高中苏教版 (2019)第一章 种群第二节 影响种群特征的生态因子习题

课后素养落实(二)　种群数量变化的数学模型

(建议用时：40分钟)

题组一　种群的“J”型增长和“S”型增长

1．经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率以0.2保持不变，则第三年该种群数量为(　　)

A．1.2 N0　　　　　 B．1.44 N0

C．2.2 N0 D．3.6 N0

B　[由增长率数值0.2可求得λ＝1＋0.2＝1.2，则第三年该种群数量为：N0·(1.2)2＝1.44 N0。]

2．(多选)下列有关种群“J”型增长的叙述，正确的是(　　)

A．“J”型增长的种群都无K值

B．“J”型增长的种群生存条件是有限的

C．自然界中绝大多数种群呈“J”型增长

D．“J”型增长的种群个体数一定不断增加

AD　[“J”型曲线没有最大值，A项正确；“J”型增长是在理想条件下进行的，种群的生存条件是无限的，B项错误；由于自然界中的资源和空间有限，故大多数种群呈“S”型增长，C项错误；“J”型增长由于空间和资源无限，种群个体数一直增加，D项正确。]

3．在海南国际旅游岛的建设过程中，生态恢复是一项重要工程。在恢复生态系统中的某一濒危物种时，我们希望该物种的种群数量增长曲线是(　　)

A　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　D

C　[在恢复生态系统中的某一濒危物种时，因为自然界的资源和空间是有限的，所以某一濒危物种的种群数量增长曲线应为“S”型，C选项正确。]

4．假设在某草原上散养的某种家畜的种群呈“S”型增长，该种群的增长速率随时间的变化趋势如下图所示。下列叙述，不正确的是(　　)

A．种群增长速率为甲时，该家畜种群的年龄结构为增长型

B．种群增长速率为乙时，该家畜种群的数量达到最大值

C．若要持续尽可能多地收获该家畜，可以在丙点时适当捕获

D．种群增长速率为丁时，对应的种群数量可随环境的变化而发生变化

B　[种群增长速率为甲时，该家畜种群的数量处于增加状态，说明该种群的年龄结构为增长型，A正确；乙表示该种群的最大增长速率，该家畜种群的增长速率为乙时，该家畜种群的数量为，B错误；收获该家畜的最佳时间是超过(如丙点)时，这样收获后，可使其种群数量降至，以保持最大的增长速率，可持续地收获该家畜，C正确；种群增长速率为丁时，对应的种群数量(K值)可随环境的变化而发生变化，D正确。]

5．如图所示为某种群数量增长曲线，下列关于各阶段种群数量变化的叙述，错误的是(　　)

A．第1阶段种群数量缓慢增长

B．第2阶段种群增长速率先快后慢

C．第3阶段种群数量缓慢增长，接近K值

D．第4阶段种群数量在K值上下波动

C　[第1阶段种群增长速率较低，种群数量增长缓慢，A正确；第2阶段种群增长速率先快后慢，在K/2时种群增长速率最大，B正确；第3阶段种群数量超过了K值，种群数量先上升后下降，C错误；第4阶段种群数量在K值上下波动，D正确。]

6．如图表示某种群迁入该生态系统一段时间内，种群增长率和时间的关系。以下说法正确的是(　　)

A．由图可知，种群密度在第50年时，达到种群的环境容纳量(K值)

B．在10～30年，种内斗争变化趋势是逐渐增强

C．该种群的出生率和迁入率决定λ值的大小

D．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

B　[当λ＝1时，种群数量稳定不变，年龄结构为稳定型；当λ<1时，种群数量下降，年龄结构为衰退型；当λ>1时，种群数量增加，年龄结构为增长型。由图可知，种群密度在约第40年时，达到种群的环境容纳量(K值)，A错误；在10～30年，λ>1，种群数量不断增加，导致种内斗争变化趋势逐渐增强，B正确；λ值的大小受多种因素的影响，如出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄结构等，C错误；在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是出生率和死亡率，D错误。]

7．请根据如图所示“种群生长”的坐标曲线，回答下列有关问题：

(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。

(2)自然界中种群增长曲线表现为图中的曲线________。

(3)按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中曲线________，若地球环境对人类种群的容纳量(K)为110亿，则全球人口的最适数量为________。若出现cd段则表明人口出现了负增长。

(4)太湖蓝细菌事件使太湖美的形象大打折扣，若此图表示太湖蓝细菌增长曲线，当种群数量达到________点后，增长速率为0。

(5)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]　(1)外来物种由于条件适宜往往呈“J”型曲线疯狂增长。(2)(3)自然情况下，种群数量的增长呈“S”型曲线增长，人口增长也不例外，其主要原因是生存条件有限。在K/2值时，种群保持最大的增长速率，所以如果全球的人口环境容纳量为110亿，则最适人口数量为55亿。(4)(5)当种群数量达到f点后，出生率＝死亡率，即增长速率为0，而种群数量达到e点时，种群增长速率最大，对于狩猎或海洋捕捞作业具有重要的指导意义。

[答案]　(1)Ⅰ　(2)Ⅱ　(3)Ⅱ　55亿　(4)f  (5)e　e点时种群数量的增长速率最大

题组二　探究培养液中酵母菌种群数量的变化

8．如图表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化，关于酵母细胞数量的叙述，正确的是(　　)

A．种内竞争导致初始阶段增长缓慢

B．可用数学模型Nt＝N0λt表示

C．可用样方法计数

D．K值约为120 000个

D　[种群数量在初始阶段增长缓慢的原因是种群刚迁入新环境中需要适应一段时间，此时营养物质及空间资源充足，A错误；由题图可知酵母种群数量呈“S”型曲线增长，数学模型Nt＝N0λt表示“J”型增长曲线，B错误；应利用血细胞计数板采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数，C错误；在10 mL培养体系中培养到50 h后，种群数量维持相对稳定，K值约为120 000个，D正确。]

