第1章 第2节 不同条件下种群的增长方式不同(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修2 生物与环境（浙科版2019）

第二节 不同条件下种群的增长方式不同 学习目标 1．通过探究果蝇种群的增长活动，尝试建立数学模型和解释种群的数量变化。 2．举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长等数量变化情况。 目 录 01 四层学习内容1 落实必备知识 02 03 04 四层学习内容2 融通关键能力 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 四层学习内容 落实必备知识 1 主干知识梳理 1．建立数学模型解释种群数量变化 (1)数学模型：用来描述__________或其性质的一个抽象简化的数学结构。 (2)建立数学模型是解释生物种群数量______变化的重要方法。 现实系统 动态 2．种群的指数增长 条件 在资源_______、空间_______和不受其他生物制约的______条件下，种群就会呈指数增长 特点 起始增长很慢，但随着___________的增大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或______增长。由于增长曲线很像英文字母J，因而又称“J”形增长 无限 无限 理想 种群基数 倍数 3.种群的逻辑斯谛增长 (1)条件：在__________、资源有限和受到其他______制约条件下的种群增长方式。 (2)特点：是自然界生物种群增长的普遍方式，总是会受到____________的限制。其增长曲线很像英文字母S，因而又称“S”形增长。 (3)环境容纳量：长时期内环境所能维持的种群______数量，用字母K表示。 空间有限 生物 环境容纳量 最大 (4)“S”形增长的五个时期分析 曲线模型 续表 区段 阶段名称 种群密度增长速度 a 开始期 ______ b ______期 逐渐加快 c 转折期 ______ d 减速期 逐渐变慢 e ______期 不再增长或在K值上下波动 缓慢 加速 最快 饱和 (5)研究意义：更好地利用和保护__________，防治__________。 生物资源 有害生物 1．判断下列说法的正误 (1)在无天敌的环境中，种群呈指数增长。( ) 提示：理想环境不只是没有天敌，还包括资源和空间无限、气候适宜等。 预习效果自评 × (2)一个呈“S”形增长的种群，数量在K/2左右时种群密度增长最快。( ) (3)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”形增长。( ) 提示：外来物种进入新环境中，该种群也可能因不适应新环境被淘汰。 (4)种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线是数学模型的一种表现形式。( ) √ × √ (5)植食动物在自然环境条件下，一年四季的环境容纳量以冬季最大。( ) 提示：环境容纳量主要由环境中的有效资源决定，植食动物的食物在夏季最丰富，其环境容纳量一般在夏季达到最大值。 (6)在实验室内把果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌，其种群呈现指数增长。( ) 提示：在有限的空间中，果蝇的种群增长呈“S”形。 × × 2．回答关于数学模型的问题。 (1)建立数学模型，首先要观察研究对象，__________，提出____________，再根据实验数据，用适当的__________对事物的性质进行表达，即建立数学模型，最后通过进一步的实验和观察等，对模型进行____________。 提出问题 合理的假设 数学形式 检验或修正 解析：建立数学模型，首先要观察研究对象，提出问题，提出合理的假设，再根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型，最后通过进一步的实验和观察等，对模型进行检验或修正。 (2)作为数学模型，曲线图与数学公式比较，具有的优点是___________________________。 解析：作为数学模型，曲线图与数学公式比较，具有的优点是能更直观地反映事物的性质。 能更直观地反映事物的性质 (3)种群增长的“J”形曲线的模型假设为_______无限、_______无限、不受其他生物_______(理想条件)。 解析：种群增长的“J”形曲线的模型假设为资源无限、空间无限和不受其他生物制约(理想条件)。 资源 空间 制约 (4)长时期内环境所能________的种群最大数量称为环境容纳量。 解析：环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量。 维持 3．思考题 鼠害会导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？ 提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将粮食和其他食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌；搞好环境卫生；等等。 精要内容把握 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1．研究种群的核心问题是种群数量的变化规律。不同条件下种群的增长方式不同，可通过建立数学模型对种群数量的变动进行研究。 2．在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群就会呈指数增长。 3．逻辑斯谛增长是指在空间有限、资源有限和受到其他生物制约条件下的种群增长方式。 四层学习内容 融通关键能力 2 提能点（一）　探究果蝇种群的增长及建立数学模型 任务驱动 某校生物科技小组的同学观察后发现：夏天腐烂的水果——香蕉上常常会招引来许多果蝇，一部分同学认为是由于香蕉腐烂时产生的酒味招引来许多果蝇，另一部分同学认为是由于香蕉的香味招引来许多果蝇，该科技小组利用广口瓶设计了如下装置。 (1)果蝇是生物学实验中常见的模式生物，科学研究以果蝇作为实验对象有哪些优点？ 