2021高三生物人教版一轮学案：第29讲　种群的特征　种群数量的变化 Word版含解析

2021高三生物人教版一轮学案：第29讲　种群的特征　种群数量的变化 Word版含解析

www.ks5u.com 第29讲　种群的特征　种群数量的变化 最新考纲 高频考点 核心素养 ‎1.种群的特征(Ⅰ)‎ ‎2．种群的数量变化(Ⅱ)‎ ‎3．实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化 ‎1.种群密度的调查方法 ‎2．种群增长的曲线分析 ‎1.生命观念——结构与功能观：种群属于生命系统，具有性别比例、年龄组成等特征 ‎2．科学思维——建立模型：构建种群增长数学模型 ‎3．科学探究——制订并实施方案：用样方法调查某种双子叶植物的种群密度；探究培养液中酵母菌数量的动态变化 考点1　种群的特征及种群密度的调查 ‎1．种群的概念 种群是指在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。‎ ‎2．种群密度的概念及数量特征 ‎(1)种群密度概念：单位面积或单位体积中的个体数。‎ 它是种群最基本的数量特征。‎ ‎(2)种群数量特征 ‎①种群密度是种群最基本的数量特征。‎ ‎②直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。‎ ‎③年龄组成指种群中各个年龄期的个体数目的比例在一定程度上能预测种群数量变化趋势。年龄组成是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。‎ 年龄组成种群密度 ‎④性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。‎ ‎3．种群密度的调查 ‎(1)样方法 ‎①使用范围：植物和活动范围小的动物，如调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的种群密度、跳蝻的种群密度等。‎ ‎②取样方法：五点取样法、等距取样法。‎ ‎③取样关键：随机取样。‎ ‎(2)标志重捕法 ‎①适用范围：活动能力强和活动范围大的动物，如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类等。‎ ‎②计算方法：N(种群数量)＝×M(初次捕获标记数)。‎ ‎(3)灯光诱捕法 黑光灯诱捕趋光性昆虫。‎ ‎4．种群的空间特征 主要包括均匀分布、随机分布和集群分布等。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群。(　√　)‎ ‎2．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近11，则出生率越高。(　√　)‎ ‎3．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度。(　×　)‎ ‎4．性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的。(　×　)‎ ‎5．橡树种子常在母株附近形成集群是空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征。(　√　)‎ ‎6．用标志重捕法调查田鼠种群密度，若标记的田鼠部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏低。(　×　)‎ ‎7．用标志重捕法调查某动物的种群密度时，由于被标记动物经过一次捕捉，被再次重捕的概率减小，由此将会导致被调查的种群的数量较实际值偏小。(　×　)‎ ‎8．用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，要选择植物生长茂盛处取样。(　×　)‎ ‎9．依据年龄组成预测的种群密度的变化趋势最终是否能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。(　√　)‎ ‎(必修3P62“学科交叉——与数学的联系”改编)在对某种鼠的调查中，调查范围为1公顷，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只。‎ ‎(1)这个种群中鼠的种群密度大约是88只/公顷。‎ ‎(2)若捕捉后该鼠不易再被捕捉，则估算的种群密度会偏高(填“偏高”或“偏低”)，理由是该鼠被捕捉一次之后不易再被捕捉，再次捕获的被标记的个体数减少，由种群数量＝知，种群数量变大，即估算值大于实际的种群密度。‎ ‎ 如图是有关种群特征的概念图，据图分析下列问题：‎ ‎(1)图中①～⑤分别代表种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例等种群特征。其中，年龄组成既影响出生率又影响死亡率，但性别比例只影响出生率。‎ ‎(2)春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是迁入率和迁出率。‎ ‎(3)利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的种群密度，原理是 性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，从而降低出生率，从而降低种群密度。‎ ‎(4)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重。