1.2 种群的数量变化-【帮课堂】2024-2025学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修2）

第1章 种群及其动态 第2节 种群的数量变化 学习目标 1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征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、波动等数量变化情况。 3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 学习重点：建构种群增长模型的方法 种群的“J”形增长和“S”形增长 学习难点：建构种群增长的数学模型 一、构建种群增长模型的方法——数学模型 1．数学模型：是用来描述一个系统或它的 的 形式。 2．研究方法或步骤： 观察 提出问题→提出合理的 →根据实验数据，用 的 形式对事物的性质进行表达，即建立 →通过进一步 或 进行检验或修正 3．表达形式 （1）数学方程式：t年后种群数量Nt= 。数学方程式的优点： ； （2） 曲线图表示：以 为横坐标， 为纵坐标画曲线。曲线图的优点是能更 地反映出种群数量的增长趋势，曲线图的局限性是 。 二、种群数量的变化——“J”型曲线 1．种群的“J”形增长 (1)含义：在 等条件下，如果以 为横坐标， 为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。 (2)数学模型 ①模型假设 a．条件： 、 、 等。 b．数量变化：种群的数量 ，第二年的数量是 。 ②建立模型：t年后种群数量表达式为Nt＝ 。 ③各参数的含义：各参数含义：N0表示 ，Nt表示 ， t表示 ；λ表示 。 三、种群的“S”形增长 1.含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于 ，增长曲线呈“S”形。这种类型的种群增长称为“S”形增长。如下图： 2.形成原因 在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，_________总是有限的。当种群密度增大时，_____ _就会加剧，这就会使种群的出生率 ，死亡率____。当死亡率升高至与出生率____时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 3.环境容纳量：一定的环境条件所能 的种群 ，又称K值。 4.应用：野生大熊猫数量锐减的原因： 遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，K值变 。建立 ，改善栖息环境，提高 。 四、种群数量的波动 1．种群数量的波动 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在 中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。___、____、赤潮等，就是种群数量爆发增长的结果。 2．种群数量的下降 当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的____。种群的延续需要有一定的______为基础。 3.保护：对那些已经低于种群延续所需要的_______的物种，需要采取有效的措施进行保护。 五、培养液中酵母菌种群数量的变化 1．实验目的：探究培养液中酵母菌种群数量的 。 2．实验原理：酵母菌是单细胞真核生物，生长周期 ，增殖速度 ，可以用 培养基来培养。 3．提出问题：培养液中酵母菌 是怎样随时间变化的？ 4．作出假设：培养液中的酵母菌数量一开始呈 增长；随着时间的推移，由于营养物质的 、 的积累、 的改变，酵母菌数量呈 增长。 5．实验设计 (1)变量分析：自变量： ；因变量 ：；无关变量： 等。 (2)怎样对酵母菌进行计数？ ①方法： 法。 ②用具： 、显微镜等。 ③步骤：先将 → → →让培养液自行渗入→用滤纸吸去多余的培养液→待酵母菌 →将计数板放在载物台的中央，计数 个小方格内的酵母菌数量→估算试管中酵母菌的总数。 6．实施计划：首先通过显微镜观察，估算出 ，在此之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。 7．实验结果：实验结果：增长曲线的总趋势是 ，原因是在开始时培养液的 ，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多， 等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。酵母菌增长曲线如下图所示。 【答案】 一、1.性质 数学 2.研究对象 假设 适当 数学 数学模型 实验 观察 3.N0·λt 科学、准确 时间 种群数量 直观 不够精确 二、1.（1）食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种 时间 种群数量 （2）①a.食物和空间条件充裕 气候适宜 没有天敌和其他竞争物种 b.每年以一定的倍数增长 第一年的λ倍 ②N0·λt 该种群的起始数量 t年后该种群的数量 时间 该种群数量是前一年种群数量的倍数 三、1. 稳定 2.资源和空间 种内竞争 降低 升高 相等 3.维持 最大数量 4.栖息地 小 自然保护区 环境容纳量 四、1.波动 蝗灾 鼠灾 2.下降 个体数量 3.最小种群数量 五、1.变化并总结影响种群数量变化的因素 2.短 快 液体 3.种群的数量 4.“J”形消耗 有害代谢产物 pH “S”形 5.（1）时间 酵母菌数量 培养液的体积 （2）①抽样检测 ②试管、滴管、血细胞计数板 ③盖玻片放在血细胞计数板的计数室上 用吸管吸取培养液 滴于盖玻片边缘 全部沉降到计数室底部 一 6.10 mL培养液中酵母菌的初始数量(N0) 7.先增加再降低 营养充足、空间充裕、条件适宜 营养消耗、pH变化、有害产物积累 1.在自然环境中，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，种群增长的曲线如下图所示。回答下面的问题： （1）AB段： （2）B点(K/2)： （3）BC段： （4）C点(K值)： （5）同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？ （1）出生率大于死亡率，种群数量增加。 （2）出生率与死亡率差值最大，种群增长速率最大。 （3）出生率仍大于死亡率，但差值在减小，种群增长速率下降。 （4）出生率等于死亡率，种群增长速率为0，种群数量达到最大，趋于稳定。 （5）同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。 2. 假如大熊猫的栖息地遭到破坏，其K值会受到什么影响？有哪些措施可以保护大熊猫？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？ 假如大熊猫的栖息地遭到破坏，K值会减小；建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高其K值，建立大熊猫繁育研究基地及大熊猫研究中心；立法保护等。 对家鼠等有害动物的控制，采取适当措施降低有害动物种群的环境容纳量，如密封粮食、硬化地面、引入天敌、搞好环境卫生等。 3.酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基培养。用液体培养基培养酵母菌时，酵母菌的种群数量会随时间的变化而发生改变。回答下面关于探究培养液中酵母菌种群数量变化的问题。 （1）从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。 （2）若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？ （3）对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？ （1）使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 （2）当小格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数，即计数前应摇匀→取样→稀释→计数。 （3）对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其夹角(一般是左上边界及其夹角)的酵母菌。 4.若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个。回答下面的问题： （1）探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？ （2）在题干所述背景下培养液中酵母菌的密度为 个/mL。 （1）酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照，不需另设对照实验，但需要做分组重复实验获取平均值，以保证计数的准确性。 （2）在题干所述背景下培养液中酵母菌的密度为20×(25÷5)×100×10_000＝1×108个/mL。 1．种群的“J”型增长曲线中，N0为该种群的起始数量，λ为时间。( ) 2．生物的种群密度不会随着季节的变化而发生变化( ) 3.种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( ) 4.种群数量远小于K/2时是防治害虫的最佳时期( ) 5.用较大网眼的网捕鱼，目的是增大鱼塘的环境容纳量( ) 6.在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量( ) 7.探究酵母菌种群数量的变化实验中先将盖玻片放在计数室上，再在盖玻片边缘滴加培养液( ) 8.探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，需要设置对照组，且需要进行重复实验( ) 9.利用曲线图可以直观地反映出种群的增长趋势。( ) 10.“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式。( ) 11.对于“S”形曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关。( ) 12.不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值固定不变。( ) 答案与提示 1.× 在种群增长的模型中，“J”型增长曲线通常指的是指数增长曲线。其数学表达式为Nt=N0λt，其中N0为该种群的起始数量，λ为该种群数量每年的增长倍数，t为时间。 2.× 某些生物随着季节变换，可能会通过增殖、迁徙等方式使种群密度发生大幅变化。 3.× 种群“J”形增长曲线中的增长率不变，增长速率逐渐增大。 5.×用较大网眼的网捕鱼，目的是保证幼年鱼的数量，从而保证其种群的年龄结构为增长型。 6.× 在理想条件下，种群呈“J”形增长，不存在环境容纳量。 8.× 探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，不需要设置对照组，自身形成前后对照，需要进行重复实验，以保证数据尽量接近真实值。 10.× “J”形曲线是发生在理想条件下的种群增长模式，自然界中基本没有。 11.× 对于“S”形曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素有关。 12.× 不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值如果环境改变，K值可能就会发生改变。 4.√ 7.√ 9.√ 探究一 构建种群增长的数学模型 1.下表是一个细菌在不同时间产生后代的数量。思考探究下面的问题： 时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 代数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 20 2 4 8 16 32 64 128 256 512 （1）用数学表达式表示第n代的细菌数量。 （2）以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。 （3）总结数学模型的概念。写出研究数学模型的方法和步骤。 （4）简述数学模型的类型，比较不同数学模型的优点和不足。 （1）设细菌的初始数量为N0，由于1个细菌经分裂产生2个细菌。则细菌的初始数量可表示为N0×20=N0，第一代的细菌数量为N1=N0×21，第二代的细菌数量为N2=N0×22，依次类推，第n代的细菌数量Nn=N0×2n。 （2） （3）数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。研究数学模型的方法和步骤是：观察研究对象提出问题→提出合理的假设→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→通过进一步实验或观察进行检验或修正。 （4）数学模型的类型包括数学表达式、曲线图等形式。若以N0表示该种群的起始数量，t表示代数，Nt表示t代的种群数量，λ表示该种群数量是前一代的倍数，则t代种群数量的数学表达式为：Nt=N0×λt。若以代数为横坐标，种群数量为纵坐标，画种群数量增长曲线，曲线大致呈“J”形。数学表达式的优点是科学、准确，但不足是不够直观；曲线图的优点是能直观反映出种群数量增长的趋势，但不足是表示的增长趋势不够准确。 探究二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化。 2.在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？ 不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。在有限的环境中，如果种群初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长，随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，种群数量增加到一定程度就会停止增长。 探究三 种群的“J”形增长时λ、增长率和增长速率的分析 3.种群的“J”形增长时λ、增长率和增长速率的分析 （1）λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数。请分析当λ>1、λ＝1、λ<1时，种群的数量变化及其年龄结构类型： （2）已知种群增长率＝。请在下图中绘出“J”形增长的增长率曲线。 （3）已知种群增长速率＝， 也可用种群数量变化曲线的斜率来表示；据此推测“J”形增长的增长速率的变化趋势，并在下图中绘出其变化曲线。 （1） 项目 种群数量变化 年龄结构 λ>1 增加 增长型 λ＝1 不变 稳定型 λ<1 减少 衰退型 （2） （3） 探究四 生物的生存对策 4.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： (1)田鼠的寿命只有两年，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________________________________________________________________________。 (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。 (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________(填“大于”“等于”或“小于”)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________。 【解析】(1)田鼠通常个体小、寿命短、生殖力强，属于r对策生物。在“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，种内竞争加剧，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。(2)由图甲可知，K对策生物种群数量小于X点时，会走向消亡，大于X点时(无论是高于S点还是低于S点)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。(3)图乙曲线Ⅱ中c点的斜率小于a点的，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。投放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。 【答案】(1)r对策　λ　N0(1＋1.47%)t　当种群密度增大时，种内竞争加剧，种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓　(2)S　环境容纳量(或K值) 食物和空间　(3)小于　稳定型　增大 · 基础过关练 1．下图为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。下列叙述正确的是（    ）    A．b-c时间段内，该鲤鱼种群的数量逐渐减少 B．a-d时间段内，c点鲤鱼种群的数量最少 C．c-d时间段内，该鲤鱼种群的年龄结构为衰退型 D．图中a点和b点，该鲤鱼种群的增长率一定相等 【解析】b~c时间段内，出生率与死亡率的比值先大于1，后小于1，因此该鲤鱼种群的数量先增加，后减少，A错误；a-d时间段内，c点之后出生率与死亡率的比值小于1，鲤鱼种群的数量继续减少，说明d点鲤鱼种群的数量最少，B错误；c-d时间段内，出生率与死亡率的比值小于1，鲤鱼种群的数量继续减少，该鲤鱼种群的年龄结构为衰退型，C正确；图中a点和b点，出生率与死亡率的比值，但两点的出生率不一定相同，死亡率也不一定相同，增长率等于出生率减去死亡率，因此该鲤鱼种群的增长率不一定相等，D错误。 