提示：果蝇体型较小、繁殖力强、生活史短，饲养管理简单，容易计数和保存。 (2)该科技小组将3个甲瓶和3个乙瓶随机均匀的放置在一个果蝇较多的地方。一段时间后他们将诱捕到的果蝇数记录在下表中： 据表分析，可以得到什么结论？ 提示：香蕉的酒味对果蝇的吸引力比香味更强。 瓶类 甲瓶 乙瓶 瓶号 1 2 3 总计 1 2 3 总计 果蝇数量 2 3 5 10 36 35 37 108 (3)进一步研究发现，果蝇主要以酵母菌等真菌为食，基于该研究试分析乙瓶诱捕果蝇数量多于甲瓶的原因。 提示：酵母菌利用糖厌氧呼吸会产生酒味，有酒味的地方可能酵母菌数量多，因此对果蝇的吸引力强。 生成认知 1．建立数学模型的方法(步骤) 2．数学模型的种类 (1)数学公式，如Nn＝2n。 (2)曲线图，如种群的“J”形和“S”形增长曲线。 (3)数学公式和曲线图的比较 项目 优点 缺点 数学公式 精确 不直观 曲线图 能直观地反映变化趋势 不精确 [例1]　(2024·宁波二模)可用数学方法分析果蝇数量的增长规律，得出其种群增长的数学模型。下列叙述正确的是(　　) A．培养果蝇时，广口瓶底部铺一层约2 cm厚的棉花，用两层密封薄膜扎紧瓶口 B．若果蝇数量不易直接计数时，可先在培养瓶内放入乙醚棉花团，麻醉后倒出计数 C．在实验条件下，用水果培养果蝇，其种群数量呈现指数增长 D．在广口瓶内培养果蝇过程中，其增长率逐渐降低 √ [解析]　果蝇是需氧型生物，所以在培养时不能用两层密封薄膜(应该用两层纱布)扎紧瓶口，A错误；若果蝇数量不易直接计数时，可先在麻醉瓶内放入乙醚棉花团，将果蝇赶入麻醉瓶并麻醉后倒出计数，不能直接在培养瓶中操作，B错误；在广口瓶内培养果蝇过程中，由于资源和空间有限，所以其种群数量呈现逻辑斯谛增长，增长率逐渐降低，增长速率先增大后减小，C错误，D正确。 [例2]　如图是根据实验室中人工饲养黑腹果蝇的数据统计绘制而成的曲线图。人工饲养是在一定大小的培养瓶中、喂以一定量的食物的条件下进行的。回答下列问题： (1)在实验室条件下用草履虫、酵母菌所做的实验与上述结果相似，表明种群在一定空间、一定资源条件下的增长类型，一般都是________。 “S”形 [解析]　种群在一定空间、一定资源条件下，由于资源和空间总是有限的，所以其增长类型一般都是“S”形增长，即达到K值后，会稳定在一定的水平。 (2)曲线的纵坐标______(填“能”或“不能”)反映种群密度的大小。这个过程中种群的增长速率的变化趋势是______________。 [解析]　曲线的纵坐标表示种群的数量，可以反映种群密度的大小。这个过程中种群增长速率的变化趋势是先增大后减小。 能 先增大后减小 (3)在一定环境中种群增长曲线的渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是____________________________________。一个种群的环境容纳量______(填“能”或“不能”)随着环境的变化而改变。 长时期内环境所能维持的种群最大数量 能 [解析]　在一定环境中种群增长曲线的渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是在这一环境中所能承载的这一种群的最大数量，即K值。一个种群的环境容纳量能够随着环境的变化而改变。 (4)该实验中，当黑腹果蝇种群的数量达到约______时，种内斗争最为剧烈。当种群数量达到渐近线时，此时种群的出生率最可能是________(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率。 [解析]　由曲线图可知，当黑腹果蝇种群的数量达到约346.1时，种内斗争最为剧烈。当种群数量达到渐近线时，种群数量相对稳定，此时种群的出生率最可能是等于死亡率。 等于 346.1 跟踪训练 √ 1．如图是果蝇在人工饲养条件下种群增长的曲线，下列有关叙述正确的是(　　) A．K＝346，表示该果蝇种群的环境容纳量 B．0至36 d，果蝇的个体数量呈直线增长 C．36 d后，果蝇种群的出生率大于死亡率 D．改变饲养条件，该果蝇种群的K值不变 解析：长时期内环境所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称为K值，所以346为该果蝇种群的环境容纳量，A正确；由图可知0至36 d，果蝇的个体数量呈“S”形增长，B错误；36 d后，果蝇种群的数量达到K值，出生率等于死亡变，C错误；种群的K值会随着环境的变化而变化，环境改变，K值也会变化，D错误。 2．下列关于建构种群增长模型的方法的叙述，错误的是(　　) A．在描述、解释和预测种群数量变化时，无须建立数学模型 B．数学模型是用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构 C．种群增长曲线是数学模型的一种表现形式 D．自然界中细菌种群的数量变化与理想条件下细菌的数量增长不相同 √ 解析：数学模型是用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构，可能是曲线图，也可能是数学表达式，在描述、解释和预测种群数量变化时，常常需要建立数学模型，A错误，B正确；种群增长曲线是数学模型的一种表现形式，C正确；自然界中细菌种群的数量变化与理想条件下细菌的数量增长不相同，D正确。 提能点（二）　种群的增长方式 任务驱动 分析种群数量增长的“S”形曲线，回答下列问题： (1)同一种群的K值是固定不变的吗？为什么？ 提示：不是，因为环境条件变化时，K值可能发生变化。 (2)种群数量分别为K/2、K时，种群的年龄结构分别是哪种类型？出生率与死亡率的大小分别有什么关系？ 提示：①种群数量为K/2时，年龄结构为增长型，出生率>死亡率。②种群数量为K时，年龄结构为稳定型，出生率＝死亡率。 生成认知 1．种群数量两种增长方式的比较 项目 指数增长(“J”形增长曲线) 逻辑斯谛增长 (“S”形增长曲线) 增长模型 续表 前提条件 理想状态：资源无限、空间无限，不受其他生物制约 现实状态：资源有限、空间有限，受到其他生物制约 K值有无 无K值 有K值 种群增长 率的变化 续表 种群增长 速率变化 适用范围 一般只适用于种群在实验室条件下和刚迁入新的环境中最初一段时间内的增长 一般自然种群的增长 续表 联系 2.