他得出此结论的依据最可能是蝗虫的年龄组成为增长型。‎ ‎●考向突破1　种群的特征及其内在联系 ‎1．(2020·湖北荆荆襄宜四地七校联盟模拟)如下为种群数量特征的两个概念图，下列有关分析错误的是(　C　)‎ A．图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b B．图1中的c为种群最基本的数量特征 C．图2中的丁与图1中的a表示的含义相同 D．图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度 解析：图1中a只影响出生率，而b既影响出生率也影响死亡率，从而判断出a为性别比例，b为年龄组成，进而可知c为种群密度。图2为图1的变式，图2中甲使种群密度增加，应为出生率和迁入率；乙使种群密度减少，应为死亡率和迁出率；丙只影响出生率，为性别比例；丁为年龄组成。图1中b为年龄组成，是预测种群数量未来变化趋势的主要依据，A正确；图1中c为种群密度，是种群最基本的数量特征，B正确；图2中丁为年龄组成，而图1中a为性别比例，C错误；图2中丙为性别比例，其主要通过影响出生率来间接影响种群密度，D正确。‎ ‎2．(2020·江西上饶中学高三开学考试)下列关于种群特征的描述，正确的是(　B　)‎ A．种群数量的增长主要取决于出生率 B．斑马在草原上成群活动属于种群的空间特征 C．出生率和死亡率是种群最基本的数量特征 D．年龄组成为稳定型的种群，种群数量不再发生波动 解析：种群数量的变化主要取决于迁入率、迁出率、出生率和死亡率，A错误；斑马在草原上成群活动，即种群在空间上呈集群分布，B正确；种群密度是种群最基本的数量特征，C错误；年龄组成为稳定型的种群，若受到气候、传染病等因素的影响，种群数量会发生波动，D错误。‎ ‎3．研究人员对某林区猕猴种群数量和性别比例进行调查，结果如图(注：4～12岁为猕猴的生育年龄)。以下分析正确的是(　C　)‎ A．该林区猕猴种群的年龄组成为稳定型 B．调查时猕猴种群数量已经达到环境容纳量 C．7～9岁个体中，雄性与雌性的数量比值最低，与雄性因争夺王位和配偶导致死亡率较高有关 D．各年龄组个体数量不变，若性别比例变为11，则猕猴的出生率将升高 解析：该林区猕猴种群的幼年个体多，老年个体少，为增长型；该林区猕猴种群的年龄组成为增长型，还没有达到环境容纳量；7～9岁个体中，雄性与雌性的数量比值最低，与雄性因争夺王位和配偶导致死亡率较高有关；各年龄组个体数量不变，若性别比例变为11，雄性争夺王位和配偶的情况会加剧，出生率不一定升高。‎ ‎4．图中“*”表示某地区的人口年龄构成情况，下列叙述错误的是(　B　)‎ A．推测该地区未来会出现人口老龄化问题 B．因幼龄人口过少，故该地区的女性多于男性 C．该地区0～14岁人口的比重约为23%‎ D．随着二孩政策的实施，该地区的年龄组成可能会变为增长型 解析：分析题图可知，该地区0～14岁人口的比重约为23%,15～64岁人口的比重约为30%,65岁以上人口的比重约为47%，故该地区人口的年龄组成为衰退型，推测未来会出现人口老龄化问题，A、C两项正确；该地区幼龄人口过少，并不能反映出该地区的性别比例，故不能推测出该地区女性多于男性，B项错误；随着二孩政策的实施，幼龄人口增多，该地区的年龄组成可能会变为增长型，D项正确。‎ 整合提升 种群年龄组成的类型及判断技巧 ‎(1)统计图(纵坐标表示年龄，横坐标表示各年龄段人口占总人口的相对比例)‎ ‎(2)曲线图和柱形图 (3)各图示共性及判断技巧 无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例——增长型中的幼年个体多、老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、老年个体多。‎ ‎●考向突破2　种群密度的调查方法 ‎5．(2020·湖南三湘名校教育联盟大联考)下列关于种群和群落的研究方法的分析，正确的是(　C　)‎ A．单子叶植物、蚜虫、跳蝻等生物的种群密度都不适合采用样方法进行调查 B．经过一次捕捉的动物更难被重捕到，会导致标志重捕法计算出的结果偏小 C．对于蚂蚁等趋糖性的昆虫，可以使用糖水诱捕的方法来调查其种群密度 D．密闭培养瓶中酵母菌的数量会呈“S”型增长，最终长期稳定在K值附近 解析：单子叶植物、蚜虫、跳蝻等生物的种群密度都适合采用样方法进行调查，A错误；经过一次捕捉的动物更难被重捕到，会导致重捕数中的标记数偏小，最终计算出的结果偏大，B错误；对于蚂蚁等趋糖性的昆虫，可以使用糖水诱捕的方法来调查其种群密度，C正确；密闭培养瓶中活酵母菌的数量在开始一段时间内会呈S型增长，但是由于营养物质的不断消耗，最终会逐渐减少而灭亡，D错误。‎ ‎6．(2020·福建三明一中月考)某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2 hm2(1 hm2＝10 ‎000 m2‎)，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归，3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如表所示：‎ 捕获数(只)‎ 标记数(只)‎ 雌性个 体数(只)‎ 雄性个 体数(只)‎ 初捕 ‎50‎ ‎50‎ ‎28‎ ‎22‎ 重捕 ‎50‎ ‎10‎ ‎32‎ ‎18‎ 以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是(　D　)‎ A．此调查方法可以用来调查草地中跳蝻的种群密度 B．