資源簡介

人教生物學選擇性必修2教學案
1-2　種群數量的變化
學有目標——新課程標準必明 記在平時——核心語句必背
1.嘗試構建種群數量增長的數學模型。 2.分析“J”形曲線和“S”形曲線的成因和變化過程。 3掌握探究培養液中酵母菌種群數量變化的實驗。 1.在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條件下，種群數量呈“J”形增長，數學模型為Nt＝N0λt。 2.正常情況下，自然界的資源和空間是有限的，種群數量會呈“S”形增長。 3.一定的環境條件所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。 4.“J”形曲線的增長率是不變的，“S”形曲線的增長速率先增大后減小。
[理清主干知識]
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、種群的“J”形增長
1．模型假設
2．數學模型：Nt＝N0λt。
三、種群的“S”形增長
1．形成原因
自然界的資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內競爭就會加劇，就會使種群的出生率降低，死亡率增大。當死亡率升高至與出生率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩定在一定的水平。可見，種內競爭對種群數量起調節作用。
2．環境容納量
一定的環境條件所能維持的種群最大數量，又稱K值。
3．環境阻力：限制種群增長的各種因素，包括食物、空間、競爭等。
4．應用：建立自然保護區，從而提高環境容納量，例如為增加大熊貓的種群數量而設立的臥龍自然保護區。
四、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。
[診斷自學效果]
1．判斷下列敘述的正誤
(1)在理想條件下，影響種群數量增長的主要因素是環境容納量(×)
(2)不同種生物種群的K值各不相同，但同種生物種群的K值固定不變(×)
(3)種群數量變化不僅受外部因素的影響，也受自身內部因素的影響(√)
(4)培養液中酵母菌的種群數量在培養早期呈“J”形增長(√)
(5)對于“S”形曲線，同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境的影響(√)
2．建構模型表示種群數量不會無限增大
[在探究中學明]
1．種群數量的“J”形增長規律
資料：在20世紀30年代，人們將環頸雉引入美國的一個島嶼。在1937～1942年期間，這個種群數量的增長如圖所示。
由資料分析可知：
(1)如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線，則曲線大致呈“J”形。
(2)若N0為該種群的起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是前一年種群數量的倍數。t年后種群數量為Nt＝N0λt。
(3)請分析在λ>1、λ＝1、λ<1和λ＝0時種群數量分別會發生怎樣的變化？
提示：①當λ>1時，種群呈“J”形增長；②當λ＝1時，種群數量保持穩定；③當λ<1時，種群數量下降；④當λ＝0時，種群無繁殖，下一代將滅亡。
2．種群數量的“S”形增長規律
資料：生態學家高斯曾經做過一個實驗，在0.5 mL培養液中放入5個大草履蟲，然后每隔24 h 統計一次大草履蟲的數量，經過反復實驗，得出了如圖所示的結果。從圖中可以看出，大草履蟲的數量在第二天和第三天增長較快，第五天以后基本維持在375個左右。
由資料分析可知：
(1)種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為“S”形曲線。
(2)該曲線中出生率和死亡率的關系
①0～K/2時，出生率死亡率，種群數量增加。
②K/2時，出生率與死亡率的差值最大，種群增長速率最大。
③K/2～K時，出生率死亡率，但差值在減小，種群數量增長緩慢。
④K值時，出生率＝死亡率，種群數量達到最大。
(3)在種群數量為K/2、K時該種群的年齡結構分別是哪種類型？
提示：增長型，穩定型。
3．下圖表示的是種群數量增長曲線，據圖分析
(1)圖中b曲線的形成過程中何時出現了環境阻力？
提示：b曲線的形成過程中始終存在環境阻力。
