1.2 種群數(shù)量的變化（學(xué)生版）-高中生物同步精講義（選擇性必修二）

第2節(jié)種群數(shù)量的變化思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖1.數(shù)學(xué)模型：用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，主要包括數(shù)學(xué)公式模型和曲線圖模型，其中更精確的是，更直觀的是。建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法2.建立數(shù)學(xué)模型的方法步驟：觀察研究對(duì)象提出問(wèn)題→提出合理的假設(shè)→根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法的數(shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→進(jìn)一步檢驗(yàn)或修正模型。3.實(shí)例：若N代表細(xì)菌數(shù)量，n代表第幾代，則在資源和生存空間沒(méi)有限制的條件下，細(xì)菌種群數(shù)量的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響，其種群數(shù)量的數(shù)學(xué)公式模型是：1.含義：理想條件下種群增長(zhǎng)的形式，以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)畫(huà)出曲線來(lái)表示，曲種群的“J”形增長(zhǎng)線則大致成“J”形，這種類(lèi)型的種群增長(zhǎng)稱(chēng)為“J”形增長(zhǎng)。種群的“J”形增長(zhǎng)2.條件：條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等（理想狀態(tài)）。3.建立模型：①數(shù)學(xué)公式模型：②曲線圖模型：注：N0代表該種群的，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的，即種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)。1.含義：種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量，增長(zhǎng)曲線呈“S”形。這種類(lèi)型的種群增長(zhǎng)稱(chēng)為“S”形增長(zhǎng)。種群的“S”形增長(zhǎng)2種群的“S”形增長(zhǎng)3.建立曲線圖模型：Ab段是生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)期，種群密度增長(zhǎng)慢的原因是，增長(zhǎng)速率小;bc段是快速增長(zhǎng)期，C點(diǎn)種群數(shù)量達(dá)到K/2，種群最大;cd段種群密度增加，但種群增長(zhǎng)速率變小，原因是總是有限的，隨種群密度的增加，，使種群的出生率降低，死亡率升高；de段種群數(shù)量維持相對(duì)穩(wěn)定，即達(dá)到環(huán)境容納量（K值），此階段出生率和死亡率基本相等?？梢?jiàn)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)種群數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。4.環(huán)境容納量（K值）：一定的環(huán)境條件所能維持的。同一種群K值的大小主要與環(huán)境條件有關(guān)。因此，保護(hù)瀕危動(dòng)物的根本措施是建立自然保護(hù)區(qū)，改善他們的棲息環(huán)境，從而環(huán)境容納量。種群數(shù)量的波動(dòng)在自然界在，有的種群能夠在一段時(shí)期內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)于大多數(shù)生物而言，種群數(shù)種群數(shù)量的波動(dòng)量總是在中，處于波動(dòng)狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)，如蝗災(zāi)、鼠災(zāi)、赤潮等?？键c(diǎn)突破考點(diǎn)突破考點(diǎn)01種群增長(zhǎng)曲線的比較和分析【典型例題】關(guān)于下圖中種群數(shù)量變化的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（

）A．種群“J”形曲線只有在理想條件下才能出現(xiàn)B．種群呈“S”形增長(zhǎng)過(guò)程中，在達(dá)到K/2之前就是“J”形增長(zhǎng)C．自然狀態(tài)下種群數(shù)量達(dá)到600時(shí)，種群的增長(zhǎng)率為0D．環(huán)境條件變化時(shí)，種群的K值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化【易錯(cuò)分析】“J”形增長(zhǎng)曲線的理想條件是：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等條件下；“S”形增長(zhǎng)和“J”形增長(zhǎng)之間存在環(huán)境阻力，在前期也無(wú)法重合；考點(diǎn)02培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化【典型例題】某興趣小組對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化進(jìn)行研究，結(jié)果如下圖。有關(guān)敘述正確的是（

）A．實(shí)驗(yàn)需要對(duì)實(shí)驗(yàn)器皿、培養(yǎng)液進(jìn)行滅菌處理，并在酒精燈火焰附近接種B．該實(shí)驗(yàn)中搖床的轉(zhuǎn)速、溫度、培養(yǎng)液的體積是無(wú)關(guān)變量，時(shí)間是唯一的自變量C．從培養(yǎng)瓶吸出培養(yǎng)液計(jì)數(shù)之前，需要對(duì)培養(yǎng)瓶進(jìn)行靜置后再取樣D．用臺(tái)盼藍(lán)染色后對(duì)酵母菌計(jì)數(shù)，只計(jì)呈無(wú)色的個(gè)體，超過(guò)母體一半大的芽體也計(jì)數(shù)【解題指導(dǎo)】針對(duì)該實(shí)驗(yàn)一定要細(xì)扣教材，關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理和步驟。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．如圖所示，為大草履蟲(chóng)種群在一定環(huán)境中的增長(zhǎng)曲線，其K值為（