若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，统计的种群密度比实际低 C．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为72‎ D．该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2‎ 解析：跳蝻活动范围很小，一般采用样方法进行调查；标志重捕法理论计算公式N＝M·，田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即m值减小，N 值会增大，统计的种群密度比实际高；通过两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例雌雄约为32；该地区田鼠的平均种群密度约为125 只/hm2。‎ ‎7．(2020·宁夏银川九中高三模拟)蚜虫常聚集于叶片、嫩茎、花蕾、顶芽等部位，是地球上最具有破坏性的害虫之一。七星瓢虫捕食蚜虫，是蚜虫的天敌。对于蚜虫，重要的是抓紧预防，避免虫害的发生。关于蚜虫的调查与防治，下列说法正确的是(　A　)‎ A．应采用样方法调查蚜虫的种群密度 B．取样时应选择蚜虫较为集中的地块 C．样方法可以准确计算出蚜虫的种群密度 D．引入七星瓢虫，可以彻底消灭蚜虫 解析：蚜虫属于活动能力较弱，活动范围小的动物，可以采用样方法调查其种群密度，A正确；取样时应随机取样，B错误；样方法只能估算出蚜虫的种群密度，C错误；七星瓢虫以蚜虫为食，七星瓢虫与蚜虫之间为捕食关系，捕食关系可调整种间关系，不会彻底消灭蚜虫，D错误。‎ 整合提升 ‎1.“两看法”选择合适的种群密度调查方法 ‎2．样方法的计数原则 同种生物个体无论大小都要计数，若有正好处在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，如图：‎ 注：图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示要统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。‎ 考点2　种群数量的变化 ‎1．种群增长的“J”型曲线 ‎(1)含义：种群在理想条件下，即在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，其增长率不随种群密度的变化而变化，这类增长通常呈指数增长，又称为“J”型增长。其曲线如图所示。‎ ‎(2)“J”型曲线数学模型 ‎①建立模型：t年后种群数量表达式为Nt＝N0λt。‎ ‎②各参数意义：N0为该种群的起始数量，t为时间(年)，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。‎ ‎2．种群增长的“S”型曲线 ‎(1)含义：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平，这类增长呈“S”型。其曲线如图所示。‎ ‎(2)环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，又称K值。‎ ‎(3)曲线特点 ‎(4)农业生产中的应用 ‎①濒危动物和野生资源的保护 ‎②野生资源的利用 ‎③ ‎3．影响种群数量变化的因素 ‎(1)变化形式：波动和下降。‎ ‎(2)影响因素：自然因素——气候、食物、天敌、传染病等；人为因素——人类活动。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量。(　×　)‎ ‎2．种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。(　×　)‎ ‎3．在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄组成为衰退型。(　×　)‎ ‎4．“J”型增长曲线的增长率是一定的，而增长速率逐渐增大。(　√　)‎ ‎5．环境容纳量是指种群的最大数量。(　×　)‎ ‎6．不同种生物的K值各不相同，但每种生物的K值固定不变。(　×　)‎ ‎7．影响种群数量变化的因素可能来自外部，也可能来自种群内部。(　√　)‎ ‎8．在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的。(　√　)‎ ‎9．为有效防治蝗灾，应在种群数量为K/2值时及时控制种群密度。(　×　)‎ ‎ (必修3P66实例改编)‎ 如图表示某海岛一段时间内野兔种群数量变化曲线，下列叙述不正确的是(　A　)‎ A．图中种群数量即种群密度 B．AB段种群中幼年个体多于老年个体 C．该海岛上决定种群数量变化的直接因素是出生率和死亡率 D．利用性引诱剂诱杀雄野兔，有利于该海岛上野兔的控制 ‎ 下图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线，据图分析下列问题：‎ ‎(1)图甲中b曲线的形成过程中有环境阻力的时间为自始至终，曲线a、b中更符合自然界的种群数量变化实际情况的是b曲线。‎ ‎(2)调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如图乙所示，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：‎ ‎①前4年种群数量基本不变(填“增大”“减小”或“基本不变”)，因为λ＝1。