正确区分增长率与增长速率 续表 计算 方法 假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年)内，由初始数量N0增长到数量Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为： 增长率＝[(末数－初数)/初数]×100%＝[(Nt－N0)/N0]×100%　(无单位) 增长速率＝(末数－初数)/单位时间＝(Nt－N0)/t　(有单位，如个/年) 续表 曲线 ①图1、图2中曲线a、b、c、d分别代表的增长方式为“J”形、“S”形、“J”形、“S”形； ②图2曲线d中在t1时刻增长速率最快、对应A点为K/2值点。在t1～t2时刻，种群的数量不会减少，t2对应B点为K值点 3.关于K值和“λ”的模型及分析 (1)关于K值模式图分析 K值即“在环境不受破坏”的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量——实际环境中种群数量往往在K值上下波动，如图1所示。 图甲 模型 解读 K值是可变的。K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降，达到一个新的K值；当环境条件状况改善后，K值会上升。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值，如图甲所示。种群所能达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为已超过环境容纳量 续表 图乙模型解读 被捕食者种群数量超过N2，则引起捕食者种群数量增加；捕食者种群数量超过P2，则引起被捕食者种群数量减少。两者相互作用，使被捕食者和捕食者的种群数量分别在N2和P2水平上保持动态平衡，从而判断被捕食者和捕食者的K值分别为N2和P2 (2)关于“λ”的模式图分析(如图2所示) ①“λ”≠增长率 种群“J”形增长的数学模型：Nt＝N0λt中，λ代表某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，不是增长率。 增长率＝(末数－初数)/初数×100%＝(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%。 ②图2曲线分析 a段 λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长 b段 “λ”尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增加 c段 λ＝1，种群数量维持相对稳定 de段 λ<1，种群数量逐年下降 [例1]　(2024·余姚期末)某城市卫生部门组织了一次鼠药灭鼠的活动，如图为该城市居民区投放鼠药前后褐家鼠种群数量变化曲线。下列有关叙述正确的是(　　) A．图中a表示褐家鼠的环境容纳量 B．进行鼠害防治，最好在种群数量达到d时进行人为干预 C．某城市卫生部门此次灭鼠活动不会改变褐家鼠的环境容纳量 D．在理想条件下，影响褐家鼠种群数量增长的因素主要是环境容纳量 √ [解析]　环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量，a不是环境容纳量，A错误；进行鼠害防治，最好在种群数量达到e点之前进行人为干预，B错误；该卫生部门只组织了一次鼠药灭鼠的活动，并没有改变褐家鼠的环境条件，因此不会改变褐家鼠的环境容纳量，C正确；在理想条件下，种群数量呈“J”形增长，无环境容纳量，D错误。 [易错提醒] 关于环境容纳量理解的误区 (1)环境容纳量并不是任何增长方式都具有，理想环境下不存在环境容纳量。 (2)环境容纳量可改变，但是这种改变不随生物自身因素的变化而改变，而是随外界环境因素的变化而改变，如资源情况、气候情况及天敌等情况。 (3)环境容纳量不是一个种群数量增长的最大值，而是一个环境条件下，长时期所维持的种群最大数量。 [例2]　(2024·杭州含周边重点中学期中)如图甲表示甲种群数量的“J”形增长曲线，图乙表示在有环境阻力的条件下乙种群增长速率与种群数量的关系。下列叙述错误的是(　　) A．第t年时，甲种群数量可表示为Nt＝N0λt，其中N0是种群初始数量，λ是大于1的定值 B．甲种群无K值，增长速率一直增加 C．渔业生产中，一般在图乙所示的N点开始捕捞以保证持续高产 D．若乙为某害虫种群，可通过限制食物和空间资源等因素降低其K值 √ [解析]　甲图中种群数量呈“J”形增长，“J”形增长的数学模型：t年后种群数量为Nt＝N0λt，其中N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，“J”形增长曲线的增长率不变，λ＞1且为定值，A正确；“J”形增长曲线是在理想条件下种群数量变化的曲线，无K值，其增长速率一直增加，B正确； 图乙所示的N点种群增长速率最大，对应的种群数量为K/2，渔业生产中，中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量，一般在超过N点后开始捕捞，捕至N点左右，以使种群快速增长，保证持续高产，C错误；若乙为某害虫种群，可通过限制食物和空间资源等因素增大环境阻力，降低其K值，减少害虫的数量，D正确。 跟踪训练 √ 1．长时期内环境所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。下列关于环境容纳量的叙述，正确的是(　　) A．一个种群的数量达到环境容纳量后不会再发生改变 B．硬化地面并管理好粮食是降低家鼠环境容纳量较为有效的措施 C．不同生物在相同环境中，环境容纳量相同 D．达到环境容纳量后捕获鱼类资源，有利于持续获得最多的鱼产量 解析：一个种群的数量达到环境容纳量后，种群数量会在K值上下波动，A错误；硬化地面并管理好粮食可以减少家鼠的食物来源以及栖息地，是降低家鼠环境容纳量较为有效的措施，B正确；不同生物在相同环境中，因食物、天敌等不同导致环境容纳量可能不同，C错误；捕获后鱼类种群数量在K/2左右，有利于持续获得较多的鱼产量，D错误。 2.