高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 影响种群数量变化的因素学案

第3节　影响种群数量变化的因素

[学习目标]

1.通过研究环境因素、种内关系及种间关系,明确影响种群数量变化的因素。

2.通过研究影响种群数量变化的生物因素和非生物因素,认同种群研究的重要社会意义,提升社会责任感。

3.基于对生物学过程中存在因果循环关系的认识,探讨人类活动对种群及环境的影响。

一、非生物因素

1.种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等特征直接决定种群密度,因此,凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。

2.在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。

3.干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高,种群密度降低;动物种群在寻找水源的过程中也常常发生个体的死亡,种群密度下降。而对东亚飞蝗来说,气候干旱正是种群爆发式增长的主要原因。

4.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。

二、生物因素

1.随着种群的增长,种内竞争会加剧,从而使种群的增长受到限制,这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。

2.大草履虫和双小核草履虫在单独培养时,两者的数量都呈“S”形增长;混合培养开始时,两个种群数量也都有增长,但随后双小核草履虫个体数目继续增加,而大草履虫的个体数下降,最后完全消失。说明二者之间的关系是竞争,而且在食物不足时,大草履虫在竞争中占劣势。

3.在自然界,任何一个种群都与其他种群有着密切的关系,其中捕食与被捕食的关系、相互竞争的关系都是十分常见的。除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象,每种动物都需要以其他生物为食。

4.作为宿主的动物被寄生虫寄生,细菌或病毒引起传染病,也会影响种群的出生率和死亡率等特征,进而影响种群的数量变化。

5.一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素;而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。

三、种群研究的应用

1.研究种群的特征和数量变化的规律,在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。

2.在濒危动物的保护方面,能预测种群的数量变化趋势,进而采取合理的保护措施。

3.在渔业上,捕捞量应在K/2左右,有利于持续获得较大的鱼产量,原因是K/2时种群的增长速率最大。

4.在有害生物的防治方面,有效保护或引入天敌生物,有利于将害虫数量控制在较低水平。

1.判断有关“影响种群数量变化的非生物因素”说法的正误。

(1)种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等是决定种群数量的外部因素。(　×　)

(2)同一种非生物因素对不同生物的影响相同。(　×　)

(3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。(　√　)

2.判断有关“影响种群数量变化的生物因素”说法的正误。

(1)大草履虫和双小核草履虫属于同一物种。(　×　)

(2)每种动植物都会被其他某种生物捕食。(　×　)

(3)种群数量的变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响。(　√　)

(4)采用化学和物理方法控制鼠的种群密度效果更好。(　×　)

(5)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。(　×　)

3.判断有关“种群研究的应用”说法的正误。

(1)中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量。(　√　)

(2)鼠害发生时,只通过采用物理和化学的方法控制现存害鼠的种群数量就可以。(　×　)

(3)防治农林害虫时,一味地依赖喷洒农药,既会造成环境污染,又会伤及害虫的天敌。(　√　)

探究点一　非生物因素对种群数量变化的影响

[情境1] 阅读教材P13“思考·讨论”,回答下列问题。

[思考] (1)从情境1中可以看出,影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?

提示:光照强度。

(2)情境1中,在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的有较大差异,这是为什么?

提示:刺儿菜生长需要的光照强度小于一年蓬、加拿大一枝黄花。

(3)除上述因素外,种群数量的变化还受哪些非生物因素影响?

提示:种群数量的变化还受温度和湿度等非生物因素影响。

[情境2] 研究人员调查1928～1977年某灰鹭种群数量变化,结果如下图。

[思考] (1)调查灰鹭种群数量的方法是什么?

提示:标记重捕法。

(2)灰鹭种群1964年后增长曲线是哪种类型?

提示:因为有K值,所以是“S”形增长曲线。

(3)影响灰鹭种群数量变化的主要因素是什么?

提示:温度。

(4)除此之外,还有哪些非生物因素会影响灰鹭种群数量变化?

提示:水分、气候等因素。

[情境3] 芦苇、泽泻等水生植物只能长在浅水或水边;红树、柳树等只能长在水源附近;松、杉、柏等能长在比较干旱处,仙人掌、沙棘等可长在极干旱的沙漠。鸭子、青蛙只可在水中或水源附近活动,而鹰、黄羊、沙鼠等可在干旱的陆地自由活动。

[思考] (1)情境3中不同植物生活在不同的区域,影响其种群密度的主要非生物因素是什么?

