 6.8 5.5
乙 3.0 2.1 1.1 0.3 0.1
丙 0.3 0.6 1.1 1.5 2.3
丁 3.0 2.0 0.4 0 0
(2)下面為調查小組從當地相關部門獲得的某物種種群數量的變化圖，據此分析該種群在30年中種群數量最少是從第________年開始的，第20～30年間種群的出生率________(填“＜”“＝”或“＞”)死亡率。第15年時種群的年齡結構是________型。
解析：(1)樣方法需做到隨機取樣；外來物種入侵初期種群數量的變化類似于“J”形增長。(2)初始幾年λ值大于1且不變，此時種群數量呈“J”形增長；λ值小于1時種群數量減少，第15年時減少最快，此時種群的年齡結構為衰退型，減少至第20年時不再減少，此時種群數量最少；第20～30年間λ值等于1，種群數量不變，則出生率＝死亡率。
答案：(1)樣方法　隨機取樣　丙　“J”　生存環境適宜(或資源和空間充裕，氣候適宜)，沒有天敵　(2)20　＝　衰退
13．雪鄉位于黑龍江省海林市雙峰國家森林公園，常年積雪可達8個月，是全國著名的旅游勝地。某科研小組對雙峰林場內的一種森林害鼠——棕背平進行了調查研究，以便更好地進行防治。回答下列問題：
(1)對棕背平的種群密度進行調查常采用的調查方法是__________。
(2)在資源不受限制的理想條件下，棕背平種群的增長曲線呈________形。其數學模型：Nt＝N0λt中，λ值與增長率的關系是增長率＝__________。
(3)利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，破壞了害蟲種群正常的________，從而降低該種群密度。
生態策略是生物在種群水平上對環境變化的適應策略。其中r對策生物通常個體小，壽命短，生殖力強但存活率低，親代對后代缺乏保護；K對策生物通常個體大，壽命長，生殖力弱但存活率高，親代對后代有很好的保護。圖甲中兩條曲線分別表示K、r對策生物當年的種群數量(Nt)和一年后的種群數量(Nt＋1)之間的關系，虛線表示Nt＋1＝Nt。
(4)據圖甲比較分析，r對策生物的曲線特點是________________________________，這正是人們消除有害生物的危害所面臨的狀況。若鼠的壽命只有兩年，幾乎全年均可繁殖，種群數量每天可增加1.47%，在種群密度極低時也能迅速回升，最終形成________形增長曲線。圖乙曲線Ⅱ是在森林中投放了一定數量的蛇，緩解森林的鼠患。曲線Ⅱ表明蛇發揮明顯生態效應的時間段是________(用圖中字母表示)。若投放的蛇因不適應當地森林的環境部分死亡，則圖中α的角度將會________。
解析：(1)棕背平的活動能力強，活動范圍廣，調查其種群密度常采用標記重捕法。(2)在資源不受限制的理想條件下，棕背平種群的增長曲線呈“J”形。在“J”形曲線的數學模型中，λ值表示該種群數量為前一年的倍數，而種群增長率是指一段時間內種群數量增加的部分占初始種群數量的比例，可見，λ值與增長率的關系是增長率＝(λ－1)×100%。(3)利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，破壞了害蟲種群正常的性別比例，使很多雌性個體不能完成交配，從而降低該種群密度。(4)據圖甲可知，r對策生物的曲線特點是在低密度下可以快速增長，只有一個穩定平衡點而沒有滅絕點，這也是人們消除有害生物所面臨的狀況。由題中“鼠的壽命短，但幾乎全年均可繁殖，種群數量每天可增加1.47%，在種群密度極低時也能迅速回升”可知，但最終仍形成“S”形增長曲線。蛇是鼠的天敵，投放一定數量的蛇會導致鼠的數量下降，因此曲線Ⅱ表明蛇發揮明顯生態效應的時間段是ef。若投放的蛇因不適應當地森林的環境部分死亡，則鼠的數量下降趨勢減弱，即圖中α的角度將會增大。
答案：(1)標記重捕法　(2)“J”　(λ－1)×100%　(3)性別比例　(4)只有一個穩定平衡點而沒有滅絕點　“S”　ef　增大

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