(2024·浙江名校协作体开学适应考)某种群增长速率随时间变化曲线如图所示，下列相关叙述正确的是(　　) A．该种群在C点时达到环境最大容纳量 B．D点时该种群年龄结构为增长型 C．若此种群为养殖某鱼群，则E点最适宜捕捞 D．若将纵坐标改为增长率，则该种群在AC段呈“J”形增长 √ 解析：该曲线代表的是种群增长速率随时间的变化，在C点时，种群增长速率最大，对应的种群数量为K/2，A错误；D点时，种群增长速率仍大于0，该种群年龄结构为增长型，B正确；若此种群为养殖某鱼群，则高于C点可以捕捞，捕捞至C点左右，E点为K值，会出现种内竞争加剧，不是最适宜捕捞点，C错误；“J”形增长增长率为定值，若将纵坐标改为增长率，AC段不能表示“J”形增长，D错误。 3．(2024·浙江衢温5＋1联盟期中)某岛上甲、乙两个不同物种连续四年的λ值(λ＝当年年末种群个体数量/前一年年末种群个体数量)变化如图。下列关于四年间的种群数量变化的叙述，正确的是(　　) A．甲种群数量的增长速率一直不变 B．乙种群的数量在第2年年末仍在增长 C．甲、乙两种群的数量在4年内有两次相等 D．乙种群的年龄结构在第3年年末一定为衰退型 √ 解析：甲种群数量满足“J”形增长曲线，增长速率一直增加，A错误；第2年年末，乙种群的λ值大于1，说明种群数量呈上升趋势，B正确；由于两个种群的起始数量未知，根据4年间的λ值，无法判断甲、乙种群的数量大小，C错误；第3年年末乙种群的λ值等于1，说明乙种群的年龄结构可能为稳定型，D错误。 四层学习内容 浸润学科素养和核心价值 3·4 思维拓展——种群“S”形增长在实践中的应用 1．种群“S”形增长曲线分析 2．种群“S”形增长的实践应用 b点的 应用 消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于加速期(b点)之前，严防种群增长进入加速期 c点 (K/2值) 的应用 对有害生物防治的措施：必须及时控制种群数量，严防其达到K/2值处 对资源开发与利用的措施：种群数量达到环境容纳量的一半时，种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则 续表 e点 (K值) 的应用 对有害生物的防治措施：增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值 对野生生物资源的保护措施：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值 素养训练 √ 1．(2024·浙江重点中学拔尖学生培养联盟适应考)“S”形增长是自然界中生物种群数量增长的普遍方式，它总会受到K值(环境容纳量)的限制。下列叙述正确的是(　　) A．K值是指种群在特定环境中所能达到的最大数量 B．当种群数量达到K值时，种群的出生率接近于零 C．渔业养殖中增加某种鱼苗的投放可提高其K值水平 D．渔业捕捞后应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平 解析：K值是指长时期内环境所能维持的种群最大数量，种群数量达到稳定状态时，会围绕K值上下波动，A错误；种群数量达到K值时，种群数量相对稳定，种群的出生率等于死亡率，但二者不接近于零，B错误；渔业养殖中增加某种鱼苗的投放不会提高其K值水平，K值的大小与该种群所处环境、空间和资源有关，C错误；为了持续获得较高的生产量，渔业捕捞后应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为该状态下，种群增长速率最大，D正确。 2．图甲和图乙表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系，下列有关叙述正确的是(　　) A．图甲中曲线a代表死亡率，曲线b代表出生率 B．海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在图甲的E点 C．图乙中在F点控制有害动物最有效 D．图乙中G点代表种群的环境容纳量 √ 解析：图甲中曲线a代表出生率，曲线b代表死亡率，A错误；海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在K/2，E点为K值，B错误；在F点时种群数量增长最快，不利于控制有害动物的数量，C错误；图乙中的G点对应图甲中的E点，均表示种群的环境容纳量，D正确。 3.关于如图所示种群数量增长曲线的 叙述，正确的是(　　) A．ac段种群增长率不断升高、ce段 种群增长率不断降低 B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后 C．建立自然保护区等措施可使e点上移，以此达到保护濒危野生动物的目的 D．图中c点增长速率最大，不同时期种群的增长速率一定不同 √ 解析：种群数量呈“S”形增长时，种群增长率逐渐下降，A错误；种群数量呈“S”形增长时，环境阻力一直存在，即a点就已存在环境阻力，B错误；建立自然保护区可增大被保护种群的环境容纳量，使K值增大(e点上移)，此措施可以保护濒危野生动物，C正确；当种群数量为K/2(c点)时，增长速率最大，不同时期种群的增长速率可能相同，D错误。 教材活动讨论题与课后习题参考答案 Ⅰ.活动“探究果蝇种群的增长”讨论题参考答案(教材P10) 1．提示：果蝇种群数量增长的曲线图： 2．提示：在自然界中，环境条件是有限的，因此，种群不可能按照“J”形曲线无限增长。此活动是研究果蝇种群在一个有限的环境中增长时，种群数量的变化，此曲线类似“S”形曲线。活动初期，条件适宜，食物充足，所以成虫每天产卵。果蝇亲本从交配、产卵再到产生幼虫，幼虫发育后结蛹，再羽化为子代成虫，共需要10～12天，所以前10天左右，培养瓶中的果蝇数量一直是4只。交配后4～5天， 成虫产卵量达到最大，即在第14天左右会出现子代果蝇种群的最大增长速率(K/2)。随后，果蝇个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内竞争加剧，使这个种群的死亡率增大，但种群数量依然上升，第17天种群数量达到环境条件所允许的最大值，种群数量将停止增长。随后，因为环境的恶化(主要有空间有限、食物消耗、霉菌感染等)，果蝇种群的死亡率不断增大，种群数量开始下降。 