新高考生物一轮复习精品讲义第25讲 种群与群落(含解析)
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第25讲 种群与群落
考点一 种群的数量特征及种群密度的调查方法
1.种群的概念:种群是指在一定的自然区域内,同种生物的个部个体。理解种群的概念要注意以下几方面:
2.种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、出生率和死亡率、迁人率和迁出率、性别比例等。
(1)种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。
①种群密度的表示方法:D(种群密度)=
②测定种群密度的意义:种群密度反映了种群在一定时期的数量,在农林害虫的监测和预报、渔业捕捞强度的确定等方而有重要意义。
④种群密度的调查方法:样方法、标志重捕法
(2)出生率和死亡率:出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率;死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。对一个自然种群来说,影啊种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率,出生率和死亡率决定了种群的大小和密度。
(3)迁入率和迁出率:对一个种群来说,单位时间内迁入或迁出的个体,占该种群个体总数的比率,分别称为迁入率或迁出率。迁入率和迁出率直接影响种群的数量变动。如果研究一座城市人口的变化,迁入率和迁出率是不可忽视的重要因素。
(4)年龄组成:一个种群中各年龄期的个体数目的比例被称为这个种群的年龄组(结构)。年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。类型有:
出生率>死亡率 | 出生率≈死亡率 | 出生率<死亡率 |
①模式图 |
②统计图 | ③曲线图 | ④柱形图 |
(5)性别比例:性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。性别比例直接影响出生率,间接影响种群密度。
①类型:雌雄相当—多见于高等动物。雌多于雄—多见于人工控制的种群,如奶牛。雄多于雌—多见于营群体生活的昆虫,如蜜蜂、蚂蚁等。
②应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,破坏害虫正常的性别比例,会使该种群的种群密度明显降低。
3.种群的基本特征与种群数量之间的关系
图解及其分析:种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等都可以影响种群的数量。
4.种群的空间特征是指组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局(见下表)。了解种群的空间分布格局对于选择种群密度的调查方法有重要意义。
类型 项目 | 特点 | 原因 | 模式图 | 实例 |
均匀分布 | 种群内个体的分布是等距离的 | 由种群内个体间的激烈竞争引起的 | 浮游植物、森林中的乔木、面粉中的黄粉虫等 | |
随机分布 | 种群内每个个体在任一空间的分布概率相等 | 环境资源分布均匀一致,种群内个体间没有吸引或排斥 | 森林中的无脊椎动物、一些杂草等 | |
集群分布 | 种群内个体的分布很不均匀,常成 群、成簇或 成块地密集 分布 | 环境资源分 布不均匀;植物以母株为中心传播种子;动物的社会行为使其集结成群 | 自然界中的生物多为集群分布 |
5.种群密度的调查方法
(1)样方法:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
①使用范围:植物种群密度调查;某些活动能力弱活动范围小的动物(如蚯蚓、某种昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等)的种群密度调查。
②样方的选取
样方数目的确定:取样多少随调查地段的总体面积而定一般来说。选取的样方越多,求得的种群密度越接近实际情况。
样方大小的确定:视被调查的生物类型而定,一般来说,乔木为100m2,灌木为16m2,草本植物为1m2样方的形状以正方形为宜。
常用的样方选取方法:五点取样法和等距取样法。
a.五点取样法:当被调查的总体为非长方形时,可用此法取样。在总体中,按梅花形取5个样方,每个样方的长和宽要求一致
b.等距取样法:当被调查的总体为长方形时,可用等距取样法取样。先将调查的总体分成若干等份,由抽样比率决定样方距离或间隔,然后按这一距离或间隔等距离选取样方
五点取样法 等距取样法
③方法步骤(以双子叶草本植物种群密度的取样调杳为例)
确定调查对象:根据当地实际情况确定要调查的种群,如蒲公英种群等。
选取样方:选择一个该种群分布较均匀的长方形地块,将其按长度划分成10等份,并在每份的中央划出一个边长为1 m的正方形(样方)