(2)圖中陰影部分表示的含義是什么？
提示：在生存斗爭中被淘汰的個體數量。
[在深化中提能]
1．種群數量增長的“J”形曲線和“S”形曲線的比較
項目 “J”形曲線 “S”形曲線
增長模型
前提條件 理想狀態：①食物和空間條件充裕；②氣候適宜；③沒有天敵等；④無遷入、遷出等 現實狀態：①食物、空間有限；②不斷變化的自然條件；③有種內競爭和種間競爭
增長率和增長速率
K值有無 無K值 有K值
聯系 兩種增長曲線的差異主要是環境阻力大小不同，因而對種群數量增長的影響不同(如右圖所示)
2.K值的變化
(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值會下降；當環境條件狀況改善時，K值會上升。
(2)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。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，即在保證環境不被破壞前提下所能容納的最大值；種群數量所達到的最大值會超過K值，但存在的時間很短，因為環境已遭到破壞。
[例1]　科學工作者為了監測和預報某草原鼠害的發生情況，采用標記重捕法對田鼠種群數量進行調查。發現在最初調查的一個月內，種群數量每天增加1.5%，下列分析正確的是(　 )
A．最初調查的一個月內，田鼠種群數量呈“J”形增長
B．田鼠種群增長的模型可構建為Nt＝N0λt，其中λ為1.5
C．若已被捕捉、標記過的田鼠不易被再次捕捉到，則估算數值會偏小
D．數月之后，當田鼠種群的出生率等于死亡率時，是防治鼠害的最佳時期
[解析]　最初調查的一個月內，田鼠種群數量呈“J”形增長，A正確；最初一個月內，田鼠種群增長模型可構建為Nt＝N0λt，其中λ為增長倍數，因種群數量每天增加1.5%，所以第二天是前一天的(1＋1.5%)倍，所以λ為1.015，B錯誤；若已被捕捉、標記過的田鼠不易再次捕捉到，則估算數值會偏大，C錯誤；數月之后，當田鼠種群的出生率等于死亡率時，種群數量達到最大值，不是防治鼠害的最佳時期，有害動物的防治越早越好，D錯誤。
[答案]　A
[例2]　下圖中關于“S”形曲線的敘述，錯誤的是(　 )
A．t0～t1之間種群數量小于K/2，由于資源和空間相對充裕，出生率大于死亡率，種群數量增長較快
B．t1～t2之間，由于資源和空間有限，當種群密度增大時，種內競爭加劇，天敵數量增加，種群增長速率下降
C．t2時，種群數量達到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0
D．在t1時控制有害生物最有效
[解析]　t0～t1之間種群數量小于K/2，由于資源和空間相對充裕，出生率大于死亡率，且二者的差值逐漸加大，種群增長速率不斷增加，因此種群數量增長較快，A正確；t1～t2之間，由于資源和空間有限，隨著種群密度增大，種內競爭不斷加劇，天敵數量也在增加，雖然出生率大于死亡率，但二者的差值逐漸減小，所以種群增長速率下降，B正確；t2時，種群數量達到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0，C正確；在t1時種群數量為K/2，種群增長速率最大，因此若在t1時進行有害生物防治，不能將有害生物控制在較低水平，D錯誤。
[答案]　D
不同曲線模型中的“K值”與“K/2值”
圖中A、B、C、D時間所對應的種群數量為K值，A′、C′、D′時間所對應的種群數量為K/2值。
[在應用中落實]
1．(2021·廣東高考)如圖所示為某“S”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：選B　分析題圖可知，在b點之前，出生率大于死亡率，種群數量增加；在b點時，出生率等于死亡率，種群數量不再增加，表示該種群數量已達到環境容納量(K值)；b點后出生率小于死亡率，表示種群數量超過環境容納量后開始下降。
2.如圖所示為種群在理想環境中呈“J”形增長，在有環境阻力條件下，呈“S”形增長。下列關于種群在某環境中數量增長曲線的敘述，正確的是(　 )
A．種群數量達到e點后不再發生變化
B．種群增長過程中出現環境阻力是在c點之后
C．圖中陰影部分表示克服環境阻力生存下來的個體數量
D．呈“S”形曲線增長的蝗蟲種群，其數量也可能超過K值