3．提示：将各果蝇培养装置分别放置在一定温度梯度下培养(如4 ℃、8 ℃、12 ℃、16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃)，每天定时对瓶内果蝇进行计数，将各组统计取得的平均数值绘制成曲线图，建构出数学模型并加以分析。此外，还可进一步研究果蝇的起始数量、培养空间的大小、食物种类等条件对果蝇种群增长情况的影响。 Ⅱ.课后习题参考答案(教材P14) 一、选择题 1.B　2.D　3.A 二、简答题 1．提示：(1)19.8 ℃下环境容纳量最小。 (2)除温度外，环境容纳量还受阳光、溶解氧、pH等环境因素的影响。 (3)在K/2值时，藻类繁殖速度最快。可采取控制外界环境营养物质(特别是磷和氮)的输入，种养水生植物(如凤眼莲、芦苇、香蒲)以去除水体中的氮、磷等营养元素，适当投入微生物来分解污染物。在富营养化程度较严重时，还可采用利用杀藻剂将藻类杀死并及时捞出等措施。 2．提示：在自然环境条件下，种群呈逻辑斯谛方式增长，草原放牧量维持在K/2左右，可以从中获取最大可持续的放牧量，并使草原放牧后得以快速恢复。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ A级——基础综合练 1．在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群数量的增长曲线是(　　) 16 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 解析：在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群数量持续增长，呈现“J”形曲线，B正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 2．建立数学模型一般包括以下步骤，下列排列顺序正确的是(　　) ①观察研究对象，提出问题　②提出合理的假设 ③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达　④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 A．①②③④　　　　　　 B．②①③④ C．③④①② D．②③①④ 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：建立数学模型的一般步骤：①观察研究对象，提出问题。要构建一个数学模型，首先我们要了解问题的实际背景，弄清楚研究对象的特征；②提出合理的假设。提出合理假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型也不相同；③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。根据所作的假设分析对象的因果关系，利用对象的内在规律和适当的数学工具，构造各个量词的等式关系；④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。当数学公式这个模型构建出来后，可再绘制出坐标曲线图，曲线图可以更直观地反映出种群数量的变化趋势。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 3．(2024·嘉兴平湖月考)古人云：“水至清则无鱼，人至察则无徒。”下列哪一项不是“水至清则无鱼”的原因(　　) A．水太清则鱼可能缺乏足够的食物 B．水太清则鱼可能不能获得充足的氧气 C．水太清则鱼容易被天敌捕食 D．水太清则鱼会吸收大量光能而死亡 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：水太清说明水体中缺乏鱼类足够的食物，A正确；水太清说明水体中缺少进行光合作用的水生植物，故水体中氧气较少，影响鱼类的呼吸，B正确；水太清则鱼容易被天敌捕食，C正确；鱼不会吸收光能，D错误。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 4．《诗经》记载“王在灵沼，於物鱼跃”，这是我国水库养鱼的最早记录。下列相关叙述错误的是(　　) A．适量投放鱼苗能提高该鱼的环境容纳量 B．鱼的种群数量在水库中呈逻辑斯谛增长 C．为了持续获得最大捕捞量，捕鱼后鱼的种群数量应维持在K/2左右 D．用网眼较大的渔网捕捞是为了保证捕捞后鱼种群的年龄结构为增长型 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：适量投放鱼苗能提高产量，但不能提高该鱼的环境容纳量，只有改变其生存的环境才能提高环境容纳量，A错误；水库中空间、资源有限且其中的鱼受到其他生物制约，鱼的种群数量将呈逻辑斯谛增长，B正确；为了持续获得最大捕捞量，捕鱼后种群数量应维持在K/2左右，因为此时增长速率最大，C正确；用网眼较大的渔网捕捞可以保留幼龄鱼苗，保证捕捞后该种鱼种群的年龄结构为增长型，D正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 5．(2024·杭州淳安月考)如图所示为种群“S”形增长曲线。下列分析正确的是(　　) A．阶段1种群数量的增长速率持续加大 B．阶段2种群出生率低于死亡率 C．阶段3种内竞争强度低于前两个阶段 D．同一种群的K值是固定不变的 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：阶段1种群数量未到达K/2，增长速率逐渐增加，A正确；阶段2种群数量在持续增长，因此出生率高于死亡率，B错误；阶段3种群数量到达K值，种内竞争强度高于前两个阶段，C错误；同一种群的K值受到环境资源等影响，并非固定不变，D错误。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 6．(2024·衢州月考)在“探究果蝇种群数量的增长”实验中，某小组将少量水果、10只雄果蝇和10只雌果蝇置于足够大的瓶子，在适宜环境中连续培养，定时记录瓶中果蝇数量，m天后瓶中果蝇数量达到稳定，稳定期种群数量约为n只。