【答案】C 2．大约在1800年，绵羊被引入到塔斯马尼亚岛，绵羊种群呈“S”形曲线增长，直到1860年才稳定在170万头左右。下列叙述正确的是（    ） A．绵羊种群数量的变化与天敌等生物有关，而与环境条件变动无关 B．绵羊种群在达到环境容纳量之前，每单位时间内种群增长的倍数不变 C．若绵羊种群密度增大，相应病原微生物的致病力和传播速度减小 D．若草的生物量不变而种类发生改变，绵羊种群的环境容纳量可能发生变化 【解析】绵羊种群数量除与环境条件有关外，出生率和死亡率也会影响种群数量的变化：出生率大于死亡率种群数量增加，而死亡率大于出生率种群数量减少，A错误；绵羊种群呈“S”形曲线增长，种群在达到环境容纳量之前，增长率一直下降，故每单位时间内种群增长倍数一直减小，B错误；病原微生物的致病力和传播速度会随着绵羊种群密度的增加而增加，C错误；若草的生物量不变而种类发生改变，则绵羊的食物来源可能会受影响，故绵羊种群的环境容纳量可能发生变化，D正确。 【答案】D 3．某地有种群甲，某一时刻向该地引入种群乙，乙可以甲为食，种群甲各年龄段个体的相对数量变化如图所示，其中a点为引入种群乙的时刻。下列叙述正确的是（　　） A．若将种群乙部分个体标记后短时间就捕获，种群密度调查结果会偏大 B．在引入种群乙即a点之前种群甲的年龄结构为增长型 C．b点时种群甲的数量达到K 值，此时出生率等于死亡率 D．“收割理论”认为捕食者的存在不利于物种多样性的形成 【解析】若将种群乙部分个体标记后短时间就捕获，被标记动物容易捕捉，则短时间内再补标记数较多，则计算出的种群密度调查结果会偏小，A错误；在引入种群乙即a点之前种群甲幼年个体个体所占比例更多，老年个体所占比例最少，年龄结构为增长型，B正确；b点时幼年个体与成年个体相等，老年个体所占比例最少，出生率大于死亡率，种群数量应该继续增加，并未达到K值，C错误；“收割理论”认为捕食者的存在能避免一种或多种物种占绝对优势，有利于物种多样性的形成，D错误。 【答案】B 4．黑颈鹤国家级自然保护区位于西藏日喀则市，是西藏黑颈鹤数量最多的越冬地。据统计，来此越冬的黑颈鹤数量已经超过6400只。这些鹤群是由许多小家庭集群组成、它们早上9时~10时飞离栖息地到农田与沼泽地觅食，19时~20时再返回栖息地。近年来、日喀则高标准的农田建设、吸引越来越多的黑颈鹤来此越冬。下列相关叙述错误的是（    ） A．日喀则地区黑颈鹤种群数量的变化主要受迁入率和迁出率的影响 B．调查黑颈鹤数量时，可在天亮之前到黑颈鹤的栖息地进行逐个计数统计 C．日喀则国家级自然保护区内黑颈鹤在不同季节的环境容纳量均约为6400只 D．日喀则高标准的农田建设改变了农田的生态环境，提高了黑颈鹤的环境容纳量 【解析】由题意可知，日喀则是黑颈鹤的越冬栖息地，影响该地区黑颈鹤种群数量变化的主要因素是迁入率和迁出率，A正确；为使调查结果更准确，应在黑颈鹤飞离栖息地到农田与沼泽地觅食之前对其进行统计，因黑颈鹤个体较大，数量有限，可采用逐个计数统计，B正确；日喀则国家级自然保护区因不同季节食物等条件不同，容纳黑颈鹤数量也不同，C错误；日喀则高标准的农田建设改变了农田的生态环境，为黑颈鹤提供了丰富的食物，提高了黑颈鹤的环境容纳量，D正确。 【答案】C 5．大熊猫主要分布在全国六个山系，数量稀少。我国采取了多种保护措施，但在其栖息地一定范围内仍然存在人类活动的干扰，例如：割竹挖笋、采矿、旅游开发等人类活动严重影响了大熊猫的种群数量。下列有关说法错误的是（　　） A．自然状态下分布在六个山系的大熊猫不能进行基因交流，基因库存在差异 B．科学家可通过采集大熊猫粪便并分析粪便中的DNA，统计分析大熊猫的种群数量 C．割竹挖笋、采矿等人类活动对大熊猫种群数量的作用强度与大熊猫的种群密度无关 D．人类活动的干扰降低了大熊猫的环境容纳量，可能导致遗传多样性的降低 【解析】种群基因库是一个种群中全部个体的所有基因，自然状态下分布在六个山系的大熊猫基因库存在差异，由于存在地理隔离，自然状态下不能进行基因交流，A正确；不同物种的DNA具有特异性，科学家可通过采集大熊猫粪便并分析粪便中的DNA，统计分析大熊猫的种群数量，B正确；影响种群数量变化的因素可以概括为非生物因素（阳光、温度、水等）和生物因素（群内部生物因素和种群外部生物因素）两大类，割竹挖笋、采矿等人类活动对大熊猫种群数量的作用强度与大熊猫的种群密度有关，C错误；环境容纳量是一定的环境条件下所能维持的种群最大数量，人类活动的干扰降低了大熊猫的环境容纳量，可能导致遗传多样性的降低，D正确。 【答案】C 6．通常情况下，种群密度的变化是由出生率与死亡率决定的，同时出生率与死亡率也会随着种群密度的变化而发生改变。秦岭地区某大型鸟类的种群密度及其出生率、死亡率的关系如图所示。据图分析，下列说法错误的是（    ）    A．自然状态下，种群密度小于n1时，该生物濒临灭绝 B．通常情况下，若种群密度大于n1，种群数量将呈S形增长 C．在种群密度由n2增至n3的过程中，种内竞争将逐渐减小 D．种群密度在n3前后时，出生率与死亡率的变化使种群数量趋于稳定 【解析】种群密度小于n1时，其死亡率将随着种群密度的减小而增大，出生率则减小，因此在自然状态下该生物容易灭绝，A正确；通常情况下，种群密度大于n1后，种群数量逐渐增大，出生率与死亡率的变化使种群维持在n3（环境容纳量）前后，即种群数量趋于稳定，该过程中种群数量将呈现S形增长，B、D正确；当种群密度大于n2后，种群数量增多，种内竞争随着种群密度增大而加剧，C错误。 【答案】C 7．实验小组分别将酵母菌置于密封和通氧两种条件下进行实验，两组的培养液等量，其他条件保持相同且适宜，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．装置Ⅰ表示密封条件，装置Ⅱ表示通氧条件 B．前12小时，两装置中的酵母菌都进行J形增长 C．可以采用抽样检测法对酵母菌的数量进行计数 D．0到18小时期间种群的增长速率逐渐升高 【解析】酵母菌在有氧条件下酵母菌能快速繁殖，故曲线Ⅰ为有氧条件下的种群数量变化，Ⅱ为无氧条件下的种群数量变化，A错误；“J”型增长是空间、资源充足的理想条件下的增长模式，前12小时，无氧条件下酵母菌的增长不属于“J”形，B错误；可以采用定时抽样检测法对酵母菌的数量进行计数，C正确；0到18小时期间种群的增长速率先升高后降低，D错误。 【答案】C 8．下图为某种群的平均出生率及平均死亡率与该种群所依赖的资源量关系示意图。下列叙述正确的是（    ）    A．性别比例主要通过影响死亡率影响种群密度 B．资源量长期小于R对该种群密度影响不大 C．资源量是调节该种群数量重要的外源性因素 D．随着资源量的增加，此种群的K值可以无限增大 【解析】性别比例通过影响出生率来影响种群密度，A错误；资源量长期小于R，则出生率长期小于死亡率，该种群密度将不断降低，B错误；从图中可以看出，在一定范围内资源量越多，种群死亡率基本不变，出生率增大，种群数量增加，所以资源量是该种群数量最重要的外源性调节因素，C正确；在一定范围内资源量的增加，此种群的K值增大，但不会无限增大，D错误。 【答案】C 9．某同学完成“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，图1为利用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）通过显微镜观察时，实验第6天对酵母菌培养液稀释100倍后的统计结果。图2为培养液中的酵母菌数量的变化情况。下列相关叙述错误的是（　　） A．图1培养液中酵母菌的种群密度约为5×108个/mL B．计数前用台盼蓝染色，可使活菌计数结果更科学 C．取样时为避免吸到底部的死菌，滴管应轻轻吸取避免溶液晃动 D．图2中de段发生的原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关 【解析】图1培养液中，中格中酵母菌数为20，共包括16个小格，稀释倍数为100，故酵母菌的数量约为20÷16×400×104×100=5×108个/mL，A正确；台盼蓝可将死细胞染成蓝色，而活细胞不会被染色，因此计数前用台盼蓝染色，可使活菌计数结果更科学，B正确；吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差，C错误；据图2可知，de段酵母菌数量减少，原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关，D正确。 【答案】C 10．研究人员调查某种群数量变化，调查期间无迁入、迁出，结果如下图所示（λ=当年种群数量/前一年种群数量）。有关叙述正确的是（　　） A．0~t2时，该种群的数量先减少后增加 B．t1时，该种群数量的增长速率最大 C．t3时，该种群的出生率等于死亡率 D．