解析：選D　影響種群數量的因素很多，種群數量達到K值后會出現波動；環境阻力在c點之前就已出現；陰影部分表示被淘汰的個體數量；種群數量可能在短時間內超過K值，但會迅速下降。
[在探究中學明]
1．實驗原理
(1)酵母菌可用液體培養基(培養液)來培養，培養基中酵母菌種群數量的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。
(2)可采用抽樣檢測的方法對酵母菌進行顯微計數。
(3)以培養液中的酵母菌種群數量和時間為坐標軸作曲線，從而掌握酵母菌種群數量的變化情況。
(4)在理想的環境中，酵母菌種群的增長呈“J”形曲線；在有限的環境中，酵母菌種群的增長呈“S”形曲線。
2．實驗步驟
完善相應實驗操作程序，并回答有關問題。
(1)本實驗需要設置對照嗎？需要做重復實驗嗎？
提示：酵母菌在不同時間內的數量可以形成前后自身對照，不需另設對照實驗，但需要做重復實驗，求平均值，以保證實驗結果的準確性。
(2)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，試分析其原因。
提示：這是為了使培養液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的準確性。
(3)如果一個小方格內酵母菌過多，難以數清，應當采取怎樣的措施？
提示：稀釋一定倍數(如10倍)后重新計數。
(4)對于壓在小方格界線上的酵母菌應當怎樣計數？
提示：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”，類似于“樣方法”的計數)。
3．實驗結果分析
如圖為探究培養液中酵母菌種群數量變化的實驗相關曲線，據圖回答下列問題。
(1)在相當一段時間內，酵母菌的增長符合哪種模型？
提示：符合“S”形曲線增長。
(2)de段曲線下降的原因可能有哪些？
提示：營養物質被消耗而逐漸減少，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該實驗中酵母菌的增長速率曲線。
提示：
[在深化中提能]
血細胞計數板及其使用方法
(1)血細胞計數板：
①血細胞計數板(如圖A所示)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(如圖B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。
②計數室通常有兩種規格：一種是一個大方格分成16個中方格，而每個中方格又分成25個小方格；另一種是一個大方格分成25個中方格，而每個中方格又分成16個小方格。但無論是哪種規格的計數板，每一個大方格中的小方格數都是相同的，即16×25＝400(個)小方格。
(2)計數方法：
如果是25×16的計數板，一般選取計數室四個角及中央共五個中方格(共80個小方格)進行計數；如果是16×25的計數板，要取左上、右上、左下、右下4個中方格(即100個小格)進行計數。
(3)計算方法：
①25×16的血細胞計數板：酵母細胞數(個/mL)＝(5個中方格內酵母細胞個數/80)×400×104×稀釋倍數。
②16×25的血細胞計數板：酵母細胞數(個/mL)＝(4個中方格內酵母細胞個數/100)×400×104×稀釋倍數。
[例1]　下列關于“培養液中酵母菌種群數量的變化”實驗的相關操作，正確的是(　 )
①培養酵母菌時，必須去除培養液中的溶解氧　②將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養　③將培養液振蕩搖勻后，用吸管從錐形瓶中吸取一定量的培養液　④在血細胞計數板中央滴一滴培養液，蓋上蓋玻片，并用濾紙吸去邊緣多余的培養液　⑤待酵母菌沉降到計數室底部，將計數板放在載物臺中央，在顯微鏡下觀察、計數　⑥計數時，壓在小方格界線上的酵母菌應計相鄰兩邊及其頂角　⑦早期培養不需取樣，培養后期每天取樣一次
A．①②③④⑥　　　　　　 B．②③④⑥⑦
C．①②③⑥ D．②③⑤⑥
[解析]　①培養酵母菌時，不需去除培養液中的溶解氧；④中不是先在血細胞計數板中央滴培養液，再蓋上蓋玻片，應該是蓋上蓋玻片之后再滴培養液；⑦早期培養也要取樣觀察，與培養后期的酵母菌數量形成前后對照。
[答案]　D
[例2]　某同學完成“探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化”實驗時，圖1為利用血細胞計數板(1 mm×1 mm×0.1 mm)通過顯微鏡觀察時，實驗第6天對酵母菌培養液稀釋100倍后的統計結果。圖2為培養液中的酵母菌數量的變化情況。下列相關敘述錯誤的是(　 )