计数:计数每个样方内该种群的个体数量,并记录。
计算种群密度:计算各样方内种群数量的平均值.即为该种群的种群密度的估计值(单位:株m2)
④注意事项
调查时,要选熟悉又容易计数的植物,一般不选从生或蔓生的单子叶值物,而选个体数目容易辨认的双子叶植物。
取样随机:选取样方时,要按要求选取,不能主观随意更换样方位置和面积。所选取的样方必须具有良好的代表性,一般在该种群分布较均匀的地块上选取样方。
样方数目的确定:取样多少随调查地段的总体面积而定。总休面积大,选取的样方数多些;总体面积小,选取的样方数少些。一般地说,选取的样方越多,求得的种群密度越接近实际情况。
样方大小的确定。视被调查的植物类型及种群密度的大小而定。一般地说,个体大、种群密度小的样方宜大些,个体小、种群密度大的样方宜小些。样方面积应选取物种数量达到稳定的最小面积,一般草本为1m×lm;灌木为4m×4m;乔木为10m×10m
计数原则:若有正好长在边界上的个体,应遵循“数上不数下,数左不数右”的原则,计数相邻两边及夹角上的个体。
(2)标志重捕法:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做标记后再放回原来的环境中,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中被标记个体数占重捕个体数的比例,估计种群密度。
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、鱼类和昆虫等动物。
②方法步骤:
确定调查对象
捕获并标记部分个体:在该种群的生存环境中,均匀设置捕获点,捕获一部分个体,对其进行标记并记录个体数(M)后,在原地将其放回。
重捕并记数:一段时间后,在原来的捕获点再次捕获一部分个体并计数总数(n)及其中被标记的个体数(m)
计算种群密度:设该地段全部个体数为N,其中标记数为M,再次捕获个体数为n,再捕中标记数为m,根据总数中标记的比例与重捕样中比例相同的假定,就可以估计出N,即N:M=n:m,N=(M×n)/m。计算公式为: =
标记常用力法:电子标记法、颜色标记法、同位素标记法、标签与符号标记法。
③注意事项
标记方法不能影响动物正常的生长发育和活动。如选用着色标记时,要注意所选色素无害、溶剂无毒;用切趾、剪翅等方法标记动物时,不能影响动物正常的生命活动或者导致其患病、感染等。
标记不能过分醒目。因为过分醒目的个体,在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系,最终有可能改变样本中标记个体的比例而导致结果与实际相差很大。
标记物持续时间不得短于研究时间
在下次取样之前,被标记的动物必须在种群中完全分布均匀,这是进行标志重捕的前提条件。
被研究的种群没有个体迁入或迁出,即使有迁移现象,也是可以测定的。
在研究期间,种群内没有个体出生或死亡,或能够测出种群中出生和死亡个体的数量。
注意说明:对活动能力强、活动范围大的动物进行种群密度调查时,常用标志重捕法。N只是种群数量的估计值。在实际调查中,一些动物被捕捉后将更难捕捉,有些活动能力强的动物可能引起标记物脱落等,所以得到的N值与实际种群密度相比可能会偏大。
考点二 种群的数量变化
1.种群增长曲线比较
项目 | “J”型曲线 | “S”型曲线 |
形成条件 | 理想状态:(1)食物、空间条件充裕;(2)气候适宜;(3)没有敌害、传染病等 | 现实状态:(1)食物、空间有限;(2)各种生态因素综合作用 |
适用范围 | ①实验室条件下; ②一个种群刚迁入到一个新的适宜环境中时 | 一般自然种群的增长 |
实例 | 野兔、环颈雉在引入地繁殖初期 | 高斯实验 |
增长率 | 不变 | 越来越小 |
坐标曲线 | ||
种群增长率曲线 | ||
种群增长速率曲线 | ||
有无K值 | 无K值,种群数量持续增长 | 有K值,种群数量可在K值附近上下波动 |
形成原因 | 无种内斗争,缺少无敌,食物、空间条件允裕,气候适宜 | 种内斗争加剧,捕食者数量增多等 |
曲线比较 | 含义:图中①表示“J”型曲线;②表示“S”型曲线; ③表示K值(环境容纳量);④表示环境阻力(根据自然选择学说,它就是在生存斗争中被淘汰的个体数)。共同点:两者都表示种群数量随时间变化而变化的情况,且都只研究种群数量变化中的增长问题。 |
注意说明:
①增长率≠增长速率:增长率是指在一定时期内,某种群增长的个体数与原种群个体总数的比率,其计算公式为增长率=(本次总数-上次总数)/上次总数×100%。增长速率是指单位时间内增长的数量,其计算公式为增长速率=(本次总数-上次总数)/时间。
②
“J”型曲线的开始部分≠“S”型曲线。“J”型曲线自始至终都保持指数式增长,其增长率不变而增长速率持续增加,而“S”型曲线自始至终具有环境阻力,其增长率持续减小,而增长速率先增加后减小。因此不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。