‎ ‎②第9年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为稳定型，因为第10年时，种群的λ等于1，说明第10年种群数量与第9年相同，因此第9年的年龄组成为稳定型。‎ ‎③图中第4年和第10年的乌鸦种群数量不相同(填“相同”或“不相同”)，图中显示第10年种群数量最小，因为在第4年到第10年间，λ＜1，说明种群数量一直在减少，到第10年种群数量最少。‎ ‎④第16～20年乌鸦种群数量将呈现J型增长。因为λ＞1且恒定。‎ ‎1．种群数量增长方式的判断 ‎(1)根据条件进行判断：若题干中告知的条件是“理想条件下”或“实验室条件下”或“外来物种入侵的早期阶段”或“食物和空间条件充裕、气候条件适宜且没有敌害”等，则该种群数量呈“J”型增长；若题干中告知的条件是有限的，如“有环境阻力”或“自然条件下”或“自然界中”或“资源和空间有限”等，则该种群数量呈“S”型增长。‎ ‎(2)根据曲线进行判断：若曲线中有K值，则为“S”型增长；若没有K值，则一般为“J”型增长。‎ ‎2．“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率的判断 理解和识记相关基础概念是解题的关键。增长率＝；增长速率＝。“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率曲线如图所示：‎ ‎“J”型曲线的种群增长率不变，“S”型曲线的种群增长率连续减少；“J”型曲线的种群增长速率一直增大，“S”型曲线的种群增长速率先增大后减少，且在种群数量达到K/2时种群增长速率最大。‎ ‎3．K值的四种表示方法 t1之前 种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快 t1时 种群数量为K/2，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值 t1～t2‎ 由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降 t2时 种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0‎ ‎4.环境容纳量≠种群数量能达到的最大值 种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，大于环境容纳量。‎ ‎●考向突破1　种群增长曲线分析 ‎1．(2020·湖北荆州沙市中学月考)如图甲是某种初级消费者被引入某岛屿后的种群数量变化趋势；图乙是该种生物在某调查阶段种群数量变化的λ值随时间的变化曲线。据图判断下列说法错误的是(　D　)‎ A．分析图甲可知，该岛屿上该种生物的环境容纳量(K值)约为2 000只 B．种内斗争加剧和天敌的增多可能是1850～1865年间该种生物的种群数量急剧减少的原因 C．分析图乙可知，该调查阶段中种群数量最多的年份是第10年时 D．图乙第15年时种群数量最少，可相当于图甲1880年的种群数量情况 解析：分析图甲可知，该岛屿上该种生物种群数量在约为2 000只上下波动，故该种生物的环境容纳量(K值)约为2 000只，A正确；1850～1865年间该种生物的种群数量急剧减少的原因可能是种内斗争的加剧和天敌的增多，B正确；分析图乙可知，第10年以前，λ>1，说明种群数量在不断增长，第10年时λ＝1，种群数量不再增加，故种群数量最多的年份是第10年时，C正确；图乙中，第10年～20年间，λ<1，说明种群数量在不断减少，故图乙第20年时种群数量最少，D错误。‎ ‎2．下列关于下图中“S”型曲线的叙述，错误的是(　D　)‎ A．t0～t1之间种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，种群数量增长较快 B．t1～t2之间，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降 C．t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0‎ D．在t1时控制有害生物最有效 解析：t0～t1之间种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率且二者的差值逐渐加大，种群增长速率不断增加，因此种群数量增长较快，A项正确；t1～t2之间，由于资源和空间有限，随着种群密度增大，种内斗争不断加剧，天敌数量也在增加，虽然出生率大于死亡率，但二者的差值逐渐减小，所以种群增长速率下降，B项正确；t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0，C项正确；在t1时种群数量为K/2，种群增长速率最大，因此若在t1时进行有害生物防治，不能将有害生物控制在较低水平，D项错误。‎ ‎3．(2020·安徽六安一中阶段性考试)生态学上环境容纳量又称K值，最低起始数量又称M 值，科学家研究了某种群的数量变化规律，下图所示为该种群的种群瞬时增长量随种群数量的变化曲线，下列有关该图的分析正确的是(　D　)‎ A．图中K值为750个，M值为25个 B．当种群数量大于K值时，种群数量下降；小于K值时种群数量上升 C．当种群数量小于M值时，种群数量下降；大于M值时种群数量上升 D．