9．(多选)有关探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验，叙述正确的是(　　)

A．改变培养液的pH值影响K值(环境容纳量)大小

B．用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化

C．取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数

D．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素

AD　[养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素，pH变化影响微生物的生长；样方法是调查植物种群密度的方法；对酵母菌计数时先将盖玻片盖在计数板上，用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，多余的培养液用滤纸吸去；片刻后，待酵母菌沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，运用样方法计数小方格内的酵母菌数量，求平均值，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数的操作方法错误。]

10．下列关于探究酵母菌种群数量变化规律的实验的叙述，正确的是(　　)

A．已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下稀释10倍的培养液的厚度为0.1 mm。计数一个方格内的酵母菌数为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个

B．对于位于方格边界线上的酵母菌，应计数四条边及其顶角上的酵母菌

C．用血细胞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

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

A　[10 mL培养液中酵母菌的总数约为103×10×10×M÷(2×2×0.1)＝2.5M×105(个)，A正确；在统计血细胞计数板方格内的酵母菌数量时，对于位于方格边界线上的只计数相邻两边及其顶角上的酵母菌，B错误；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，C错误；该实验在时间上形成前后自身对照，不需要单独设置对照组，D错误。]

11．将酵母菌分为a、b、c、d四组，在相同容积的培养瓶中用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。请据图回答下列问题。

酵母菌种群增长的曲线

(1)该实验实际上是研究________________对酵母菌种群数量增长的影响。请分析a组能否沿此趋势无限延伸？________。简述原因是________________

_________________________________________________________________。

(2)随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母菌种群的增长速率趋于降低，其可能的限制因素是__________________________________________________

___________________________________________________________________。

[解析]　(1)探究酵母菌的种群数量变化实验，研究的是在不同环境条件下种群数量的变化；环境条件包括培养基的营养条件和培养的温度、pH等。由于培养基提供的营养和培养瓶的空间是有限的，所以会导致种群数量的增长停止。(2)由于更换培养液的时间间隔的延长造成的种群增长速率下降，说明原因是培养基的问题，营养物质不足、有害代谢产物没有及时排除。

[答案]　(1)环境因素(营养物质浓度或代谢废物的浓度或pH变化等合理答案即可)　不能　因为空间是有限的　(2)营养物质不足、有害代谢产物没有及时排除

12．科研人员用模型构建的方法研究某个种群数量的变化时，绘制出λ图，图中的λ＝。下列有关说法正确的是(　　)

A．2008年～2010年，λ保持不变，说明种群数量没有发生变化

B．2010年～2015年，该种群数量先增大后减小

C．根据图中数据，不能确定相应环境对这个种群的环境容纳量

D．该图直观地反应出种群数量的增长趋势，是一种概念模型

C　[2008年～2010年，λ保持不变，但是λ>1，种群数量增加，A错误；2010年～2015年，λ先增大后减小，但是始终大于1，该种群数量持续增加，B错误；该图直观地反应出种群数量的增长趋势，是一种数学模型，D错误。]

13．(多选)如图表示有限环境中某一种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是(　　)

A．K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值

B．在K值时，种群的增长速率最大

C．如果不考虑迁入和迁出等其他因素，在K值时出生率等于死亡率

D．假设该图表示鱼的种群数量变化趋势，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量

AC　[K值为环境容纳量，其含义为一定的环境条件所能维持的种群数量的最大值，A正确；K值时种群数量最大，此时种群增长速率为0，即不考虑迁入和迁出等其他因素时，出生率等于死亡率，B错误、C正确；K/2时，种群增长速率最大，在鱼群数量超过K/2时捕捞，并使剩余数量维持在K/2的水平，才可获得持续高产，D错误。]

14．某学习小组根据“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，利用不同浓度的葡萄糖溶液培养酵母菌，结果如图所示，请分析回答下列问题：

(1)估算培养液中酵母菌的总数可以采用__________法，吸出培养液计数之前，将盛培养液的试管轻轻振荡几次，目的是使________________________，便于估算。

(2)酵母菌在不同浓度的葡萄糖溶液中，种群增长速率的变化都是__________；图中__________浓度的培养液中种群的K值最大。

(3)酿酒和做面包都需要酵母菌，当酵母菌数量为__________时，最适宜分离获得菌种；K值之后，种群数量减少的原因主要是________________________

____________________________________________________________________。

[解析]　(1)对酵母菌进行计数可采用抽样检测法，从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次，目的是使酵母菌分布均匀。(2)由图可知，酵母菌在不同浓度的葡萄糖溶液中，种群增长速率的变化都是先增大后减小。图中10%葡萄糖溶液中种群的K值最大。(3)由图可知，酵母菌数量在K/2时，其增长速率最大，酿酒和做面包需要以酵母菌做菌种时，最适宜分离获得菌种的条件为酵母菌数量为K/2时。影响酵母菌种群数量变化的主要因素有培养液中的成分、pH、温度等。

[答案]　(1)抽样检测　酵母菌分布均匀

(2)先增大后减小　10%

(3)K/2　代谢产物的积累导致酵母菌繁殖受影响(或营养物质的消耗或pH改变)

15．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(　　)

图甲　　　　　　　　图乙

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

D　[由甲图可知，该岛屿上该种生物的环境容纳量(K值)约为2 000只，A正确；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，B正确；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，C正确；图乙第20年时种群数量最少，D错误。]