t3之后，该种群数量在K值上下波动 【解析】0~t1时，λ小于1，种群数量减少，t1~t2时，λ大于1，种群数量增多，故0~t2时，该种群的数量先减少后增加，A正确；图中显示，t1时，λ＝1，该种群数量保持不变，其增长速率为0，B错误；t3时，λ大于1，种群数量增多，该种群的出生率大于死亡率，C错误；由图可知，t3之后，λ值围绕1.5上下波动，该种群数量持续增多，D错误。 【答案】A · 能力提升练 11．科研人员连续多年调查了某种大型动物的种群数量，结果如图所示，其中Nt表示当年种群数量，Nt+1表示一年后的种群数量，虚线p表示Nt=Nt+1下列分析正确的是（　　） A．一般使用样方法调查该种动物的种群数量 B．AC段该种动物的种群数量先增加后减少 C．CD段该种动物的种群数量呈“S”形增长 D．D点后该种动物的种群数量维持稳定，达到K值 【解析】一般使用标记重捕法调查该种动物的种群数量，A错误；AB段，，表明该种动物的种群数量在不断增加,BC段，，表明该种动物的种群数量在不断减少，因此AC段该种动物的种群数量先增加后减少，B正确；CD段，初始阶段，随后转变为，表明该种动物的种群数量先减少后增加，不符合“S”形曲线的特征，C错误；从D点之后，该种动物的种群数量先是，然后转变为，表明该种动物的种群数量先增加后减少，种群数量可能没有达到稳定状态，没有达到K值，D错误。 【答案】B 12．为研究土壤食细菌线虫对农药A降解菌的影响，研究人员在实验室适宜培养条件下，利用农药A污染已灭菌土壤，并设计实验：对照组接种农药A降解菌，实验组接种农药A降解菌和食细菌线虫，实验结果如图所示。下列说法错误的是（　　）    A．可用干热灭菌法对被污染的土壤进行灭菌 B．0～7d，食细菌线虫减少与适应环境有关 C．食细菌线虫种群数量到达K值后保持不变 D．食细菌线虫能增加农药A降解菌的数量 【解析】耐高温的、需要保持干燥的物品，可用干热灭菌法进行灭菌，被污染的土壤可用干热灭菌法进行灭菌，A正确；接种的食细菌线虫种群数量少，需要适应新环境，因此，在接种0～7d时，食细菌线虫减少，B正确；K值是指环境所能维持的最大种群数量，当种群数量达到K值后，数量保持动态平衡，C错误；据图可知，实验组的农药A降解菌数量比对照组的农药A降解菌的数量多，说明食细菌线虫能增加农药A降解菌的数量，D正确。 【答案】C 13．人们将驯鹿（主要以生长极为缓慢的地衣为食）引入两个原本没有驯鹿的A、B小岛，一段时间后，调查统计两岛上驯鹿种群数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．两岛上驯鹿种群数量先呈“J”形增长，后呈“S”形增长 B．随着驯鹿种群数量增加，小岛面积对种群的作用强度减弱 C．两岛上驯鹿种群数量骤减的原因可能是食物短缺导致的 D．A岛和B岛上驯鹿种群的K值分别是6000只和2000只 【解析】根据题意和图示，驯鹿种群数量在一段时间后出现骤减，并未呈现典型的“S”形增长，A错误；随着驯鹿种群数量增加，小岛面积对种群的作用强度实际上是增强的，因为资源有限，竞争加剧，B错误；驯鹿种群数量骤减的原因可能是食物短缺导致的，因为驯鹿主要以生长极为缓慢的地衣为食，食物资源有限，C正确；K值是环境容纳量，图中并未明确标出A岛和B岛的K值，不能确定分别是6000只和2000只，D错误。 【答案】C 14．用一定量的液体培养基培养某种细菌，活细菌数目的对数随时间的变化趋势如图所示，其中I～IV表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述正确的是（    ） A．I期细菌代谢活跃，合成、储备Ⅱ期所需物质和能量 B．Ⅱ期细菌有丝分裂旺盛，细菌数目接近“J”形增长 C．Ⅲ期因营养物质消耗，细菌死亡数开始大于增殖数 D．观察抗生素对细菌的作用效果，选择IV期细菌最佳 【解析】I期细菌代谢活跃，用于合成、储备Ⅱ期所需物质和能量，从而使得Ⅱ期细菌数量大量繁殖，A正确；有丝分裂是真核细胞的增殖方式，细菌是原核细胞，进行二分裂，B错误；Ⅲ期细菌的增殖速率和死亡速率基本相等，总数保持相对稳定，C错误；Ⅳ期培养基中营养物质含量减少和代谢产物积累，细菌种群数量会下降，不适宜研究抗生素对细菌的作用效果，D错误。 【答案】A 15．在“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，李明同学将培养液稀释100倍并经等体积台盼蓝染液染色后，采用血细胞计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）计数，观察到下图的视野。相关叙述错误的是（    ） A．计数前，应先对血细胞计数板进行镜检，防止计数室中存在杂质而影响结果 B．滴加培养液时，应在计数室上方加盖玻片后，将培养液滴于盖玻片的边缘 C．计数时，待酵母菌全部沉降到计数室底部后，计数每个样方内的菌体数量 D．若仅依据图示结果估算，培养液中酵母菌的密度为2.25×108个·mL-1 【解析】为了使计数的结果更准确，在计数前，应先对血细胞计数板进行镜检，防止计数室中存在杂质而影响结果，A正确；利用血细胞计数板进行计数，在滴加培养液时，应在计数室上方加盖玻片后，将培养液滴于盖玻片的边缘，B正确；计数时，待酵母菌全部沉降到计数室底部后，计数每个样方内的菌体数量，这样可以保证计数的准确性，C正确；台盼蓝染液可以对死亡的酵母菌染色，活的酵母菌无色，结合图示可知，一个中格中含有9个酵母菌，因此培养液中酵母菌的密度=9×16÷（0.1×10-3）×102=1.44×108个·mL-1，D错误。 【答案】D 16．生态学家认为，在逻辑斯谛增长曲线中，种群增长有一个必需的起始密度，设为M。如图为起始密度N₀分别为75、300、800的三个种群的数量动态，其中K=600，M=100。下列叙述错误的是（    ）      A．种群密度小于M时，个体不能有效寻找配偶和逃避敌害，种群就会绝灭 B．种群密度大于M时，种群数量的变化总是呈现“S”形增长趋势 C．起始密度大于M的种群最后的种群数量总是趋近于稳定平衡密度K值 D．在0-K之间的不同起始密度条件下，种群数量总是朝两个相反的方向离开M 【解析】适宜的种群密度对于种群中的个体寻找配偶和逃避敌害是必不可少的，由图可知，当种群密度小于M时，个体不能有效寻找配偶和逃避敌害，种群就会绝灭，A正确；当种群密度大于100而小于600时，呈现“S”形曲线，种群密度大于600时，呈现的是下降的曲线，趋向600，不是“S”形，B错误；由图可知，起始密度为300和800的种群最后的种群数量总是趋近于稳定平衡密度K值，C正确；在0-K之间的不同起始密度条件下，种群数量总是朝两个相反的方向离开M，一种是低于必需起始密度趋于灭亡，一种是达到必需起始密度趋向于K值，D正确。 【答案】B 17．在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与前一年种群数量的比值（λ），并得到如图所示的曲线。下列叙述正确的是（    ） A．0～4年间松鼠种群数量逐渐增加 B．第8年松鼠种群数量最少 C．8～10年间松鼠种群年龄结构为增长型 D．16～20年间松鼠种群数量增长曲线呈“J”形 【解析】0～4年间，λ=1，说明松鼠种群数量基本不变，A错误；4～10年间，λ<1，种群数量逐渐下降，第10年松鼠种群数量最少，B错误；8～10年间松鼠种群出生率小于死亡率，其年龄结构为衰退型，C错误；16～20年间，λ=2，松鼠种群以一定倍数增长，说明松鼠种群增长曲线呈“J”形，D正确。 【答案】D 18．研究人员调查某岛屿猕猴种群近40年，发现猕猴最初集中分布于岛屿西南侧，后来分布于各区域，并呈镶嵌分布。根据已有数据利用模型模拟理想环境中未来60年内猕猴种群的数量变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．近40年该岛屿猕猴种群增长速率一直呈上升趋势 B．地理环境封闭是限制猕猴种群数量持续增加的重要因素 C．该岛屿猕猴在各区域上呈镶嵌分布体现了群落的水平结构 D．若该岛屿生境遭到破坏，猕猴的遗传多样性也会维持不变 【解析】目前猕猴数量约1200只，未来 60年的猕猴数量增长幅度不大，由此可判断该岛屿猕猴种群增长速率并不是一直呈上升趋势，A 错误；题干显示，前40年猕猴集中分布于岛屿西南侧，随后尽管分布在整个岛屿，在理想环境中，其种群数量依然不能表现为J形增长，显然地理环境封闭是限制猕猴种群数量持续增加的重要因素，B正确；该岛屿猕猴在各个区域上呈镶嵌分布，但猕猴只是种群，不是群落，故不能体现群落的水平结构，C错误；若该岛屿生境遭到破坏，其环境容纳量降低，因此猕猴种群的基因库减小，即遗传多样性将下降，D错误。 【答案】B 19．如图表示甲、乙两种群先后迁入某生态系统后的种群数量变化曲线。下列说法错误的是（    ） A．乙种群和甲种群的种间关系是捕食，其中甲种群是被捕食者 B．t1~t2时间段内甲种群的增长速率越来越慢，直至为0 C．乙种群开始迁入该生态系统后，短时间内甲的年龄结构由增长型变为衰退型 D．