提示:主要是水分的含量。

(2)情境3中影响鸭子、青蛙、黄羊等动物的种群密度的非生物因素是什么?除此之外,还有哪些因素影响其种群密度?

提示:水分。除此之外,它们的食物即植物的分布也会影响种群密度。

(3)干旱缺水对种群数量影响是否相同?

提示:不同。干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高。动物种群会因缺少食物及在寻找水源的过程中发生个体死亡。但是对于东亚飞蝗来说,气候干旱会使其种群爆发式增长。

[归纳总结] 有关非生物因素的三点总结

(1)影响种群数量变化的非生物因素有阳光、温度、水分等,影响水生动物种群数量变化的原因还有含氧量等。这些因素都会影响种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等进而影响种群密度。

(2)同一种非生物因素对不同生物的影响不同。

(3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的,种群数量的变化是多种非生物因素共同作用的结果。

[应用] 下列哪种非生物因素对种群数量的调节有影响(　D　)

A.阳光 B.温度

C.气候 D.以上都有影响

解析:阳光、温度以及气候条件等均会对种群数量产生影响,从而调节种群数量。

探究点二　生物因素对种群数量变化的影响

1.种群内部生物因素对种群数量变化的影响

[情境1] 一支试管里的酵母菌,在繁殖多代后,种群数量不再增加,甚至会下降。

[思考] (1)上述情境说明影响酵母菌种群数量的非生物因素有哪些?

提示:营养、生存空间。

(2)影响酵母菌种群数量的生物因素有哪些?

提示:酵母菌的种内竞争。

[归纳总结] 影响种群数量变化的内部生物因素除了种内竞争,还有种内互助,例如蚂蚁、蜜蜂等的种内互助。

2.种群外部生物因素对种群数量变化的影响

[情境2] 生态学家选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验:取相等数目的双小核草履虫和大草履虫,用一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养,这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。单独培养和混合培养时曲线图如下图所示:

[思考] (1)两种草履虫混合培养时种群个体数量发生怎样的动态变化?

提示:相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。

(2)这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质,这能够说明什么?

提示:混合培养时由于这两种草履虫具有相似的生活习性(二者以同一种杆菌为食),随着两种草履虫数量的增加,相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质,进一步证明了该实验结果源于两种草履虫争夺资源,这就是竞争。

(3)请尝试列举类似大草履虫和双小核草履虫的竞争关系。

提示:大象与狮子争夺水源、水稻与稗草竞争阳光及土壤中的营养等。

(4)竞争对种群数量的影响是什么?

提示:竞争的结果常表现为相互抑制,例如水稻和稗草;有时表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡,例如大草履虫和双小核草履虫。

[情境3] 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。经过90多年的调查研究,猞猁和雪兔种群数量变化如下:

[思考] (1)用90多年的调查研究结果分析猞猁和雪兔种群数量的波动情况,你能发现什么规律?

提示:猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如,从1845年到1855年间,猞猁数量的增加导致雪兔减少;而雪兔的减少,又会造成猞猁减少,之后雪兔又大量增加。这就是猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性。可概括表示为“先增加者先减少,后增加者后减少”。

(2)猞猁和雪兔的种间关系是什么?

提示:捕食。

(3)除猞猁外,影响雪兔种群数量变化的还有其他因素吗?

提示:影响雪兔种群数量变化的因素还有雪兔的食物、传染病等。

(4)捕食者对被捕食者的意义是什么?

提示:捕食者与被捕食者的关系是在漫长的进化过程中形成的,被捕食的往往是体弱患病的或遗传特性较差的个体,从而防止了疾病的传播和不利遗传因素的延续。

[情境4] 冬虫夏草是一种名贵中药。蝙蝠蛾的幼虫被真菌侵入体内,菌丝逐渐充满虫体,变为菌核使虫体的组织破坏,残留外皮。夏季菌核萌发,从幼虫的口或头部长出有柄的子座,似直立小草。

[思考] (1)这种真菌和幼虫的关系是什么?

提示:寄生。

(2)寄生者会不会影响寄主种群数量的变化?