A．實驗第6天(圖1)培養液中酵母菌的數量約為5×108個/mL
B．該實驗有對照實驗
C．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
D．圖2中de段發生的原因可能與營養物質的消耗、pH的改變等有關
[解析]　實驗第6天(題圖1)培養液中，中格中酵母菌數為20，共包括16個小格，每個小格酵母菌數為1.25，且培養液稀釋倍數為100，故酵母菌的數量約為1.25×400×104×100＝5×108(個/mL)，A正確；該實驗構成自身前后對照，故該實驗有對照實驗，B正確；吸出培養液進行計數前，需將試管輕輕振蕩幾次，使培養液中的酵母菌均勻分布，減少誤差，C錯誤；題圖2中de段酵母菌數量減少，原因可能與營養物質的消耗、pH的改變等有關，D正確。
[答案]　C
[在應用中落實]
1．血細胞計數板是對細胞進行計數的重要工具，下列敘述正確的是(　 )
A．每塊血細胞計數板的正中央有1個計數室
B．計數室的容積為1 mm×1 mm×0.1 mm
C．蓋蓋玻片之前，應用吸管直接向計數室滴加樣液
D．計數時，不應統計壓在小方格角上的細胞
解析：選B　每塊血細胞計數板的正中央含有2個計數室。每個計數室的邊長是1 mm，深度是0.1 mm，故容積為1 mm×1 mm×0.1 mm。血細胞計數板使用時先蓋蓋玻片，后從一側滴加培養液。計數時除統計小方格內部的細胞外，還需要統計在相鄰兩條邊及其夾角上的細胞。
2．如圖表示在一個10 mL封閉培養體系中酵母菌數量的動態變化。關于酵母菌數量的敘述，正確的是(　 )
A．資源有限導致初始階段增長緩慢
B．可用數學模型Nt＝N0λt表示
C．應對活酵母菌用抽樣檢測法計數
D．70 h后K值將保持穩定
解析：選C　初始階段資源充足，后期資源受限，A錯誤；題圖所示曲線為“S”形增長曲線，數學模型Nt＝N0λt表示“J”形增長，B錯誤；應對活酵母菌用抽樣檢測法計數，C正確；70 h后封閉環境中氧氣含量、資源都下降，環境阻力增大，酵母菌會逐漸死亡，K值會下降，D錯誤。
[課堂鞏固落實]
1．下圖中可表示種群在無環境阻力情況下增長的曲線是(　 )
解析：選B　種群在無環境阻力情況下的增長是指在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等的情況下的增長。在這樣的條件下，種群數量會呈“J”形曲線增長，B圖所示的增長曲線屬于此種情況。
2．當某一種群生活在資源和空間有限的環境中時，用來描述該情況下種群數量變化的數學模型是(　 )
A．Nt＝N0λt B．K/2值
C．“J”形曲線 D．“S”形曲線
解析：選D　在資源和空間有限的環境中，種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定，這種增長曲線稱為“S”形曲線。
3．在營養和生存空間都沒有限制的條件下，某種細菌每20 min 就通過分裂繁殖一代，那么24 h后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是(　 )
A．224 B．272 C．424 D．472
解析：選B　由題意知，這種細菌在24 h內共分裂24×3＝72(次)，產生的細菌數量是272。
4．(2022·全國甲卷)在魚池中投放了一批某種魚苗，一段時間內該魚的種群數量、個體重量和種群總重量隨時間的變化趨勢如圖所示。若在此期間魚沒有進行繁殖，則圖中表示種群數量、個體重量、種群總重量的曲線分別是(　 )
A．甲、丙、乙
B．乙、甲、丙
C．丙、甲、乙
D．丙、乙、甲
解析：選D　分析題圖可知，隨著時間變化，甲曲線先增加后減少，乙曲線呈S形，丙曲線下降，在池塘中投放一批魚苗后，由于一段時間內魚沒有進行繁殖，而且一部分魚苗由于不適應環境而死亡，故種群數量下降，如曲線丙；存活的個體重量增加，如曲線乙，種群總重量先增加后由于捕撈而減少，如曲線甲。綜上可知，D正確。
5.如圖為種群數量增長曲線，有關敘述不正確的是(　 )
A．“J”形增長曲線反映了種群的增長速率逐漸增加
B．bc段種群增長速率逐漸下降，出生率大于死亡率
C．魚類的捕撈只有在c點時進行，才有利于持續獲得較大的魚產量
D．改善空間和資源條件有望使K值提高