乙种群迁入该生态系统后，使甲种群的环境容纳量变小 【解析】根据甲乙种群数量变化曲线呈现先增加者先减少的变化趋势，乙种群和甲种群的种间关系是捕食，其中乙种群为捕食者，甲种群是被捕食者，A正确；分析题图可知，t1时，甲种群数量为K/2，此时种群增长速率最快，t2时，甲种群数量为K，此时种群增长速率为0，即t1~t2时间段内甲种群的增长速率越来越慢，B正确；乙种群开始迁入该生态系统后，短时间内甲种群数量数量减少，其年龄结构由稳定型变为衰退型，C错误；乙种群迁入该生态系统后，作为甲的天敌，使甲种群的环境容纳量变小，D正确。 【答案】C 20．滇金丝猴是我国特有的珍稀濒危非人灵长类动物，主要分布在西藏芒康和云南香格里拉等地，栖息于怒江和澜沧江之间海拔为2600~4700m的常温落叶常绿阔叶林和针叶林里。下列关于滇金丝猴种群的说法，合理的是（    ） A．用标记重捕法能高效调查滇金丝猴等野生动物种群密度 B．温度可通过影响出生率和死亡率、迁入率和迁出率进而影响种群密度 C．滇金丝猴种群数量在食物丰富的秋季可保持λ>1且不变 D．密度制约因素会影响滇金丝猴种群的K值，非密度制约因素则不会影响 【解析】滇金丝猴等野生动物捕捉困难，不适用标记重捕法进行调查种群密度，宜使用红外触发相机拍照法等方法，A错误；滇金丝猴种群的分布高海拔区域，受温度影响，温度可能通过影响出生率和死亡率、迁入率和迁出率，影响种群密度，B正确；秋季食物丰富，种群数量可能增加，但由于野生环境存在环境阻力，滇金丝猴种群不可能以一定的倍数增长，C错误；密度制约因素和非密度制约因素都会影响滇金丝猴的种群密度，影响一定环境下滇金丝猴种群的环境容纳量，D错误。 【答案】B 21．某种群数量增长的形式呈现“S”型曲线，K值为环境容纳量，下图为该种群的(K值-种群数量)/K 值随种群数量变化的曲线。下列叙述正确的是（    ） A．(K值-种群数量)/K 值越小，影响种群增长的环境阻力越大，种群出生率与死亡率的差值越小 B．种群的年龄结构在S₂、S₄点时都是衰退型 C．非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的，对种群的作用强度与该种群密度无关 D．为了获得最大的持续捕捞量，应在S₃点对应的时刻进行捕捞 【解析】据图可知，（K值-种群数量）/K值越小，说明种群数量越大，种内竞争就会加剧，影响种群增长的环境阻力越大，种群的出生率降低，死亡率升高，种群出生率与死亡率的差值越小，A正确；种群的年龄组成在S2点和S4点时均为增长型，因为此时的种群数量还未达到K值，B错误；非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的，对种群的作用强度可能与种群密度无关（如非生物因素阳光对动物种群数量变化的影响），也有可能与种群密度有关（如非生物因素阳光对植物种群数量变化的影响），C错误；S3点对应的种群数量为K/2，此时的增长速率最大，为获得最大的持续捕捞量，应在种群数量高于S3点时进行捕捞，捕捞后的数量保持在K/2，这样可以使种群数量快速增长，D错误。 【答案】A 22．如图是某种群数量的增长曲线，下列有关叙述不正确的是（　　） A．该种群数量增长方式是“S”形，达到K值后其数量也是波动的 B．限制种群数量增长的环境因素有食物、空间和天敌等 C．若该种群是鱼塘中的某种鱼，则在种群数量为K/2时捕捉有利于一次性获得最大的年捕获量 D．若该种群是森林中的一种鸟，可用标记重捕法调查其种群数量 【解析】由图示可知，该种群数量是自然条件下的增长曲线，符合“S”形曲线，达到K值后其数量在K值上下波动，A正确；在现实环境中，食物、空间和天敌等是限制种群数量增长的重要因素，B正确；要想获得更大的年捕获量，应在种群数量略大于K/2时捕捉，捕捉后数量维持在K/2，这样有利于获得最大的年捕获量，C错误；若该种群是森林中的一种鸟，由于鸟类活动能力强，活动范围广，因而可用标记重捕法进行调查种群密度，估算种群数量，D正确。 【答案】C 23．下图中曲线1、2分别表示不同环境下某野生动物种群数量变化情况。下列相关叙述错误的是（    ） A．C点时，该动物种群的出生率约等于死亡率 B．A点时种群的年龄组成为增长型 C．图中阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体 D．曲线2所代表的种群的环境容纳量是K1 【解析】C点时，该动物种群数量相对稳定，其出生率约等于死亡率，A正确；A点后种群数量继续增加，故A点时种群的年龄组成为增长型，B正确；曲线1表示J型增长，曲线2表示S型曲线，图中阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体，C正确；曲线2所代表的种群的环境容纳量是K2，因为种群数量围绕K2上下波动，即环境条件维持的最大值，D错误。 【答案】D · 思维拓展练 24．自2002年起， 人们在某自然保护区的实验区实施湿地生态修复工程。生态修复之前，某区域中分布着部分农田，退耕还湿前后，该区域中田鼠的数量变化如图所示。 （1）图中的数值M代表的生物学含义是什么？推测数值N较小的原因可能是什么？ （2）散居型蝗虫并不会对农作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会释放大量“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在有感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色防控成为可能。据此研究，请提出有关蝗灾防治方法的设想。 （1）生态修复前(或2002年前)该区域田鼠的环境容纳量；生态修复后，田鼠的食物减少，天敌增多，栖息环境缩小等。 （2）可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，防止蝗虫的聚集(或使用干扰“集群信息素”接收的化学物质)。 25.20世纪30年代，人们将环颈雉引进美国的一个岛屿，经跟踪调查绘出环颈雉种群的增长曲线如下图所示，请据图回答： (1)该岛屿上环颈雉构成了一个         ，其数量增长特点是                            。 (2) D→E，从生物因素看，随种群密度的增长，个体间由于      加剧，以及该种群的      增加，导致该种群的        降低,         增高，从而使种群数量的增长率下降。 (3)EF段为种群增长的          期，其种群净增长率为       ，种群数量          。 (1)种群  引入初期，环颈雉数量连续增长，若干年后，环颈雉的个体数量在一定范围内保持相对稳定       （2）种内斗争  捕食者  出生率  死亡率       （3）稳定  0  相对稳定 26.图甲是某草原中的鼠数量变化曲线图；图乙表示某同学进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验得到的曲线图。该同学的具体操作为：先向试管中加入10 mL无菌马铃薯培养液，再向试管中接入酵母菌，之后将试管置于适宜环境中连续培养，每天定时取样、计数，并绘制曲线图。请回答下列问题： (1)________是种群最基本的数量特征。 (2)草原上的鼠对生态环境破坏极大，最好在图甲中________(填“b”“c”或“d”)时刻前进行防治。若图甲中曲线Ⅱ表示在草原中投放了一定数量的蛇之后鼠的数量变化曲线，曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是________段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境部分死亡，则图中α的角度将会________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)为了绘制得到图乙的曲线图，可采取________的方法每天对酵母菌数量进行调查。图丙是B时刻用血细胞计数板(400个小方格，体积为1 mm×1 mm×0.1 mm)测得的酵母菌分布情况，一个中方格上有24个酵母菌，若以该中方格的酵母菌数代表整个计数室中每个中方格酵母菌数的平均值。则该1 L培养液中酵母菌的K值约为________个。该计数方法得到的值与实际活菌相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。 (4)图乙中DE段酵母菌数目减少的原因除了营养物质大量消耗之外，还包括___________________________________________________________________。 【解析】　(2)草原上的鼠在b时刻种群数量为K/2，此时增长速率最快，故最好在b时刻前进行防治；在草原中投放一定数量的蛇后，蛇发挥明显效应的时间段是鼠的数量下降这段时间，为ef段；若投放的蛇因不适应当地草原的环境部分死亡，则草原鼠数量降低速度减慢，因此α的角度变大。(3)由图丙及血细胞计数板规格可知，该血细胞计数板共25个中方格，血细胞计数板上酵母菌数量为24×25＝600(个)。