提示:会,寄生者导致寄主生病甚至死亡,即寄主的环境适应能力相应下降,寄生者只是不直接导致寄主死亡,却仍对寄主有所伤害。

[归纳总结] 有关生物因素的两点总结

(1)当被捕食者数量增加,捕食者数量也会增加;当捕食者数量增加时,需要捕食的食物增多,又会使被捕食者数量减少,所以捕食者和被捕食者种群数量的变化互为因果,是循环因果关系。捕食者和被捕食者种群数量变化呈同步周期性。可概括表示为“先增加者先减少,后增加者后减少”。例如:在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟类由于食物丰富,数量也会增多,这样,害虫种群的增长就会受到抑制。

(2)生物因素和非生物因素是种群数量变化的外因,都是通过种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率起作用的。出生率和死亡率、迁入率和迁出率就是影响种群数量变化的内因。只有影响种群数量内因的生物因素和非生物因素才会影响种群数量。

[应用] 从生物种间关系角度看,下列谚语或古诗中表现为种间竞争关系的是(　B　)

A.螳螂捕蝉,黄雀在后

B.种豆南山下,草盛豆苗稀

C.春色满园关不住,一枝红杏出墙来

D.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开

解析:“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了种群间捕食关系;“种豆南山下,草盛豆苗稀”体现了杂草和大豆之间的竞争关系;“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”体现了植物的向光性;随海拔升高,温度降低,“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”体现了温度对植物开花的影响。

探究点三　种群研究的应用

[情境] ①东北豹是我国一级保护动物,2015年,科学家基于长期的野外观测查明:在我国东北长白山北部地区,共监测到东北豹42只,其中,幼体2只,雌性和雄性的成体分别为21只和17只,未能判断性别的成体2只。

②渔业生产中,要求渔网的孔眼必须达到一定大小,否则会影响来年鱼的产量。

③某地农业部门建议在棉花栽培中可以利用赤眼蜂来防治棉铃虫。赤眼蜂产卵在棉铃虫的卵内,赤眼蜂的幼虫以棉铃虫卵里的营养物质为食物,因而使棉铃虫的卵不能孵化。放养棉铃虫的天敌——赤眼蜂虽不能彻底消灭棉铃虫,但是能将棉铃虫的种群数量控制在较低的水平。

[思考] (1)保护东北豹可采取哪些措施?

提示:对于濒危动物保护采取一系列的措施,如全面禁猎、禁止商业性砍伐林木、建立自然保护区、国家公园等。

(2)渔网的孔眼必须达到一定大小,原因是什么?从种群特征的角度分析。

提示:使较小的幼鱼不被捕获,以确保捕捞后的鱼群中幼鱼占多数,年龄结构为增长型。

(3)棉铃虫和赤眼蜂的关系是什么?

提示:寄生。

(4)研究种群的特征和数量变化的规律,有什么意义?

提示:在野生生物资源的保护和利用、有害生物的防治等方面有重要意义。

[归纳总结] 农业生产可以将生物间的寄生和捕食关系用于生物防治,如我国用七星瓢虫防治蚜虫和用灰喜鹊防治松毛虫等。生物防治与化学防治相比的优点是利用寄生和捕食关系来防治农林害虫,这样可以减少环境污染、害虫抗药性,而且对害虫的天敌没有毒害作用,对于维持生态系统的稳定有重要意义。

[应用] 研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素,对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有着重要意义。下列有关说法正确的是(　A　)

A.采取措施降低环境容纳量,能从根本上限制有害动物的种群数量

B.消灭捕食者,引入被捕食者是保护濒危动物的根本措施

C.在田鼠种群数量达到K/2时进行防治,消耗的防治成本最低

D.鱼类养殖中,在接近K/2时进行捕捞有利于鱼类的可持续增产

解析:采取措施如减少其食物来源,增加其天敌的数量,破坏其栖息环境等,降低环境容纳量,能从根本上限制有害动物的种群数量增长;建立自然保护区,给濒危动物创造更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护濒危动物的根本措施;在种群数量达到K/2前防治,防治成本最低;鱼类养殖过程中,捕捞后的剩余量接近于K/2时,有利于鱼类资源的可持续增产。