解析：選C　種群的增長速率是指單位時間內增加的個體數量，可用曲線的斜率表示，則“J”形曲線的增長速率逐漸增加，A正確；bc段種群增長速率逐漸下降，但種群數量仍在增加，出生率大于死亡率，B正確；為持續獲得較大的魚產量，應使捕撈后的剩余量不低于圖中b點所對應的種群數量，以保持較高的增長速率，C錯誤；在環境不受破壞的情況下，一定空間所能維持的種群最大數量稱為環境容納量(K值)，改善空間和資源條件有望使K值提高，D正確。
[課下綜合檢測]
一、選擇題
1．數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式，建立數學模型一般包括以下步驟，下列排列順序正確的是(　 )
①觀察研究對象，提出問題；②提出合理的假設；③根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達；④通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正
A．①②③④ B．②①③④
C．③④①② D．②③①④
解析：選A　建構數學模型的一般步驟是提出問題→作出假設→用數學形式表達→檢驗或修正。
2．下列關于環境容納量的敘述，錯誤的是(　 )
A．環境容納量又稱K值
B．人為地一次性捕殺家鼠后，其環境容納量會迅速降低
C．建立大熊貓自然保護區的目的是提高大熊貓種群的環境容納量
D．將食物儲藏在安全處，減少家鼠的食物來源是為了降低它的環境容納量
解析：選B　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，A正確；環境容納量是環境的固有屬性，人為地一次性捕殺家鼠后，環境容納量不會變化，B錯誤；建立大熊貓自然保護區的目的是改善其生存環境，提高大熊貓種群的環境容納量，C正確；將食物儲藏在安全處，減少家鼠的食物來源是為了降低它的環境容納量，D正確。
3．下列與種群數量模型有關的敘述，錯誤的是(　 )
A．數量增長曲線比數學方程式更能直觀反映種群數量的增長趨勢
B．構建相應的模型后需通過實驗或觀察等進行檢驗或修正
C．“J”形曲線的條件是食物和空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等
D．Nt＝N0λt中λ的含義是種群增長率
解析：選D　數量增長曲線比數學方程式更能直觀反映種群數量的增長趨勢；構建相應的模型后需通過實驗或觀察等進行檢驗或修正；“J”形曲線是在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下的數量增長；Nt＝N0λt中λ的含義是該種群數量是前一年種群數量的倍數。
4．當一種生物遷入適合其生存的新環境，很長時間后，其種群增長曲線最可能為(　 )
解析：選B　當一種生物遷入適合其生存的環境后，種群數量會增加，由于食物、空間是有限的，故種群數量常呈“S”形增長。故選B。
5．下列有關探究培養液中酵母菌數量動態變化的實驗，敘述正確的是(　 )
A．改變培養液的pH不影響K值(環境容納量)大小
B．培養酵母菌時，必須去除培養液中的溶解氧
C．為了方便計數酵母菌，培養后期的培養液應先稀釋后再計數
D．對于壓在一個方格界限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
解析：選C　養分、空間、溫度和pH等都可影響微生物的生長；酵母菌在有氧條件下可進行有氧呼吸，不需要除去溶解氧；由于培養后期培養液中酵母菌數量多，不易計數，因此應先稀釋再計數；用血細胞計數板計數酵母菌時，對于壓在方格邊線上的酵母菌，應只計數相鄰兩邊及其頂角的個體。
6．如圖表示環頸雉種群數量增長的“J”形曲線和“S”形曲線，下列有關敘述錯誤的是(　 )
A．曲線X的數學模型為Nt＝N0λt，其中λ代表增長倍數
B．BC段種群增長速率逐漸下降，出生率小于死亡率
C．曲線X和Y的差值可表示環境阻力
D．若不考慮遷入、遷出，曲線Y表示自然狀態下種群數量變化趨勢
解析：選B　曲線X為“J”形曲線，其數學模型為Nt＝N0λt，其中λ代表增長倍數；BC段種群增長速率逐漸下降，但出生率大于死亡率；曲線Y為“S”形曲線，曲線X和Y的差值可表示環境阻力；若不考慮遷入、遷出，曲線Y表示自然狀態下種群數量變化趨勢。
7．下面兩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、2都可以表示該種群在有限環境條件下的增長規律