又因为血细胞计数板体积为1 mm×1 mm×0.1 mm，故1 L酵母菌培养液含有的酵母菌数量为600÷(0.1×10－3)×103＝6×109(个)，此时刻测得酵母菌数量是K/2，故K值为6×109×2＝1.2×1010(个)；因该计数方法统计了已死亡的酵母菌，故比实际活菌数偏大。(4)图乙中DE段酵母菌数目减少原因有营养物质大量消耗和代谢废物大量积累等。 【答案】答案　(1)种群密度　(2)b　ef　变大 (3)抽样检测　1.2×1010　偏大　(4)代谢废物大量积累 27.一种生物进入和占领新栖息地，首先经过种群增长和建立种群，以后可以出现不规则或规则的波动，也可能较长期的保持稳定；许多种类有时还会出现数量猛增，随后又是大崩溃；有时种群数量会出现长时期的下降，称为衰落，甚至灭亡。简述种群变动的类型。 （1）种群增长：自然种群的数量变动，常见的有“J”形和“S”形，常常还可以表现为两种类型之间的过度类型。 （2）季节消长：自然种群的数量变动有年内的季节性消长和年间的变动。 （3）周期性波动和不规则波动：在有些群落中种群会发生周期性数量变化，有些会发生无规律的、由特定因素引起的种群数量大变动。 （4）种群爆发：在周期性波动和不规则波动的种群中有时可能出现种群数量的爆发。 （5）种群平衡：种群数量较长时间内维持在同一水平。 （6）种群的衰落和灭亡：当种群长期处于不利条件下时，其数量会出现持续性下降，既种群衰落，甚至灭亡。 （7）生态入侵：由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜栖息和繁殖的地区，会导致种群不断扩大，种群数量持续增加，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称为生态入侵。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 种群及其动态 第2节 种群的数量变化 学习目标 1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征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、波动等数量变化情况。 3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 学习重点：建构种群增长模型的方法 种群的“J”形增长和“S”形增长 学习难点：建构种群增长的数学模型 一、构建种群增长模型的方法——数学模型 1．数学模型：是用来描述一个系统或它的 的 形式。 2．研究方法或步骤： 观察 提出问题→提出合理的 →根据实验数据，用 的 形式对事物的性质进行表达，即建立 →通过进一步 或 进行检验或修正 3．表达形式 （1）数学方程式：t年后种群数量Nt= 。数学方程式的优点： ； （2） 曲线图表示：以 为横坐标， 为纵坐标画曲线。曲线图的优点是能更 地反映出种群数量的增长趋势，曲线图的局限性是 。 二、种群数量的变化——“J”型曲线 1．种群的“J”形增长 (1)含义：在 等条件下，如果以 为横坐标， 为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。 (2)数学模型 ①模型假设 a．条件： 、 、 等。 b．数量变化：种群的数量 ，第二年的数量是 。 ②建立模型：t年后种群数量表达式为Nt＝ 。 ③各参数的含义：各参数含义：N0表示 ，Nt表示 ， t表示 ；λ表示 。 三、种群的“S”形增长 1.含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于 ，增长曲线呈“S”形。这种类型的种群增长称为“S”形增长。如下图： 2.形成原因 在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，_________总是有限的。当种群密度增大时，_____ _就会加剧，这就会使种群的出生率 ，死亡率____。当死亡率升高至与出生率____时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 3.环境容纳量：一定的环境条件所能 的种群 ，又称K值。 4.应用：野生大熊猫数量锐减的原因： 遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，K值变 。建立 ，改善栖息环境，提高 。 四、种群数量的波动 1．种群数量的波动 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在 中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。___、____、赤潮等，就是种群数量爆发增长的结果。 2．种群数量的下降 当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的____。种群的延续需要有一定的______为基础。 3.保护：对那些已经低于种群延续所需要的_______的物种，需要采取有效的措施进行保护。 五、培养液中酵母菌种群数量的变化 1．实验目的：探究培养液中酵母菌种群数量的 。 2．实验原理：酵母菌是单细胞真核生物，生长周期 ，增殖速度 ，可以用 培养基来培养。 3．提出问题：培养液中酵母菌 是怎样随时间变化的？ 4．作出假设：培养液中的酵母菌数量一开始呈 增长；随着时间的推移，由于营养物质的 、 的积累、 的改变，酵母菌数量呈 增长。 5．实验设计 (1)变量分析：自变量： ；因变量 ：；无关变量： 等。 (2)怎样对酵母菌进行计数？ ①方法： 法。 ②用具： 、显微镜等。 ③步骤：先将 → → →让培养液自行渗入→用滤纸吸去多余的培养液→待酵母菌 →将计数板放在载物台的中央，计数 个小方格内的酵母菌数量→估算试管中酵母菌的总数。 6．实施计划：首先通过显微镜观察，估算出 ，在此之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。 7．实验结果：实验结果：增长曲线的总趋势是 ，原因是在开始时培养液的 ，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多， 等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。酵母菌增长曲线如下图所示。 1.在自然环境中，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，种群增长的曲线如下图所示。回答下面的问题： （1）AB段： （2）B点(K/2)： （3）BC段： （4）C点(K值)： （5）同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？ 2. 假如大熊猫的栖息地遭到破坏，其K值会受到什么影响？有哪些措施可以保护大熊猫？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？ 3.酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基培养。用液体培养基培养酵母菌时，酵母菌的种群数量会随时间的变化而发生改变。回答下面关于探究培养液中酵母菌种群数量变化的问题。 （1）从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。 （2）若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？ （3）对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？ 4.若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个。回答下面的问题： （1）探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？ （2）在题干所述背景下培养液中酵母菌的密度为 个/mL。 1．种群的“J”型增长曲线中，N0为该种群的起始数量，λ为时间。( ) 2．生物的种群密度不会随着季节的变化而发生变化( ) 3.种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( ) 4.种群数量远小于K/2时是防治害虫的最佳时期( ) 5.用较大网眼的网捕鱼，目的是增大鱼塘的环境容纳量( ) 6.在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量( ) 7.探究酵母菌种群数量的变化实验中先将盖玻片放在计数室上，再在盖玻片边缘滴加培养液( ) 8.探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，需要设置对照组，且需要进行重复实验( ) 9.利用曲线图可以直观地反映出种群的增长趋势。