课堂小结

随堂反馈

1.判断下列有关影响种群数量变化的生物因素的表述是否正确。

(1)某林场中繁殖力极强的老鼠种群数量的增长会受密度制约。(　√　)

(2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量。(　×　)

(3)捕食会使某一物种灭绝。(　×　)

2.为保护美洲某草原的鹿群,自1907年开始人工捕猎美洲狮和狼。若干年后,鹿种群的数量变化如图所示。以下分析不正确的是(　B　)

A.1905年前,鹿的数量保持在4 000头左右主要是有捕食者

B.1925年前后,该区域内鹿种群的K值是保持在100 000头

C.1927年后,鹿的数量迅速减少的主要原因是草场被破坏

D.鹿、美洲狮、狼等在该生态系统中相互依存、相互制约

解析:1905年前,由于有天敌美洲狮和狼等捕食者的存在,鹿的数量被抑制在4 000头左右;1925年前后,鹿种群数量约100 000头,由于种群种内斗争剧烈,导致种群下降并稳定至4 000头左右,可见环境容纳量(即K值)并非100 000头左右;由于草场连续7年损耗,食物减少,导致1927年后鹿的数量迅速减少;鹿和美洲狮、狼是捕食关系,美洲狮和狼是竞争关系,它们在该生态系统中相互依存、相互制约,维持生态系统相对稳定。

3.下图中曲线Ⅰ表示某种群的出生率,曲线Ⅱ表示其死亡率。则(　C　)

A.种群在c点之前呈“J”形曲线增长,c点之后呈“S”形曲线增长

B.种群数量增长最快的时期是a点对应的时期

C.c点时此种群的个体总数达到环境容纳量

D.曲线表明种群数量变化受食物的影响

解析:由图可知,随着时间的变化种群死亡率逐渐升高,出生率逐渐下降,c点时出生率等于死亡率,说明此种群的个体总数在c点之前呈现增长趋势,c点之后呈现下降趋势,种群数量增长最快的时期位于a点之前;从曲线中不能得出种群数量变化受食物影响的结论。

4.(不定项选择)如图甲表示某一经济鱼类的种群特征,图乙是某时期该鱼类种群的年龄结构曲线,下列分析错误的是(　ABC　)

A.图乙为c点后该经济鱼类年龄结构曲线

B.在b点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量

C.估算一个种群的出生率和死亡率,即可确定种群密度的大小

D.d点时种群数量达到最大值

解析:根据图乙曲线分析可知,幼年个体较少,而老年个体较多,年龄结构为衰退型,种群的出生率小于死亡率,而c点以后该鱼类种群的出生率仍然大于死亡率,应为增长型;b点时种群的增长速率最大,种群数量接近K/2,此时捕捞可以使种群迅速恢复,但不会获得最大日捕获量;出生率和死亡率直接影响种群数量变化,但不能确定种群密度的大小;d点时种群的出生率和死亡率相等,此时种群达到K值,种群数量达到最大值。

5.一种当地从未发现有分布的新杂草出现在某农田生态系统中,挤占了原有的杂草的生存空间而成为主要的杂草种类,对农作物造成了危害。回答下列问题。

(1)当新杂草种群密度处于较长期的相对稳定阶段,表明其种群数量已达到了　　　　;若连续阴雨和低温的气候变化使该杂草种群数量明显下降,这种影响种群数量的因素属于　　　　制约因素,该因素对种群的作用强度与该种群的密度有无关系?　　　　。 

(2)农作物要正常生长,仅有光照是不够的,还需要适宜的温度、水分、无机盐等条件,这说明了 

　。 

解析:(1)当新杂草种群密度处于较长期的相对稳定阶段,说明其种群数量已经达到环境容纳量(K值)。气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,被称为非密度制约因素。

(2)光照、温度、水分、无机盐等属于影响种群数量变化的非生物因素,农作物要正常生长,这些环境条件都是必不可少的,说明非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的。

答案:(1)环境容纳量(K值)　非密度　无关

(2)非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的

课时作业

一、单项选择题

1.环境影响生物的生存,环境因子的变化必然影响着生态系统各种群数量的变化。如图表示环境变化前(Ⅰ,以表示)某生物群落中各种群数量情况,若环境因子由Ⅰ转变为Ⅱ(Ⅱ以表示)后,四个种群数量比例最可能是(　C　)