若该种群的起始数量分别是75、300、800，则理论上种群的最终数量依次为0、600、600‎ 解析：曲线表示种群瞬时增长量随种群数量的变化，当种群数量大于600时，种群数量下降，所以600为种群数量的最大值，即K值，当种群数量小于100时种群的瞬时增长量小于0，所以100是种群数量的最小值，即M值，A错误；种群数量小于100时，种群瞬时增长量小于0，种群数量下降，B错误；当种群数量大于600时，种群瞬时增长量小于0，种群数量下降，C错误；当种群数量为75时，数量小于100，种群数量下降，最终数量为0，当种群数量为300时，种群数量增加到K值达到最大，最终数量为600，当种群数量为800时，种群数量下降到600，维持稳定，D正确。‎ ‎●考向突破2　种群数量变化规律的应用 ‎4．(2020·湖北襄阳五中月考)如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述，正确的是(　D　)‎ A．图甲为“J”型增长，每年增加的个体数量始终不变 B．图乙为“S”型增长，G点时增长速率达到最大值 C．防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行 D．渔业捕捞后剩余量应该在E点左右 解析：图甲曲线的斜率代表种群的增长速率(即单位时间内种群个体的增加数量)，由题图曲线特征可以看出，在不同的时间点，曲线的斜率不同，即种群的增长速率不同，故A项错误。图乙中G点时种群的数量不再变化，增长速率为0，故B项错误。防治蝗灾应该在D点之前进行，超过D点，蝗虫增长速度加快，灭虫效果差，故C项错误。渔业捕捞应该在超过K/2时进行，且每次捕捞后的剩余量应保持在E点左右，此时种群的增长速率最大，故D项正确。‎ ‎5．(2020·安徽六校教育研究会联考)自然种群的增长曲线一般呈“S”型。假设某自然种群的数量为N，环境容纳量为K，S1～S5是“S”型曲线上的5个点。根据下表所示数据，下列有关说法错误的是(　D　)‎ 曲线上的点 种群数量 ‎(K－N)/K S1‎ ‎20‎ ‎0.90‎ S2‎ ‎50‎ ‎0.75‎ S3‎ ‎100‎ ‎0.50‎ S4‎ ‎150‎ ‎0.25‎ S5‎ ‎180‎ ‎0.10‎ A．该种群的K值为200‎ B．S5不是该种群种内斗争最激烈的时刻 C．若该种群为蝗虫种群，则防治蝗虫应在S3之前 D．(K－N)/K的比值越小，种群增长速率越小 解析：种群数量在S3时，(K－N)/K＝0.5，说明处于K/2，因此该种群的K值为200，A正确；S5时，(K－N)/K ‎＝0.1，说明种群数量还在增加，因此该点不是该种群种内斗争最激烈的时刻，B正确；若该种群为蝗虫种群，则防治蝗虫应在S3之前，C正确；根据表格分析可知，S3时，(K－N)/K的比值为0.5，种群增长速率最大，而过高或者过低时，种群增长速率都较小，D错误。‎ ‎6．(2020·江西上饶中学月考)种群的数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　D　)‎ A．当种群数量达到K值时出生率等于零 B．当某害虫种群数量达到K/2时，进行杀虫效果最佳 C．若空间充足，种群数量增长一定如曲线a所示 D．若曲线b1变成曲线b2，说明该种群生存环境变得恶劣 解析：种群数量达到K值时出生率和死亡率相等，并不是等于零，A项错误；K/2时种群增长速率最大，故防治害虫应在害虫数量达到K/2之前进行，B项错误；种群的“J”型增长曲线是理想状态下的一种动态变化，条件是食物和空间条件充裕、无天敌等，C项错误；曲线b1的K值较高，当种群生存环境变得恶劣，K值下降，变成曲线b2，D项正确。‎ 实验13　探究培养液中酵母菌种群数量的变化 ‎1．实验原理 ‎(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。‎ ‎(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。而在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K 值后，还会转而下降直至全部死亡(营养物质消耗、代谢产物积累及pH变化所致)。‎ ‎(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。‎ ‎2．实验流程 ‎3．实验注意事项及分析 ‎(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。‎ ‎(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。‎ ‎(3)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照；需要做重复实验，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。‎ ‎(4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。‎ ‎(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。‎ ‎1．吸出培养液前为什么要将试管进行振荡和稀释？‎ 提示：从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。适当稀释是为了使计数更方便。‎ ‎2．制作装片时先滴培养液再盖盖玻片，还是先盖盖玻片再滴培养液？这样做有什么好处？‎ 提示：制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。这样可使数据更准确，否则可能造成数据偏大。‎ ‎●考向突破　探究培养液中酵母菌种群数量的变化 ‎1．某同学对培养液中酵母菌种群数量的变化实验进行了相关的操作，得到了如图所示的结果。在该实验中下列操作或结果分析科学的是(　C　)‎ A．