( ) 10.“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式。( ) 11.对于“S”形曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关。( ) 12.不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值固定不变。( ) 探究一 构建种群增长的数学模型 1.下表是一个细菌在不同时间产生后代的数量。思考探究下面的问题： 时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 代数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 20 2 4 8 16 32 64 128 256 512 （1）用数学表达式表示第n代的细菌数量。 （2）以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。 （3）总结数学模型的概念。写出研究数学模型的方法和步骤。 （4）简述数学模型的类型，比较不同数学模型的优点和不足。 探究二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化。 2.在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？ 探究三 种群的“J”形增长时λ、增长率和增长速率的分析 3.种群的“J”形增长时λ、增长率和增长速率的分析 （1）λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数。请分析当λ>1、λ＝1、λ<1时，种群的数量变化及其年龄结构类型： （2）已知种群增长率＝。请在下图中绘出“J”形增长的增长率曲线。 （3）已知种群增长速率＝， 也可用种群数量变化曲线的斜率来表示；据此推测“J”形增长的增长速率的变化趋势，并在下图中绘出其变化曲线。 探究四 生物的生存对策 4.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： (1)田鼠的寿命只有两年，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________________________________________________________________________。 (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。 (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________(填“大于”“等于”或“小于”)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________。 · 基础过关练 1．下图为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。下列叙述正确的是（    ）    A．b-c时间段内，该鲤鱼种群的数量逐渐减少 B．a-d时间段内，c点鲤鱼种群的数量最少 C．c-d时间段内，该鲤鱼种群的年龄结构为衰退型 D．图中a点和b点，该鲤鱼种群的增长率一定相等 2．大约在1800年，绵羊被引入到塔斯马尼亚岛，绵羊种群呈“S”形曲线增长，直到1860年才稳定在170万头左右。下列叙述正确的是（    ） A．绵羊种群数量的变化与天敌等生物有关，而与环境条件变动无关 B．绵羊种群在达到环境容纳量之前，每单位时间内种群增长的倍数不变 C．若绵羊种群密度增大，相应病原微生物的致病力和传播速度减小 D．若草的生物量不变而种类发生改变，绵羊种群的环境容纳量可能发生变化 3．某地有种群甲，某一时刻向该地引入种群乙，乙可以甲为食，种群甲各年龄段个体的相对数量变化如图所示，其中a点为引入种群乙的时刻。下列叙述正确的是（　　） A．若将种群乙部分个体标记后短时间就捕获，种群密度调查结果会偏大 B．在引入种群乙即a点之前种群甲的年龄结构为增长型 C．b点时种群甲的数量达到K 值，此时出生率等于死亡率 D．“收割理论”认为捕食者的存在不利于物种多样性的形成 4．黑颈鹤国家级自然保护区位于西藏日喀则市，是西藏黑颈鹤数量最多的越冬地。据统计，来此越冬的黑颈鹤数量已经超过6400只。这些鹤群是由许多小家庭集群组成、它们早上9时~10时飞离栖息地到农田与沼泽地觅食，19时~20时再返回栖息地。近年来、日喀则高标准的农田建设、吸引越来越多的黑颈鹤来此越冬。下列相关叙述错误的是（    ） A．日喀则地区黑颈鹤种群数量的变化主要受迁入率和迁出率的影响 B．调查黑颈鹤数量时，可在天亮之前到黑颈鹤的栖息地进行逐个计数统计 C．日喀则国家级自然保护区内黑颈鹤在不同季节的环境容纳量均约为6400只 D．日喀则高标准的农田建设改变了农田的生态环境，提高了黑颈鹤的环境容纳量 5．大熊猫主要分布在全国六个山系，数量稀少。我国采取了多种保护措施，但在其栖息地一定范围内仍然存在人类活动的干扰，例如：割竹挖笋、采矿、旅游开发等人类活动严重影响了大熊猫的种群数量。下列有关说法错误的是（　　） A．自然状态下分布在六个山系的大熊猫不能进行基因交流，基因库存在差异 B．科学家可通过采集大熊猫粪便并分析粪便中的DNA，统计分析大熊猫的种群数量 C．割竹挖笋、采矿等人类活动对大熊猫种群数量的作用强度与大熊猫的种群密度无关 D．人类活动的干扰降低了大熊猫的环境容纳量，可能导致遗传多样性的降低 6．通常情况下，种群密度的变化是由出生率与死亡率决定的，同时出生率与死亡率也会随着种群密度的变化而发生改变。秦岭地区某大型鸟类的种群密度及其出生率、死亡率的关系如图所示。据图分析，下列说法错误的是（    ）    A．自然状态下，种群密度小于n1时，该生物濒临灭绝 B．通常情况下，若种群密度大于n1，种群数量将呈S形增长 C．在种群密度由n2增至n3的过程中，种内竞争将逐渐减小 D．种群密度在n3前后时，出生率与死亡率的变化使种群数量趋于稳定 7．实验小组分别将酵母菌置于密封和通氧两种条件下进行实验，两组的培养液等量，其他条件保持相同且适宜，结果如图所示。下列说法正确的是（    ） A．装置Ⅰ表示密封条件，装置Ⅱ表示通氧条件 B．前12小时，两装置中的酵母菌都进行J形增长 C．可以采用抽样检测法对酵母菌的数量进行计数 D．0到18小时期间种群的增长速率逐渐升高 8．下图为某种群的平均出生率及平均死亡率与该种群所依赖的资源量关系示意图。下列叙述正确的是（    ）    A．性别比例主要通过影响死亡率影响种群密度 B．资源量长期小于R对该种群密度影响不大 C．资源量是调节该种群数量重要的外源性因素 D．随着资源量的增加，此种群的K值可以无限增大 9．某同学完成“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，图1为利用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）通过显微镜观察时，实验第6天对酵母菌培养液稀释100倍后的统计结果。图2为培养液中的酵母菌数量的变化情况。下列相关叙述错误的是（　　） A．图1培养液中酵母菌的种群密度约为5×108个/mL B．计数前用台盼蓝染色，可使活菌计数结果更科学 C．取样时为避免吸到底部的死菌，滴管应轻轻吸取避免溶液晃动 D．图2中de段发生的原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关 10．研究人员调查某种群数量变化，调查期间无迁入、迁出，结果如下图所示（λ=当年种群数量/前一年种群数量）。有关叙述正确的是（　　） A．0~t2时，该种群的数量先减少后增加 B．t1时，该种群数量的增长速率最大 C．t3时，该种群的出生率等于死亡率 D．t3之后，该种群数量在K值上下波动 · 能力提升练 11．科研人员连续多年调查了某种大型动物的种群数量，结果如图所示，其中Nt表示当年种群数量，Nt+1表示一年后的种群数量，虚线p表示Nt=Nt+1下列分析正确的是（　　） A．一般使用样方法调查该种动物的种群数量 B．AC段该种动物的种群数量先增加后减少 C．CD段该种动物的种群数量呈“S”形增长 D．D点后该种动物的种群数量维持稳定，达到K值 12．为研究土壤食细菌线虫对农药A降解菌的影响，研究人员在实验室适宜培养条件下，利用农药A污染已灭菌土壤，并设计实验：对照组接种农药A降解菌，实验组接种农药A降解菌和食细菌线虫，实验结果如图所示。下列说法错误的是（　　）    A．可用干热灭菌法对被污染的土壤进行灭菌 B．0～7d，食细菌线虫减少与适应环境有关 C．食细菌线虫种群数量到达K值后保持不变 D．食细菌线虫能增加农药A降解菌的数量 13．人们将驯鹿（主要以生长极为缓慢的地衣为食）引入两个原本没有驯鹿的A、B小岛，一段时间后，调查统计两岛上驯鹿种群数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．