B．圖1中a點與圖2中的c點對應
C．圖1中b點與圖2中的d點對應
D．圖1、2中的b、c點都可以表示種群達到了環境容納量
解析：選D　通過分析曲線可知，兩條曲線中的種群個體數量最終都達到一個最大值，所以它們都屬于“S”形增長，環境條件是有限的；圖1中，曲線斜率最大的點即a點增長速率最大，對應圖2中的c點；圖1中的b點增長速率為0，對應圖2中的d點；圖1、2中表示種群達到了環境容納量的點分別是b、d點。
8.如圖表示種群中①和②兩個指標的變化(假設后續趨勢不變)，x軸表示時間，y軸表示相對值。下列敘述正確的是(　 )
A．若①表示種群數量的增長率，則該種群呈“S”形增長
B．若②表示種群數量的增長速率，則該種群不存在K值
C．若①和②表示兩個不同種群的數量，則P時刻種群密度相同
D．若①和②表示出生率和死亡率，則P時刻年齡結構為增長型
解析：選B　種群以“S”形曲線增長過程中，其增長率和環境阻力有關，種群數量越多，其環境阻力越大，種群增長率越小，A錯誤；若②表示種群數量的增長速率，則該種群數量呈“J”形曲線增長，該種群不存在K值，B正確；若①和②表示兩個不同種群的數量，則P時刻種群數量相同，但不確定兩個種群生存空間的大小，所以種群密度大小未知，C錯誤；若①和②表示出生率和死亡率，則P時刻出生率等于死亡率，其年齡結構為穩定型，D錯誤。
9．經調查，第一年某種昆蟲種群數量為N0，如果在理想的條件下，每年的增長率0.2保持不變，則第三年該種群數量為(　 )
A．1.2N0　　　　　 B．1.44N0
C．2.2N0 D．3.6N0
解析：選B　由于是在理想條件下，種群數量的增長模型為Nt＝N0λt，由于λ＝1＋0.2＝1.2，t＝2，所以第三年的種群數量為1.44N0。
10．某小組進行探究培養液中酵母菌種群數量的變化實驗時，同樣實驗條件下分別在4支試管中進行培養(見表)，均獲得了“S”形增長曲線。根據預測的實驗結果從理論上分析，下列說法錯誤的是(　 )
試管號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
培養液體積/mL 10 5 10 5
起始酵母菌數/103個 10 5 5 10
A.4支試管內的種群在K/2時增長最快
B．4支試管內的種群數量同時達到K值
C．試管Ⅲ內種群的K值與試管Ⅱ不同
D．試管Ⅳ內的種群數量先于試管Ⅱ開始下降
解析：選B　種群數量達到K/2時，增長速率最大；由于培養液體積不同，起始酵母菌數不同，4支試管內的種群數量不能同時達到K值；試管Ⅲ內培養液體積較多，其K值大于試管Ⅱ的K值；試管Ⅳ的培養液體積與試管Ⅱ相等，但試管Ⅳ內起始酵母菌數多于試管Ⅱ，所以試管Ⅳ內的種群數量先于試管Ⅱ開始下降。
11．如圖為某種群的平均出生率(實線)及平均死亡率(虛線)與該種群所依賴的資源量關系圖。下列敘述正確的是(　 )
A．出生、死亡是個體水平的特征，但出生率和死亡率是種群水平研究的問題
B．資源量通過影響該種群的出生率和死亡率，影響其數量變化
C．資源量長期小于R會導致該種群密度增大
D．隨著資源量的增加，此種群的K值可以無限增大
解析：選A　出生、死亡是個體水平研究的問題，出生率和死亡率是種群的數量特征，是種群水平研究的問題，A正確；資源量對該種群死亡率影響不大，主要影響其出生率，B錯誤；資源量小于R時，該種群出生率<死亡率，種群密度將降低，C錯誤；隨著資源量的增加，該種群的K值增大到一定程度后將不再增加，D錯誤。
12.在對某自然保護區內甲、乙兩個不同物種的種群數量進行調查之后，又開展了連續4年的跟蹤調查，計算其λ值(當年末種群個體數量/前一年末種群個體數量)，并繪制出如圖所示曲線。下列敘述錯誤的是(　 )
A．第1～3年，甲種群數量呈“S”形增長
B．c點對應的時期，甲、乙種群數量相等的可能性極小
C．乙種群在這4年中，種群數量呈“J”形增長
D．第2年末，甲種群數量比乙種群數量多
解析：選D　第1～3年，甲種群數量增長速率先增大后減小，呈“S”形增長，A正確；c點對應的時期，甲、乙種群λ值相等，與二者的種群數量沒有關系，故甲、乙種群數量相等的可能性極小，B正確；乙種群在這4年中，λ值保持1.5不變，種群數量呈“J”形增長，C正確；由于甲、乙兩種群的初始數量不確定，因此第2年末，甲種群數量不一定比乙種群數量多，D錯誤。
二、非選擇題