培养酵母菌前，加热去除培养液中的溶解氧 B．用吸管从静置的锥形瓶中吸取一定量的培养液滴在血细胞计数板的中央进行计数 C．图中c点和d点相比，d点的生存环境更恶劣 D．e点和f点种群数量相同，两点对应的出生率和死亡率均相同 解析：培养酵母菌时，不能去除培养液中的溶解氧，酵母菌初期进行有氧呼吸，繁殖速度快，A错误；吸取培养液前应先振荡，使培养液中的酵母菌分布均匀，B错误；随培养的进行，酵母菌产生的代谢废物增多，使酵母菌的生存环境恶化，不利于酵母菌的生长，C正确；f点与e点时对应的种群数量相同，但前者种群数量处于增长时期，即出生率大于死亡率，而后者则处于种群衰退时期，即出生率小于死亡率，D错误。‎ ‎2．(2020·山西康杰中学高三模拟)某研究性学习小组探究培养液中小球藻(一种单细胞绿藻)种群数量的变化，以下是该实验的记录表(部分)。下列相关叙述错误的是(　B　)‎ 时间(天)‎ 起始 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 培养液中小 球藻的数量 ‎(106个/mL)‎ ‎0.90‎ ‎1.00‎ ‎3.21‎ ‎3.92‎ ‎5.40‎ ‎3.78‎ ‎4.31‎ ‎5.26‎ 实验期 间室温(℃)‎ ‎9～13‎ ‎8～18‎ ‎8～18‎ ‎3～15‎ ‎3～14‎ ‎4～16‎ ‎10～17‎ A.对小球藻进行计数，常用的方法是抽样检测法 B．可用数学式Nt＝N0λt表示小球藻种群数量增长情况 C．实验前4天，培养瓶的颜色变化是绿色逐渐加深 D．第5～6天，小球藻种群数量发生明显波动的可能原因是温度低抑制了酶的活性 解析：小球藻是一种单细胞绿藻，对小球藻进行计数，常用的方法是抽样检测法(或血细胞计数板计数法、显微计数法)，A正确；根据实验数据可知，该实验中小球藻种群不呈“J”型增长，故不能用数学式 Nt＝N0λt表示该实验中小球藻种群数量增长情况，B错误；前4天，培养瓶中小球藻数量越来越多，颜色变化是绿色逐渐加深，C正确；第5～6天，实验室温度较低，抑制了酶的活性，小球藻的种类数量发生明显波动，D正确。‎ ‎3．下列对探究酵母菌种群数量变化规律实验的叙述，正确的是(　C　)‎ A．用血球计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内 B．对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数 C．已知血球计数板的方格为‎2 mm×‎2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为‎0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为‎2.5M×105个 D．与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组 解析：培养液应滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入，并非直接滴加到计数室内，故A项错误；在统计血球计数板每格内的酵母菌数时，压在边上的个体只计数相邻两边及其顶角的个体，故B项错误；C所述的计算结果是×‎10M＝‎2.5M×105，故C项正确；该实验不需要单独设置对照组，只要分组重复实验，结果取平均值即可，故D项错误。‎ ‎4．(2020·山西实验中学检测)下图表示种群数量变化的曲线。请据图回答问题：‎ ‎(1)若某种群数量变化呈现图中“J”型曲线，其种群增长率随着时间的增加将不变(填“增大”“变小”或“不变”)。图中阴影部分表示因环境阻力而减少的个体数，这种变化可引起种群的基因频率 发生改变，从而导致生物进化。‎ ‎(2)甲曲线是一个生物小组对一支试管中酵母菌培养液中的酵母菌数量统计后绘制成的曲线，则a点之后引起酵母菌数量下降的主要因素是营养物质的减少。在统计酵母菌数量时应采取的方法是抽样检测(血细胞计数板)法。将酵母菌数量的变化绘制成这种曲线，这种研究方法属于构建数学模型。‎ 解析：(1)“J”型曲线中的增长率为定值，图中阴影部分表示环境阻力使生物减少的数量，这种变化可使该种群的基因频率发生改变，进而导致生物进化。‎ ‎(2)甲曲线是一个生物小组对一支试管中酵母菌培养液中的酵母菌数量统计后绘制成的曲线，则a点之后引起酵母菌数量下降的主要因素是营养物质的减少。在统计酵母菌数量时应采取的方法是抽样检测法(血细胞计数板法)。将酵母菌数量的变化绘制成曲线，这种研究方法属于构建数学模型。‎ ‎1．种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率及迁入率与迁出率，其中种群密度是种群最基本的数量特征。‎ ‎2．直接决定种群密度的是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，年龄组成是预测种群数量变化趋势的依据。‎ ‎3．“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。其特点是种群的数量每年以一定的倍数(λ倍)增长(数学模型：Nt＝N0·λt)。‎ ‎4．“S”型增长曲线成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。‎ ‎5．在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。‎ ‎6．渔业捕捞中，让鱼的种群数量维持在K/2的原因是：K ‎/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。