若实验起始时，将雌雄果蝇的数量加倍，其他条件不变，则m与n的数值变化情况分别为(　　) A．m减小、n变大 B．m变大、n变小 C．m减小、n基本不变 D．m变大、n基本不变 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：由题意可知，在该瓶中果蝇种群数量呈现“S”形增长，在环境、营养等条件不变的情况下，该瓶中果蝇的环境容纳量(K值)为n，当二次实验时，其K值依然不变，只是因为增加了初始雌雄果蝇的数量，因而会使该瓶中果蝇数量在短时间内达到K值，m减小、n基本不变，C正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 7．下列关于一个地域的环境容纳量的叙述，错误的是(　　) A．存活曲线为凸形的种群更适应生存的环境，环境容纳量更大 B．在一年四季的变化中，种群的环境容纳量通常会改变 C．在达到环境容纳量之前，种群的增长速率一般先增大后减小 D．一个地域的环境容纳量是由其有效资源决定的 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：存活曲线为凸形的种群大多数个体都能活到平均生理年龄，但达到这一年龄后，短期内几乎全部死亡，而其环境容纳量不一定比其他类型大，A错误；在一年四季变化中，外界环境因素会发生改变，食物资源、天敌等都会发生改变，因此各种群的环境容纳量通常也会发生改变，B正确；种群在自然条件下呈“S”形增长，在达到环境容纳量之前，种群的增长速率一般先增大后减小，最后达到稳定，C正确；环境容纳量是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量，一个地域的环境容纳量是由其有效资源决定的，D正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 8．(2024·杭州S9联盟期中)生物的种群数量会受到多种因素的影响。如图表示某种群的数量变化，A点时，由于某种因素的改变，环境容纳量由K1，变化为K2，导致这种变化的因素最不可能是(　　) A．该种群生物的活动范围扩大 B．该种群生物的食物增多 C．该种群的天敌大量迁出 D．该种群迁出了大量同种个体 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：若该种群生物的活动范围扩大，空间和食物资源增多，可使K值增大，A、B不符合题意；若该种群的天敌大量迁出，天敌数量减少，可使K值增大，C不符合题意；该种群迁出了大量同种个体，种群数量减少，但环境条件没发生改变，故K值不变，D符合题意。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 9．某校生物兴趣小组为研究种群数量变化规律，用培养瓶培养果蝇，观察成虫数量的变化，并计算种群增长率，结果如下表所示，下列叙述错误的是(　　) 16 时间/天 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 增长率 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 A．该果蝇种群的年龄结构为衰退型 B．培养33天的果蝇数量达到了K值 C．该果蝇种群的数量增长曲线为“S”形 D．该果蝇种群不符合数学模型Nt＝N0λt 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 16 解析：在3到33天，果蝇种群的年龄结构为增长型，33天之后，种群的年龄结构为稳定型，A错误；在3到33天，随着时间的推移，虽然种群增长率下降，但种群增长率大于0，说明种群数量在增加，但33天时，种群增长率为0，种群数量基本不变，达到K值，B正确；该表格反映了种群数量先增加后基本不变的趋势，说明该果蝇种群的数量增长曲线为“S”形，C正确；数学模型Nt＝N0λt表示种群数量无限增加，属于“J”形曲线，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 10．(2024·宁波北仑区期中)当田鼠种群刚迁入一个新的农田后，种群数量开始增长，随着时间推移，种群数量停止增长并维持相对稳定。下列叙述正确的是(　　) A．田鼠种群数量的增长过程中，增长速率先增大后减小 B．田鼠种群数量停止增长时，出生率和死亡率均为零 C．当田鼠种群数量维持相对稳定时，不存在种内竞争 D．人为地一次性捕杀部分田鼠后，其环境容纳量迅速降低 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：当田鼠种群刚迁入一个新的农田后，种群数量开始增长，随着时间推移，种群数量停止增长并维持相对稳定，说明该田鼠种群数量呈“S”形增长，此过程中增长速率先增大后减小，A正确；田鼠种群数量停止增长时，种群达到K值，此时出生率和死亡率相等，并非都是零，B错误；当田鼠种群数量维持相对稳定时，种群数量达到K值，存在种内竞争且比之前更激烈，C错误；人为地一次性捕杀部分田鼠后，其种群数量会迅速下降，其他条件不发生改变的情况下，其环境容纳量不会发生改变，D错误。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 √ 11．如图表示某经济动物种群密度Nt与Nt＋1/Nt的关系图，不考虑迁入和迁出。下列叙述错误的是(　　) A．c点种群增长率最大 B．b和e都为该种群的环境容纳量 C．种群密度为a时，该种群的出生率小于死亡率 D．种群密度为d时，该种群的年龄结构为增长型 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：种群密度为c时，Nt＋1与Nt的比值最大，说明该种群的自然增长率最大，A正确。b和e点，Nt＋1/Nt＝1，但是b点之后，Nt＋1/Nt＞1，说明种群数量在增加，故b点不是环境容纳量；e点之后，Nt＋1/Nt＜1说明种群数量在减少，不能维持稳定，e点也不是环境容纳量，B错误。种群密度为a时，Nt＋1/Nt＜1，说明种群数量在减少，出生率小于死亡率，C正确。种群密度为d时，Nt＋1/Nt＞1，说明种群数量在增加，出生率大于死亡率，该种群的年龄结构最可能为增长型，D正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 12.