）A．100 B．400 C．700 D．8002．實(shí)驗(yàn)小組為了探究蝌蚪對(duì)不同藻類(lèi)的捕食作用，將7個(gè)養(yǎng)殖箱固定在矩形框中，每個(gè)養(yǎng)殖箱加入湖水10L，并分別放入0、40、60、80、100、120、140只蝌蚪，24d后取樣對(duì)養(yǎng)殖箱中藻類(lèi)的種群密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．可利用抽樣檢測(cè)法來(lái)測(cè)定單細(xì)胞藻類(lèi)的種群密度B．該實(shí)驗(yàn)的自變量有養(yǎng)殖箱中蝌蚪的數(shù)量和取樣時(shí)間C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與綠藻相比，蝌蚪更加偏向于捕食藍(lán)藻D．利用蝌蚪捕食藻類(lèi)能在一定程度上治理水體富營(yíng)養(yǎng)化3．下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”（實(shí)驗(yàn)I）和“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”（實(shí)驗(yàn)Ⅱ）的敘述，不正確的是（

）A．實(shí)驗(yàn)I中，有氧組和無(wú)氧組都能使澄清石灰水變渾濁B．實(shí)驗(yàn)I通氣前需用NaOH去除空氣中的CO2C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ要將實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析D．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，可用濾紙?jiān)谏w玻片另一側(cè)吸引培養(yǎng)液進(jìn)入計(jì)數(shù)室4．下圖為研究者構(gòu)建的某地區(qū)“捕食者—獵物”模型(圖中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢(shì))，下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．該模型可以反映捕食者和獵物的種群數(shù)量變化B．N3最可能代表獵物種群的環(huán)境容納量C．P2代表了捕食者種群的環(huán)境容納量D．曲線變化趨勢(shì)反映了生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)5．研究人員將S1與S2兩個(gè)種群放在一起培養(yǎng)，在環(huán)境溫度為T(mén)1與T2條件下，測(cè)得種群數(shù)量變化如圖a、b所示。下列相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是（

）A．S1和S2之間的競(jìng)爭(zhēng)力大小會(huì)受到溫度的影響B(tài)．圖c中的S1換成S2，其種群數(shù)量也會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)性變化C．如果將S1在T1溫度下培養(yǎng)，則會(huì)呈現(xiàn)“J”形增長(zhǎng)D．將S2在T1溫度下單獨(dú)培養(yǎng)，其數(shù)量要比與S1共同培養(yǎng)時(shí)少6．環(huán)保工作者對(duì)某地區(qū)最主要的草食動(dòng)物某野兔種群數(shù)量進(jìn)行連年監(jiān)測(cè)，得到如圖所示的數(shù)量增長(zhǎng)變化（λ）曲線，λ=t年種群數(shù)量/（t-1）年種群數(shù)量。據(jù)圖分析下列敘述正確的是（

）A．在第1年至第4年期間種群呈“S”型增長(zhǎng)B．在第4年至第5年，種群數(shù)量先增后降C．第3年種群數(shù)量與第4.5年種群數(shù)量相等D．野兔的種群數(shù)量在第4年達(dá)到最大7．某同學(xué)在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化”的實(shí)驗(yàn)中，可能觀察到的細(xì)胞分散情況如圖2所示。下列推斷錯(cuò)誤的是（

）A．該血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上有2個(gè)計(jì)數(shù)室，玻片厚度為0.1mmB．若實(shí)驗(yàn)中多次出現(xiàn)圖2中c的現(xiàn)象，可能是由于樣液未充分搖勻或稀釋倍數(shù)不夠所致C．根據(jù)抽樣和計(jì)算獲得的數(shù)據(jù)繪制酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線，屬于建立酵母菌種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型D．本實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因不同時(shí)間取樣已形成對(duì)照；為了減少實(shí)驗(yàn)誤差需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)8．用4種不同方式培養(yǎng)酵母菌，其他培養(yǎng)條件相同，酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線分別為a、b、c、d，如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)檢測(cè)培養(yǎng)液中的酵母菌種群密度常用的方法是________________，培養(yǎng)酵母菌時(shí)需要將溫度控制在20℃左右，原因是_________________。(2)曲線a所示的種群數(shù)量增長(zhǎng)最快，主要原因是種群增長(zhǎng)所需的______________最豐富。(3)曲線d為對(duì)照組，對(duì)照組的培養(yǎng)方式是____________________。該組酵母菌數(shù)量增長(zhǎng)到一定程度后，種群增長(zhǎng)逐漸變慢，其限制因素有_______________________（答出2點(diǎn)即可）。(4)隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，在有限的空間中，每組酵母菌種群數(shù)量都會(huì)達(dá)到環(huán)境容納量。環(huán)境容納量是指____________________________。(5)樣方法常適用于對(duì)植物種群密度的取樣調(diào)查。常用的取樣方法有________和________，在取樣時(shí)，關(guān)鍵要做到____________。題組B能力提升練9．如圖是科學(xué)家用5種不同方式培養(yǎng)酵母細(xì)胞實(shí)驗(yàn)時(shí)酵母種群的增長(zhǎng)曲線，分別設(shè)置每隔3h、12h、24h更換培養(yǎng)液、保持恒定酸性和對(duì)照組，下列對(duì)此分析正確的是（