两岛上驯鹿种群数量先呈“J”形增长，后呈“S”形增长 B．随着驯鹿种群数量增加，小岛面积对种群的作用强度减弱 C．两岛上驯鹿种群数量骤减的原因可能是食物短缺导致的 D．A岛和B岛上驯鹿种群的K值分别是6000只和2000只 14．用一定量的液体培养基培养某种细菌，活细菌数目的对数随时间的变化趋势如图所示，其中I～IV表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述正确的是（    ） A．I期细菌代谢活跃，合成、储备Ⅱ期所需物质和能量 B．Ⅱ期细菌有丝分裂旺盛，细菌数目接近“J”形增长 C．Ⅲ期因营养物质消耗，细菌死亡数开始大于增殖数 D．观察抗生素对细菌的作用效果，选择IV期细菌最佳 15．在“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，李明同学将培养液稀释100倍并经等体积台盼蓝染液染色后，采用血细胞计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）计数，观察到下图的视野。相关叙述错误的是（    ） A．计数前，应先对血细胞计数板进行镜检，防止计数室中存在杂质而影响结果 B．滴加培养液时，应在计数室上方加盖玻片后，将培养液滴于盖玻片的边缘 C．计数时，待酵母菌全部沉降到计数室底部后，计数每个样方内的菌体数量 D．若仅依据图示结果估算，培养液中酵母菌的密度为2.25×108个·mL-1 16．生态学家认为，在逻辑斯谛增长曲线中，种群增长有一个必需的起始密度，设为M。如图为起始密度N₀分别为75、300、800的三个种群的数量动态，其中K=600，M=100。下列叙述错误的是（    ）      A．种群密度小于M时，个体不能有效寻找配偶和逃避敌害，种群就会绝灭 B．种群密度大于M时，种群数量的变化总是呈现“S”形增长趋势 C．起始密度大于M的种群最后的种群数量总是趋近于稳定平衡密度K值 D．在0-K之间的不同起始密度条件下，种群数量总是朝两个相反的方向离开M 17．在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与前一年种群数量的比值（λ），并得到如图所示的曲线。下列叙述正确的是（    ） A．0～4年间松鼠种群数量逐渐增加 B．第8年松鼠种群数量最少 C．8～10年间松鼠种群年龄结构为增长型 D．16～20年间松鼠种群数量增长曲线呈“J”形 18．研究人员调查某岛屿猕猴种群近40年，发现猕猴最初集中分布于岛屿西南侧，后来分布于各区域，并呈镶嵌分布。根据已有数据利用模型模拟理想环境中未来60年内猕猴种群的数量变化，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．近40年该岛屿猕猴种群增长速率一直呈上升趋势 B．地理环境封闭是限制猕猴种群数量持续增加的重要因素 C．该岛屿猕猴在各区域上呈镶嵌分布体现了群落的水平结构 D．若该岛屿生境遭到破坏，猕猴的遗传多样性也会维持不变 19．如图表示甲、乙两种群先后迁入某生态系统后的种群数量变化曲线。下列说法错误的是（    ） A．乙种群和甲种群的种间关系是捕食，其中甲种群是被捕食者 B．t1~t2时间段内甲种群的增长速率越来越慢，直至为0 C．乙种群开始迁入该生态系统后，短时间内甲的年龄结构由增长型变为衰退型 D．乙种群迁入该生态系统后，使甲种群的环境容纳量变小 20．滇金丝猴是我国特有的珍稀濒危非人灵长类动物，主要分布在西藏芒康和云南香格里拉等地，栖息于怒江和澜沧江之间海拔为2600~4700m的常温落叶常绿阔叶林和针叶林里。下列关于滇金丝猴种群的说法，合理的是（    ） A．用标记重捕法能高效调查滇金丝猴等野生动物种群密度 B．温度可通过影响出生率和死亡率、迁入率和迁出率进而影响种群密度 C．滇金丝猴种群数量在食物丰富的秋季可保持λ>1且不变 D．密度制约因素会影响滇金丝猴种群的K值，非密度制约因素则不会影响 21．某种群数量增长的形式呈现“S”型曲线，K值为环境容纳量，下图为该种群的(K值-种群数量)/K 值随种群数量变化的曲线。下列叙述正确的是（    ） A．(K值-种群数量)/K 值越小，影响种群增长的环境阻力越大，种群出生率与死亡率的差值越小 B．种群的年龄结构在S₂、S₄点时都是衰退型 C．非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的，对种群的作用强度与该种群密度无关 D．为了获得最大的持续捕捞量，应在S₃点对应的时刻进行捕捞 22．如图是某种群数量的增长曲线，下列有关叙述不正确的是（　　） A．该种群数量增长方式是“S”形，达到K值后其数量也是波动的 B．限制种群数量增长的环境因素有食物、空间和天敌等 C．若该种群是鱼塘中的某种鱼，则在种群数量为K/2时捕捉有利于一次性获得最大的年捕获量 D．若该种群是森林中的一种鸟，可用标记重捕法调查其种群数量 23．下图中曲线1、2分别表示不同环境下某野生动物种群数量变化情况。下列相关叙述错误的是（    ） A．C点时，该动物种群的出生率约等于死亡率 B．A点时种群的年龄组成为增长型 C．图中阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体 D．曲线2所代表的种群的环境容纳量是K1 · 思维拓展练 24．自2002年起， 人们在某自然保护区的实验区实施湿地生态修复工程。生态修复之前，某区域中分布着部分农田，退耕还湿前后，该区域中田鼠的数量变化如图所示。 （1）图中的数值M代表的生物学含义是什么？推测数值N较小的原因可能是什么？ （2）散居型蝗虫并不会对农作物造成大的危害，研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会释放大量“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在有感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色防控成为可能。据此研究，请提出有关蝗灾防治方法的设想。 25.20世纪30年代，人们将环颈雉引进美国的一个岛屿，经跟踪调查绘出环颈雉种群的增长曲线如下图所示，请据图回答： (1)该岛屿上环颈雉构成了一个         ，其数量增长特点是                            。 (2) D→E，从生物因素看，随种群密度的增长，个体间由于      加剧，以及该种群的      增加，导致该种群的        降低,         增高，从而使种群数量的增长率下降。 26.图甲是某草原中的鼠数量变化曲线图；图乙表示某同学进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验得到的曲线图。该同学的具体操作为：先向试管中加入10 mL无菌马铃薯培养液，再向试管中接入酵母菌，之后将试管置于适宜环境中连续培养，每天定时取样、计数，并绘制曲线图。请回答下列问题： (1)________是种群最基本的数量特征。 (2)草原上的鼠对生态环境破坏极大，最好在图甲中________(填“b”“c”或“d”)时刻前进行防治。若图甲中曲线Ⅱ表示在草原中投放了一定数量的蛇之后鼠的数量变化曲线，曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是________段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境部分死亡，则图中α的角度将会________(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)为了绘制得到图乙的曲线图，可采取________的方法每天对酵母菌数量进行调查。图丙是B时刻用血细胞计数板(400个小方格，体积为1 mm×1 mm×0.1 mm)测得的酵母菌分布情况，一个中方格上有24个酵母菌，若以该中方格的酵母菌数代表整个计数室中每个中方格酵母菌数的平均值。则该1 L培养液中酵母菌的K值约为________个。该计数方法得到的值与实际活菌相比________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。 (4)图乙中DE段酵母菌数目减少的原因除了营养物质大量消耗之外，还包括___________________________________________________________________。 27.一种生物进入和占领新栖息地，首先经过种群增长和建立种群，以后可以出现不规则或规则的波动，也可能较长期的保持稳定；许多种类有时还会出现数量猛增，随后又是大崩溃；有时种群数量会出现长时期的下降，称为衰落，甚至灭亡。简述种群变动的类型。 学科网（北京）股份有限公司 限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$