如图所示为某个种群在不同情况下的增长曲线模式图，请据图回答： 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 (1)马缨丹是一种生活于热带地区的有毒植物，为达到观赏目的，人们把它引种到夏威夷，一段时间后，马缨丹大量繁殖，对夏威夷的畜牧业造成严重威胁，图中曲线_______符合马缨丹疯狂蔓延趋势。自然界中种群增长曲线表现为图中的曲线________，原因是自然环境中________和__________都是有限的。 16 解析：马缨丹引入到夏威夷属于物种入侵，环境适宜，缺少天敌，所以会出现“J”形增长，如曲线a。在自然环境中，资源和空间是有限的，所以种群数量应呈“S”形增长，如曲线b。 a b 资源 空间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 (2)此外，还有直接影响种群数量的因素，即该种群的__________和________、迁入率和迁出率，年龄结构和___________间接对种群数量起作用。 解析：直接决定种群数量的特征是出生率和死亡率，年龄结构和性别比例也可以间接地对其构成影响。 16 出生率 死亡率 性别比例 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 16 (3)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应把握在_______点后进行，原因是_____________________ ______________。 解析：为了获取持续的高产，应在K/2点之后捕捞，捕捞后维持在K/2点，因为K/2点时种群的增长速率最大。 K/2 K/2点时种群数量的 增长速率最大 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 (4)若图中曲线b表示某地老鼠种群数量变化，如果灭鼠时只采用捕杀的办法，采取措施后老鼠的数量会很快恢复到原有的数量。请你依图提出更有效的控制鼠害的方案：___________________________ _________________________________________________________。 解析：要控制老鼠的种群数量则应降低其环境容纳量，即K值。 16 增加老鼠生存环境阻力(可从食物来源、生活场所、天敌等方面考虑)，使其环境容纳量降低 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 B级——应用创新练 13．(2024·浙江名校协作体开学考)热带雨林是地球上生物种类成分最丰富多样的生物群落。群落中甲、乙2个种群的增长率与种群大小关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 A．甲种群的增长为指数增长，乙种群的增长为逻辑斯谛增长 B．乙种群的数量在200左右时，增长速率最大 C．M点前对应的种群大小，两个种群的出生率都小于死亡率 D．K点对应种群数量(600左右)为两个种群的环境容纳量 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：甲种群的增长率随种群数量增大而减小，K点之前，甲种群的增长为逻辑斯谛增长，而K点之后，增长率小于0，种群数量开始下降，不是逻辑斯谛增长；在M点之前和K点之后，乙种群增长率小于0，种群数量在减少，此时乙种群的增长不是逻辑斯谛增长，A错误。乙种群在M点到K点时符合“S”形增长曲线的特点，当增长率为0时达到K值，从图上可以看出K值接近600，所以当种群数量接近K/2(即300)左右时，增长速率最大，B错误；甲种群在M点前的增长率是大于0的，因此甲种群在M点前的出生率大于死亡率，C错误；从图上可以看出数量达到600左右时两种群的增长率均下降到0，说明K点对应种群数量是两个种群的环境容纳量，D正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 14．(2024·浙江七彩阳光联盟返校考)研究小组对某自然保护区内一种留鸟进行连续观察研究，在14年间统计其种群增长速率(ΔN/Δt)如表所示。据表分析下列叙述正确的是(　　) 16 年份 第2年 第4年 第6年 第8年 第10年 第12年 第14年 增长速率 0.80 1.20 2.00 3.50 2.05 1.20 0.03 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 16 A．第8年之前由于增长速率逐年增大，因此这14年间种群数量呈“J”形增长 B．第8～14年，由于增长速率逐年减小，该种群的年龄结构为衰退型 C．第4年和第12年增长速率相同，说明这两年该种群的出生率相同 D．该种留鸟种群的环境容纳量可能为第8年时种群数量的2倍 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 16 解析：由表中数据可知，第2～8年，种群增长速率逐渐增加，第8～14年，种群增长速率逐渐减小，即种群增长速率先增加后减小，由此判断这14年间该种留鸟种群数量呈“S”形增长，A错误；第8～14年，种群增长速率逐年减小，但仍大于0，说明种群出生率大于死亡率，种群数量将继续增加，则该种群的年龄结构为增长型，B错误；第4年和第12年增长速率相同，但这两年的种群数量不同，故无法判断这两年该种群的出生率是否相同，C错误；根据“S”形增长曲线，当种群增长速率最大时对应的种群数量为K/2，由表格信息知，第8年时增长速率最大，此时对应的种群数量是K/2，故该种留鸟种群的环境容纳量(K)可能是第8年时种群数量的2倍，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 15．(2024·杭州学军中学段考)科研人员选取千岛湖地区面积适当、生境类型相似的两个岛屿(A岛和B岛)作为研究样地，对A岛(2022年10～11月以及2023年3～11月)和B岛(2022年7月～11月以及2023年3～11月)的社鼠种群数量进行调查(用鼠笼对鼠进行捕捉)，实验结果如图所示。