解析:a、b较适宜变化前的环境,c、d较适宜变化后的环境,所以Ⅰ→Ⅱ过程a、b减少,c、d增加。

2.如图中的实线表示某岛屿上鹿的种群数量随时间的变化情况。下列有关分析错误的是(　A　)

A.该环境中鹿群的K值始终恒定不变

B.c点时鹿群的出生率约等于死亡率

C.a点时的增长率小于d点时的增长率

D.cd段时间内可能有较多的捕食者

解析:由图可知,鹿的种群数量K值在不停地变动,且在一定范围内波动;c点时鹿的种群数量达到最大值,不再增加,出生率约等于死亡率;

a点之后鹿的种群数量下降,出生率小于死亡率,d点之后鹿的种群数量上升,出生率大于死亡率,所以a点时的增长率小于d点时的增长率;cd段可能有较多的捕食者使鹿的种群数量下降。

3.科研人员对某生物进行研究,得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化,如图所示,请据图判断下列说法中,不正确的是(　A　)

A.鱼类捕捞中在d点时进行捕捞最有利

B.d点表示种群密度最大

C.b点表示种群的增长速率最大

D.从O点到d点,种内斗争越来越激烈

解析:d点时种群的出生率等于死亡率,种群数量达到K值,d点时进行捕捞,不能充分利用海洋资源,故d点不是最佳捕捞点,b点时种群增长速率最大,鱼类捕捞中应使种群数量维持在K/2左右,从O点到d点,种群密度越来越大,种内斗争越来越激烈。

4.社鼠是主要生活在山地环境中的植食性鼠类。下列有关叙述正确的是(　A　)

A.社鼠与其天敌黄鼬的种群数量波动是不同步的

B.社鼠的种群数量总是处在环境容纳量之下

C.生活一段时间后,社鼠种群就会从增长型转变为衰退型

D.在食物十分充足的条件下,社鼠的种群数量一定呈“J”形增长

解析:社鼠与其天敌黄鼬之间是捕食关系,它们的种群数量波动有先后;社鼠的种群数量可能会短时间超过环境容纳量;生活一段时间后社鼠种群就会从增长型变为稳定型;仅仅食物充足,社鼠的种群数量不一定会呈“J”形增长,还要考虑生存空间、天敌等情况。

5.影响种群数量变化的因素分两类,一类是密度制约因素,即影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等;另一类是非密度制约因素,即影响程度与种群密度无关的因素,如气温、气候以及火灾等。下列有关说法不正确的是(　C　)

A.天敌对猎物的影响属于密度制约因素

B.遭遇寒流时,某昆虫种群数量越多,死亡数就越多,寒流是非密度制约因素

C.密度制约因素对种群数量的影响不存在反馈调节

D.同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大

解析:猎物种群密度越大,越容易被天敌捕食,所以天敌对猎物的影响属于密度制约因素;寒流属于环境因素,影响程度与种群密度无关,属于非密度制约因素;密度制约因素对种群数量变化的影响是通过反馈调节而实现的,如最初食物充足,随着种群数量增加,造成食物逐渐不足,致使种群数量减少;同样是缺少食物,种群密度越高,种内斗争越激烈,该种群受食物短缺的影响就越大。

6.假设某种群的K值为200,如图表示该种群的(K值-种群数量)/K值与种群数量的关系。下列分析错误的是(　A　)

A.图中S1所对应的种群增长速率最大

B.若该种群为海洋中的某种鱼,在S3左右捕鱼有利于持续获得较大的鱼产量

C.若该种群为农田中的东亚飞蝗,则对其防治越早越好

D.若该种群的栖息地遭到破坏,其K值会减小

解析:种群增长速率最大的是在种群数量为K/2时,此时(K值-种群数量)/K值=0.5,即S3时种群增长速率最大。

7.如图表示某物种迁入新环境后,种群数量增长速率(平均值)随时间(单位:年)的变化关系。经调查在第5年时该种群的种群数量为

200只。下列有关叙述正确的是(　B　)

A.由图可知,该物种迁入新环境后,其种群数量一直呈“J”形增长

B.理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只

C.导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降、种群数量减少的原因主要包括天敌、生活空间和资源等