）A．培養(yǎng)液保持恒定酸性最符合的曲線為③曲線B．幾種培養(yǎng)方式在20-60h過(guò)程中酵母菌種群增長(zhǎng)率均不斷下降C．80h后對(duì)照組在數(shù)量將一直保持相對(duì)穩(wěn)定D．該實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)酵母菌需要在有氧條件下，統(tǒng)計(jì)酵母菌數(shù)量可以用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法10．研究者跟蹤調(diào)查某地草原布氏田鼠的種群數(shù)量，計(jì)算當(dāng)年種群數(shù)量與上一年種群數(shù)量之比，記為λ，結(jié)果如下表。根據(jù)表中結(jié)果，下列分析正確的是（

）年份19992001200320052007200920112013201520172019λ1.001.001.000.750.601.001.251.752.002.002.00A．2009年的布氏田鼠種群數(shù)量與2003年的相同B．根據(jù)標(biāo)志重捕法調(diào)查獲得的布氏田鼠種群數(shù)量可估算其種群密度C．2009～2019年，布氏田鼠的種群數(shù)量呈“J”型增長(zhǎng)D．根據(jù)λ值，可以預(yù)測(cè)布氏田鼠種群數(shù)量的未來(lái)變化趨勢(shì)11．中國(guó)科學(xué)家詹祥江及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合北極游隼多年追蹤數(shù)據(jù)和種群基因組信息，闡明了氣候變化在鳥(niǎo)類(lèi)遷徙路線形成中的作用，發(fā)現(xiàn)一個(gè)和記憶能力相關(guān)的基因AD-CY8，揭示了長(zhǎng)期記憶可能是鳥(niǎo)類(lèi)長(zhǎng)距離遷徙的重要基礎(chǔ)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．長(zhǎng)期記憶的形成可能與新突觸的建立有關(guān)B．用標(biāo)志重捕法能準(zhǔn)確計(jì)算北極游隼的種群數(shù)量C．該研究表明生物的行為由環(huán)境和基因共同影響D．可通過(guò)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型研究北極游隼的種群數(shù)量變化12．澳大利亞原本沒(méi)有野兔，19世紀(jì)中葉，有24只來(lái)自歐洲的野兔被帶到了澳大利亞，100多年后，這里的野兔超過(guò)了6億只。野兔大肆破壞植被，導(dǎo)致水土流失。政府曾嘗試用毒殺等多種防治手段控制野兔數(shù)量，但均未成功?？茖W(xué)家引入了一種對(duì)野兔致命的病毒，才控制了野兔數(shù)量。后來(lái)人們又發(fā)現(xiàn)，死于該病毒的野兔越來(lái)越少；引入初期，該病毒的毒性很強(qiáng)，后來(lái)毒性就逐漸減弱了。下列相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．野兔引入初期種群增長(zhǎng)類(lèi)似于“J”形曲線B．病毒起選擇作用，可以使野兔抗病毒基因頻率提高C．病毒可能與野兔協(xié)同進(jìn)化，最終表現(xiàn)為病毒的毒性逐漸減弱D．病毒與野兔之間達(dá)到平衡后就形成了新物種13．下列有關(guān)“S”型曲線K值的改變與事實(shí)相符合的敘述是（

）A．X軸為外界蔗糖溶液濃度，Y軸為葉肉細(xì)胞滲透失水量，在c點(diǎn)時(shí)，用纖維素酶去除細(xì)胞壁，K值將改變B．X軸為光照強(qiáng)度，Y軸為綠色植物實(shí)際光合作用量，在c點(diǎn)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，K值將提高C．X軸為氧氣分壓，Y軸為水稻根細(xì)胞對(duì)硅的吸收速率，在c點(diǎn)時(shí)中耕松土，K值將改變D．X軸為時(shí)間、Y軸為某種群個(gè)體數(shù)，在c點(diǎn)改變環(huán)境條件或種群遺傳因素，K值將改變14．下圖為某生物種群的λ值與種群數(shù)量關(guān)系曲線（λ為一年后的種群數(shù)量Nt+1與當(dāng)前種群數(shù)量Nt之比）。下列敘述正確的是（