‎ ‎ ‎ 种群数量≠种群密度：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。‎ ‎ ‎ 年龄组成为稳定型的种群，其种群数量不一定保持稳定，因为出生率和死亡率还与气候、食物等有关。此外，迁入率和迁出率也与种群数量有关。‎ ‎ ‎ 样方法并非只适用于植物种群密度的调查，对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵的种群密度也可用样方法调查。‎ ‎ ‎ ‎“S”型曲线的开始部分≠“J”型曲线：“J”型曲线自始至终都保持指数式增长，而“S”型曲线自始至终都具有环境阻力，因此不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线，只能说比较接近。‎ ‎ ‎ 环境容纳量≠种群所能达到的最大数量：环境容纳量是指环境所能维持的种群的最大数量；种群能达到的最大值是种群在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，大于环境容纳量。‎ ‎ 种群增长率≠增长速率 ‎(1)增长率＝一定时间内增长的数量/初始数量。‎ ‎(2)增长速率＝一定时间内增长的数量/时间。‎ ‎(3)“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率变化曲线 ‎1．(2019·全国卷Ⅰ)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3 h、10 h、23 h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是 (　D　)‎ A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物 B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同 ‎ C．在培养到23 h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的 D．培养基更新时间间隔为23 h时，种群增长不会出现“J”型增长阶段 解析：细菌甲是异养生物，通过分解培养基中的有机物获得无机物，给自身提供养分，A正确；更换培养基，为细菌提供了新的营养物质并除去了代谢废物，因此，培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同，B正确；根据题图可知，在23 h前，a组细菌甲的生长曲线呈现“J”型增长，说明a组培养基中资源和空间充足，C正确；由题图曲线可知，培养基更新时间间隔为23 h时，种群在早期会出现“J”型增长阶段，D错误。故选D。‎ ‎2．(2019·江苏卷)如图是一种酵母通气培养的生长曲线，a、b是相同培养条件下两批次培养的结果，下列叙述合理的是(　B　)‎ A．a批次中可能有大量细菌污染 B．b批次的接种量可能高于a批次 C．t1时两批次都会产生较多的乙醇 D．t2时两批次发酵液中营养物质剩余量相同 解析：由曲线图可知，a、b均呈“S”型增长曲线，二者的K值相同，但由于培养条件不同，二者达到最大细胞密度的时间不相同。a批次若有大量细菌污染，则K值会下降，与题图不符，A错误；b先达到K值，可能是接种量高于a，B正确；图中曲线是在通气的条件下绘制，t1时种群增长速率最大，说明此时氧气充足，酒精发酵需要在无氧条件下进行，故此时产生的酒精很少或几乎没有，C错误；t2时，a、b均达到K值，但由于b条件下酵母菌数量首先达到K值，故消耗的营养物质较多，则营养物质的剩余量相对较少，D错误。故选B。‎ ‎3．(2019·浙江4月选考)下列关于环境容纳量的叙述，错误的是(　B　)‎ A．种群数量在K/2时增长最快 B．同一群落各种群的环境容纳量是相同的 C．环境容纳量会随着环境条件的改变而改变 D．环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度 解析：在实际环境中，种群的增长呈逻辑斯蒂增长，种群数量在K/2时增长最快，A选项正确；同一群落内，不同物种在同一环境中的环境容纳量是不同的，B选项错误；环境容纳量会受到环境的影响，随环境条件的改变而改变，C选项正确；在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动，故环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度，D选项正确。‎ ‎4．(2018·全国卷Ⅰ)‎ 种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是(　D　)‎ A．种群的“S”型增长是受资源因素限制而呈现的结果 B．某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约 C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同 D．培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱 解析：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，种群密度就会制约种群数量增长，A、B正确；当鱼塘中某种鱼的密度高于或低于最适密度时，单位水体该鱼的产量均会下降，即鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同，C正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，随种群密度的增加，密度对种群增长的制约作用逐渐增强，D错误。