D.如果该种群为东方田鼠,则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患

解析:图示时间内种群数量呈“S”形增长(但未达到K值);由于第5年时该种群数量为200只,等于K/2,故理论上K值(环境容纳量)为400只;本题中的柱状图表示的是种群数量增长速率与时间的关系,第1～5年种群数量增长速率不断增大,种群数量增加得越来越快;第5年时种群数量增长速率最大,此时种群数量增加最快;第5～9年种群数量增长速率虽然逐渐减小,种群数量增加得越来越慢,但依然在增多;防治鼠患时,若将其数量控制在K/2左右,则鼠种群具有最大的增长速率,很快就会恢复到较大的数量,所以应将其数量控制在200只以下。

8.如图反映了种群密度变化与环境因素的关系,据图分析错误的是(　C　)

A.若环境条件稳定,持续时间长,则足以使一种生物被竞争排除或发生生态位变化

B.若环境条件频繁变化,则常常不出现因竞争而被排除现象

C.海洋和湖泊中浮游植物种类繁多,这是因为这些水体的环境因素较为稳定

D.自然群落中的竞争排除现象是有限的,这是因为自然环境总是不断变化的

解析:由图可知,在频繁变化的环境中,常常不出现因为竞争而被排除现象,若水体的环境因素较为稳定,则容易发生因竞争而被排除现象。

二、非选择题

9.请根据如图所示“种群增长”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　　　符合马缨丹初期疯狂蔓延趋势。这充分体现了达尔文自然选择学说中的生物　　　　　　　的特性。

(2)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值)为110亿,则全球人口的最适数量为　　　　　。

(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　                    

                                              　。

(4)若图中曲线Ⅱ表示某地老鼠种群数量变化,如果灭鼠时只采用毒饵诱杀的办法,则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:(1)马缨丹引种到夏威夷后,在初期疯狂蔓延,体现了生物过度繁殖的特性,此阶段的种群数量变化可看作是“J”形增长,如曲线Ⅰ所示。

(2)由于地球的资源和空间是有限的,所以世界人口增长应该表现为“S”形增长,如图中曲线Ⅱ所示。种群数量在K/2时,资源和空间比较充足,K/2是种群发展的最适数量,所以全世界人口的最适数量为110亿/2=55亿。

(3)由于e点时种群数量的增长速率最大,所以狩猎或海洋捕捞作业时,应把握在e点后进行。

(4)有效控制有害动物数量的关键措施是增加其生存环境阻力,从而降低其环境容纳量,可从食物来源、生活场所、天敌等方面采取相应措施。

答案:(1)Ⅰ　过度繁殖　(2)Ⅱ　55亿　(3)e　e点时种群数量的增长速率最大　(4)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

10.某学校研究性学习小组选用了两种形态和习性上很接近的原生动物进行以下实验,各取10只原生动物A和B,以同一种杆菌为饲料,分别放在相同容积的容器中单独培养,种群数量随时间变化情况如下表。

请分析数据,回答下列问题。

(1)原生动物A单独培养6 d后,种群数量趋于稳定,生态学上称此数量为　                 。

(2)由实验数据可以看出,单独培养时,A、B种群增长都属于　　　　　形增长。 

(3)如果将原生动物A和B放在同一个容器中混合培养,假如有一个种群全部消亡了,那么能够生存下来的种群最可能是　　　　　　　,判断的理由是　　　　　　　　　　　　。但达到稳定状态时,种群数量比单独培养时要　　　　　。

(4)有人提出一种观点:混合培养时,生存下来的生物产生了杀死另一种生物的物质。请你设计一个实验,以证明其观点是否正确,你的实验思路是                                                                          

                                               　。

解析:(1)分析表格中的实验数据,原生动物A单独培养6 d后,种群数量趋于稳定;原生动物B单独培养8 d后,种群数量趋于稳定;生态学上称此数量为环境容纳量或K值。

(2)由实验数据可以看出,单独培养时,A、B种群数量都是由少到多,最后在K值周围波动,说明它们的种群数量增长都属于“S”形增长。

(3)由于原生动物A比B在种群数量达到K值时需要的时间短,且数量多;一旦将其放在同一个容器中混合培养,原生动物A的竞争能力较强,繁殖速率比B快(出生率大),因此A最可能存活下来;由于共同竞争相同的环境资源,在达到稳定状态时,存活的生物种群数量比单独培养时要少。