下列叙述不合理的是(　　) 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 A．A岛和B岛社鼠种群数量的变化主要受迁入率和迁出率的影响 B．受环境容纳量限制，社鼠种群数量增长到一定程度后可能会保持相对稳定 C．由于冬季12月至翌年2月环境温度较低，最好不在此期间进行捕捉 D．根据题图不能确定A岛和B岛两个岛屿上社鼠种群数量的K值 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：社鼠被隔离在不同的岛屿上，自然条件下，不存在迁入和迁出，故A岛和B岛社鼠种群数量的变化主要受出生率和死亡率的影响，A错误；受环境容纳量限制，社鼠种群数量增长到一定程度后可能会保持相对稳定，B正确； 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 由于冬季12月至翌年2月环境温度较低，捕获鼠若在鼠笼内时间过长，食物不足、低温等会导致部分个体的死亡(死亡率增加)，从而影响研究的结果，因此在此期间不宜进行捕捉，C正确；K值是长时期内(在不破坏环境的情况下)，环境所能维持的最大个体数量，两岛种群数量均是上半年数量处于高峰，而下半年数量较低，超过环境承载力可能是种群数量下降的主要原因，故根据题图不能确定A岛和B岛两个岛屿上社鼠种群数量的K值，D正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 16．如图甲是草原上某两类生物种群数量变化的动态曲线，其中r对策生物通常个体小、寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。图乙是种群数量变化曲线。请回答下列问题： 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 (1)田鼠的寿命大约有两年，几乎全年均可繁殖，且种群数量每天可增加1.47%，属于________(填“r对策”或“K对策”)生物，这类生物很难消灭，在种群密度极低时也能迅速回升。若在食物和空间条件充裕等理想环境下，田鼠的数量会出现图乙中的曲线Ⅰ的增长趋势，此时需控制该曲线数学公式模型中的____参数来有效控制鼠害。若田鼠的初始数量是N0，增长率是1.47%，t年后田鼠的数量是Nt＝______________(列出数学公式即可)，但种群难以在较长时间内按此模型增长，是因为____________________________________________ _________________________________________________。 16 r对策 λ N0(1＋1.47%)t 当种群密度增大时，种内斗争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：田鼠通常个体小、寿命短、生殖力强，属于r对策生物。“J”形增长曲线中，t年后种群数量的数学公式模型可表示为Nt＝N0λt(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)，此时需控制“J”形增长数学公式中的λ来有效控制鼠害。若田鼠的初始数量是N0，增长率是1.47%，则λ＝1＋1.47%，t年后田鼠的数量是Nt＝N0(1＋1.47%)t。自然界的食物和空间资源总是有限的，故种群难以在较长时间内呈“J”形增长，随种群密度增大，种内斗争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓，不能长期呈“J”形增长。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 (2)K对策生物的种群数量高于或低于______(填“S”或“X”)点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为___________________。根据图甲可知，野马等珍稀濒危动物，其数量一旦低于X点，就会逐渐走向灭绝，对此可采取的保护措施是保护其栖息环境，包括提供充足的____________条件，控制其天敌的数量等。 16 S 环境容纳量(或K值) 食物和空间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：由图甲可知，K对策生物种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，该平衡点即环境容纳量。保护濒危动物最根本的措施是建立自然保护区，保证其食物和空间条件充裕，从而提高环境容纳量。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 (3)图乙曲线Ⅱ是草原中田鼠最终呈现的增长曲线，则c点田鼠种群的增长速率________a点的增长速率，de段田鼠种群的年龄结构为________。在该草原投放了一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的是ef段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境而部分死亡，则图中α的角度将会______。 16 小于 稳定型 增大 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 3 4 解析：图乙曲线Ⅱ中c点的斜率小于a点，表明c点对应的种群增长速率小于a点。de段种群数量基本不变，年龄结构为稳定型。一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，使田鼠种群数量减少，若投放的蛇部分死亡，则田鼠种群数量减少变缓，α的角度增大。 16 本课结束 含义 ①种群增长率：指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，即： 增长率＝×100%； ②种群增长速率：指单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率)，即： 增长速率＝ $$