13．某研究所對某河流生態系統進行了幾年的跟蹤調查。如圖所示某種魚遷入此生態系統后的種群數量增長速率隨時間的變化曲線。請分析回答：
(1)圖A、B能反映魚種群數量變化的曲線是________。
(2)t2時期后，種群數量__________，其主要原因是_________________________________。
(3)在t1時該種群的年齡結構可能為__________型。
(4)若在t2時種群數量為K，為了保護這種魚類資源不被破壞，以便持續地獲得最大捕魚量，應使這種魚的種群數量保持在______水平，因為此時_______________。
解析：通過圖中種群增長速率隨時間的變化，明確t1、t2兩點的含義，即在t0至t1時間段內，種群的增長速率不斷增大，到t1時種群增長速率達到最大，說明此時種群數量達到了K/2；t1至t2時間段內，種群的增長速率不斷減小，至t2時種群增長速率為0，說明此時種群數量已經達到K值，之后，種群增長速率不變，說明種群數量維持在K值，因此，對應的種群增長曲線為“S”形。據此，進一步確定t1時該種群的年齡結構為增長型。在實踐應用中，捕撈時應使這種魚的種群數量保持在K/2的水平，以便使該種群的增長速率最大，從而獲取最大的捕魚量。
答案：(1)B　(2)不再增加　食物和空間不足、捕食者數量增加、種內競爭加劇等　(3)增長　(4)K/2　種群增長速率最大(或種群的增長速度最快)
14．自然界中種群的數量特征是種群重要的特征之一，如圖 1 表示某動物種群在不同條件下數量變化情況的數學模型，請回答下列問題。
(1)圖1所示模型屬于數學模型表現形式之一的__________，該形式較為直觀形象。
(2)圖1中A段種群增長近似于“________”形曲線。該模型需要滿足的條件是________________________________________________________________________。
(3)該種群的環境容納量是____________ (填“K1”或“K2”)。
(4)影響種群數量變化的因素很多，分析圖中曲線，與 D 段相比，影響 C 段的因素最可能是______(填選項)。
A．食物和天敵　　　　 B．氣候和傳染病
(5)在D階段，若該動物的棲息地遭到破壞后，由于食物的減少和活動范圍的縮小，其__________________會變小。
(6)在調查某林場松鼠的種群數量時，計算當年種群數量與一年前種群數量的比值(λ)，并得到如圖2所示的曲線。由此分析前4年該種群數量__________(填“增大”“減小” 或“基本不變”)。
解析：(1)題圖1所示模型屬于數學模型表現形式之一的曲線圖，該形式較為直觀形象。(2)題圖1中A段種群數量增長迅速，增長趨勢近似于“J”形曲線。該模型需要滿足的條件是食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。(3)從題圖1中種群數量的動態變化曲線可知，該種群的數量圍繞著K1波動，故該種群的環境容納量是K1。(4)影響種群數量變化的因素很多，D段種群數量變化處于波動狀態，說明此時的環境能夠容納此時的種群數量，而C段的種群數量急劇下降，此時應該發生了突變的因素如氣候驟變或傳染病。(5)在D階段，若該動物的棲息地遭到破壞后，由于食物的減少和活動范圍的縮小，此時的環境對該物種來講變得惡劣，故其K值(環境容納量)會變小。(6)分析題干及題圖2可知，前4年該種群λ值等于1，說明種群數量基本不變。
答案：(1)曲線圖　(2)J　無限環境(或空間和資源充裕)、理想條件(或氣候適宜，沒有敵害等)　(3)K1　(4)B　(5)K值(或環境容納量)　(6)基本不變
15．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。
裝置內的溶液 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/mL。
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/mL＝(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)。
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

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