）A．圖中n代表該生物種群的環(huán)境容納量（K值）B．該生物種群數(shù)量在n之前呈“J”型曲線增長(zhǎng)C．隨著時(shí)間推移，該種群增長(zhǎng)率先增大后減小D．若提高該生物的初始數(shù)量，則n點(diǎn)向右移動(dòng)15．如圖表示種群數(shù)量增長(zhǎng)的兩種曲線，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)種群最基本的數(shù)量特征是__________。若種群每年以λ倍按曲線X的方式增長(zhǎng)，A為種群起始數(shù)量，則t年后該種群數(shù)量Nt可表示為_(kāi)_________。圖中陰影部分可以表示由于受到__________（寫(xiě)出兩點(diǎn)）等條件的限制而死亡的個(gè)體。(2)若曲線Y表示池塘中某魚(yú)類(lèi)種群的增長(zhǎng)曲線，K值是環(huán)境容納量，環(huán)境容納量是指__________。C點(diǎn)后種群出生率和死亡率的大小關(guān)系是__________。(3)在理想條件下，種群的增長(zhǎng)呈J型曲線，該曲線增長(zhǎng)率的特點(diǎn)是__________。（答：不變或越來(lái)越大或越來(lái)越?。?4)夾河濕地曾是煙臺(tái)城市周邊最大的濕地生態(tài)系統(tǒng)。研究者在夾河濕地區(qū)域設(shè)置20個(gè)樣地，在樣地中利用__________法進(jìn)行植被數(shù)量調(diào)查，利用該方法調(diào)查時(shí)關(guān)鍵要做到__________。(5)曲線Y中表示種群增長(zhǎng)速度最快的是__________點(diǎn)。題組C培優(yōu)拔尖練16．在對(duì)某自然保護(hù)區(qū)內(nèi)甲、乙兩個(gè)不同物種的種群數(shù)量進(jìn)行了調(diào)查之后，又開(kāi)展了連續(xù)4年的跟蹤調(diào)查，計(jì)算其λ值（λ=當(dāng)年末種群個(gè)體數(shù)量/前一年末種群個(gè)體數(shù)量），并繪制出如圖所示曲線。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．甲種群數(shù)量在第2年達(dá)到峰值后持續(xù)下降B．c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)期，甲、乙種群數(shù)量達(dá)到相同C．乙種群在這4年中，種群增長(zhǎng)速率保持不變D．乙可能是一種入侵物種初入該保護(hù)區(qū)17．蝗蟲(chóng)侵入某地區(qū)后其數(shù)量迅速增長(zhǎng)，其種群數(shù)量的變化如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．第4個(gè)月時(shí)，蝗蟲(chóng)數(shù)量增長(zhǎng)速率最快B．這7個(gè)月蝗蟲(chóng)種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線近似“S”型C．在4～7月期間，蝗蟲(chóng)種群的環(huán)境容納量變小D．在第4個(gè)月時(shí)，治理蝗災(zāi)效果最佳18．下圖是某學(xué)習(xí)小組探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行的三組實(shí)驗(yàn)，定期對(duì)不同培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，繪制出酵母菌細(xì)胞數(shù)目變化曲線依次為a、b、c。下列關(guān)于此圖的分析，不正確的是（

）A．a(chǎn)組的環(huán)境容納量可能最大B．本實(shí)驗(yàn)可能是探究影響種群數(shù)量變化的外因，如溫度或pH或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量C．三組實(shí)驗(yàn)中，b組營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類(lèi)，溫度，pH值可能最適宜，而且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最多D．酵母菌計(jì)數(shù)方法為抽樣檢測(cè)法。19．假定當(dāng)年種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的λ倍，如圖表示λ值隨時(shí)間變化的曲線示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．0~a年，種群數(shù)量呈J形曲線增長(zhǎng)B．b~d年，種群數(shù)量一直在增加C．c年時(shí)該種群的種群數(shù)量最小D．d~e年，該種群數(shù)量達(dá)到K值20．為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化，某同學(xué)進(jìn)行了①~⑥的操作，其中操作正確的有幾項(xiàng)（）①將適量干酵母菌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(yǎng)②用吸管從錐形瓶中吸取培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，將試管輕輕震蕩幾次③將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，在蓋玻片邊緣滴一滴培養(yǎng)液④用濾紙吸除血球計(jì)數(shù)板邊緣多余的培養(yǎng)液⑤將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)中央，待酵母菌沉