‎ ‎5．(2018·江苏卷)由于农田的存在，某种松鼠被分隔在若干森林斑块中。人工生态通道可以起到将森林斑块彼此连接起来的作用。下列叙述正确的是(　B　)‎ A．农田的存在，增加了松鼠的活动空间 B．生态通道有利于保护该种松鼠遗传多样性 C．不同森林斑块中的松鼠属于不同种群，存在生殖隔离 D．林木密度相同的不同斑块中松鼠的种群密度相同 解析：据题干“某种松鼠”可知，不同森林斑块中的松鼠属于同一物种，不存在生殖隔离，C项错误；据题干“由于农田的存在，某种松鼠被分隔在若干森林斑块中”可知，农田的存在，减少了松鼠的活动空间，A项错误；据“人工生态通道可以起到将森林斑块彼此连接起来的作用”可知，生态通道有利于保护该种松鼠遗传多样性，B项正确；林木密度相同而斑块不同时，松鼠的种群密度可能不同，D项错误。‎ ‎6．(2017·全国卷Ⅰ)‎ 假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是(　D　)‎ A．甲点对应的种群数量　　　 B．乙点对应的种群数量 C．丙点对应的种群数量 D．丁点对应的种群数量 解析：在由甲点到丙点时，种群数量的增长率上升，种群数量在增长；丁点时种群增长率虽然下降，但种群增长率仍然大于0，种群数量仍然在增加，在该点时开始捕获，使得种群数量降低到时，种群增长率达到最大，更新能力更强，可实现持续发展。‎ ‎7．(2017·全国卷Ⅱ)某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是(　B　)‎ A．将样方内的个体进行标记后再计数 B．进行随机取样，适当扩大样方的面积 C．采用等距取样法，适当减少样方数量 D．采用五点取样法，适当缩小样方面积 解析：样方法调查种群密度的关键就是随机取样，取样方法有等距取样法和五点取样法两种，计数时无需标记即可直接计数；若种群个体数量过少，则应适当增加样方面积。‎ ‎8．(2016·全国卷Ⅱ)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是(　C　)‎ A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度 D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 解析：A项表述的是逐个计数法，不是样方法，A错误；计数所有样方内蒲公英总数，再除以甲地面积，求得的甲地蒲公英的种群密度较正常数值偏低，B错误；随机取样后，应先计算出每个样方中蒲公英的密度，再求出所有样方蒲公英密度的平均值，C正确；D项得出的是甲地蒲公英的总数，不是种群密度，D错误。‎ ‎9．(2019·全国卷Ⅲ)回答下列与种群数量有关的问题。‎ ‎(1)将某种单细胞菌接种到装有10 mL液体培养基(培养基M)的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为S型，且种群数量为a/2时，种群增长最快。‎ ‎(2)若将该种菌接种在5 mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量(K值)减小(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是K值是由环境资源量决定的，与接种量无关。‎ 解析：(1)“J”型曲线中种群数量呈指数增长，没有峰值。“S”型曲线中，由于环境阻力(培养液有限、试管体积有限)，种群数量先增加后不变，该单细胞菌数量达到a时不变，即为K值，故该种群的增长曲线为“S”型，种群数量为K/2即a/2时，增长速率最快；达到K值时，增长速率为0。‎ ‎(2)若把上述单细胞菌接种到含5 mL培养基M的试管中，由于培养液减少，营养物质减少，故该菌的K值会出现下降。若该菌的接种量增大一倍，则会较快达到K值，但由于培养液量不变，K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，故K值不变。‎ ‎10．(2017·全国卷Ⅱ)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈J型。‎ ‎(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是苗圃中山鼠种群中个体的迁出。‎ ‎(3)理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是捕食。‎ ‎(4)通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄结构等。那么，种群的年龄结构是指种群中各年龄期的个体在种群中所占的比例。‎ 解析：(1)在资源不受限制的理想条件下，种群数量呈“J”型增长。‎ ‎(2)在鼠害较为严重的林场局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后，山鼠种群数量下降与药物引起的死亡率升高有关，同时山鼠种群中部分个体迁出苗圃也会导致山鼠种群数量下降。‎ ‎(3)天敌和山鼠之间是捕食关系。‎ ‎(4)种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例，分为增长型、稳定型和衰退型。‎