(4)根据题意,可先单独培养原生动物A,然后用该培养液单独培养原生动物B,观察其数量的变化,即可判断该观点是否正确。

答案:(1)环境容纳量(或K值)　(2)“S”　(3)A

A繁殖速率比B快(出生率大)　少　(4)在其他条件不变的情况下,用单独培养过原生动物A的培养液单独培养原生动物B,观察其数量

变化

三、不定项选择题

11.如图是某种昆虫在双因素影响下的种群数量变化曲线图,以下说法错误的是(　D　)

A.影响种群数量变化的因素除图中所示的非生物因素(温度和湿度)外,还应该有生物因素

B.相对来说,环境温度越高,该昆虫生活所需要的最适相对湿度也越大

C.从图中可知适于该昆虫种群生长、繁殖的最适温度可能在32.5 ℃左右

D.该昆虫在相对湿度为90%和温度为32.5 ℃的条件下,其种群数量变化呈指数方式增长

解析:影响种群数量变化的因素可分为非生物因素和生物因素;由题图可知环境温度在30 ℃、32.5 ℃、35 ℃时出现的峰值对应的相对湿度逐渐增大;图中在32.5 ℃时种群数量最大,偏离该温度种群数量都下降,推测最适温度可能在32.5 ℃左右;由于受到食物、天敌等因素影响,种群数量呈“S”形曲线增长。

12.影响种群个体数量变化的因素很多。有些因素的作用是随种群密度而变化的,这种因素被称为密度制约因素;有些因素虽对种群数量起限制作用,但其作用强度和种群密度无关,被称为非密度制约因素。下列叙述正确的是(　BCD　)

A.遭遇寒流时,某昆虫种群数量越多,死亡数就越多,寒流是密度制约因素

B.森林中,害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动,体现密度制约因素影响种群数量

C.持续38 ℃高温可以引起蚜虫种群数量的急剧下降,高温属于非密度制约因素

D.在“S”形曲线中,随种群密度的增大,种群受食物短缺的影响越大,食物短缺属于密度制约因素

解析:温度等气候因素会影响昆虫种群数量,对种群数量起限制作用,但其作用强度和种群密度无关,故寒流为非密度制约因素。

四、综合探究题

13.东亚飞蝗是一种农业害虫,而蝗灾的爆发更是给农业生产带来巨大损失。请回答下列问题。

(1)春夏时节,田间各种植物种群数量迅速增长,这些植物种群数量的增加除与温度升高有关外,还受到　　　　　　　　等非生物因素的影响,这一实例说明　                                      

                                               　。

(2)蝗虫等动物种群在春夏时节数量增加除与上述非生物因素有关外,食物、天敌等生物因素也是

重要的影响因素。请尝试根据影响种群数量变化的生物因素提出两种可有效防止蝗灾爆发或治理蝗灾的具体方法:                    

                                              　。

(3)下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。曲线a～b段,飞蝗数量呈现爆发式增长,从影响种群数量变化的因素考虑,主要原因可能是　　　　;b～c段,种群增长速率逐渐　　　　,出生率　　   　　(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率;为有效防止蝗灾,应在　　

　　点之前及时进行控制。

解析:(1)春夏时节,气温升高、日照延长、降水增多等因素利于植物种子萌发及生长,多数植物种群数量增加,这说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。(2)影响种群数量变化的生物因素有食物、天敌、竞争者、引起传染病的病菌等,可从不同方面提出具体措施。注意此处要对农作物进行保护,不能引入竞争者来降低蝗虫种群数量。(3)气候干旱是蝗灾爆发的主要原因。图示b～c段种群数量增加,出生率大于死亡率,但种群增长速率不断减小。为有效防止蝗灾,应在b点之前进行控制。

答案:(1)光照、水分(或日照延长、降水增多)

非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的

(2)在蝗虫易爆发区种植蝗虫不喜食的作物,减少蝗虫的食物来源防止蝗灾爆发;引入蝗虫的天敌如鸭等治理蝗灾(合理即可)

(3)气候干旱　减小　大于　b