③种群“J”型增长的数学模型:假定种群的起始数量为n0(亲代),而且种群数量每年以一定倍数增长,第二年的数量是前一年的λ倍,则该种群第t代的数量Nt可表示为Nt=λn0。根据λ值可判断种群的动态:当λ>1时,种群呈“J”型增长;当λ=l时,种群稳定;当0<λ<1时,种群数量下降;当λ=0时,种群无繁殖现象,并在下一代灭亡。
④环境容纳量是指在环境条件不被破坏的情况下,一定空间中听能维持的种群最大数量,又称K值。K值并不是种群数量的最大值,而是在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的种群数量最大值。影响K值的因素有食物、空间、气候、天敌、传染病和人类的活动等。一般来说,种群数量达到最大值(K值)以后保持稳定。但K值不是固定不变的,它会随环境的改变而改变。当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K直会上升。环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动。当种群数量偏离平均值的时侯,会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。
2.种群数量的波动和下降
(1)影响种群数量变化的因素
①自然因素:包括种内因素、种间因素和其他非生物因素,如气候、食物、天敌和传染病等。
②人类活动对种群数量变化的影响也较大:一方面,受人工控制的种群在不断增多;另一方面,由于砍伐森林、猎捕动物和环境污染等,使许多野生动植物的种群数量急剧减少
(2)种群数量变化的形式
①种群数量变化的类型:增长、稳定、波动、下降。
②种群数量有的呈季节性消长,有的呈不规则波动,有的呈周期性波动;在不利的条件下,种群数量还会急剧下降,甚至消亡。这此变化主要取决于环境的变化,原因较复杂,天敌和食物是主要影响因素。
(3)研究种群数量变化的意义
①在对野生动植物资源、海洋鱼类的合理开发和利用方面:一般将种群数量控制在K/2附近,此时种群增长速率最快,这样既能持续获得最大收获量,又不影响资源的再生。如在湖泊中放养鱼、虾,如果一次性放养的幼体过多或延迟捕捞,由于湖泊环境的容纳能力有限,不能达到增产的目的;但如果大肆捕捞,使鱼、虾数量大大减少,减少到K/2以下,这时种群往往要经过相当长的延滞期才能进人指数增长期,也对生产极为不利。
②在对野生生物资源的保护方面:采取相应措施,提高野生生物的环境容纳量,如建立自然保护区等来保护野生生物。
③
在农林害虫和有害动物的防治方面:降低其环境容纳量是防治的根本。如对家鼠的控制,可以采取安全储存粮食、硬化地面及饲养天敌等措施降低其环境容纳量,并严防鼠的数量达到K/2附近,否则鼠的种群数量会迅速增加,达不到防治鼠的效果。
考点三 探究酵母菌种群数量的变化实验
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)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。在理想的无限环境中,酵母菌种群呈“J”型增长;自然界中资源和空间总是有限的,酵母菌种群呈“S”型增长。
(3)可以分别以培养液中的酵母菌种群数量和时间为纵、横坐标作曲线,从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。
2.探究目的:初步学会用血细胞计数板对酵母菌等微生物进行计数及学习种群数量变化曲线的绘制。
3.实验与步骤
(1)将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 (2)将酵母菌接种于试管内的培养液中,振荡培养液,酵母菌均匀分布在培养液中。 (3)将解母菌在28℃条件下连续培养7d。 (4)每天定时取样,采用抽样检测方法,用显微镜计数酵母菌数量。方法:将盖玻片放在计数板上,用吸管吸取培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入到计数板的小方格内,显微镜下观察并计数一个小方格内的酵母菌数已知小方格的培养液厚度为0.1mm,计算出培养液体积,换算出10 mL培养液中酵母菌的总数 (5)分析结果得出结论:将所得数值用曲线图表示出来,分析实验结果,得出酵母菌种群数量的变化规律 |
考点四 群落的结构与演替
1.群落的概念:同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,叫作群落。
2.种间关系的类型:群落中不同物种之间的关系包括互利共生、竞争、捕食和寄生等类型。
(1)互利共生:指两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。如果彼此分开,则双方或一方不能独立生存。
(2)竞争:指两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。如食物、空间、矿质元素等。
(3)捕食:指一种生物以另一种生物作为食物。植食性动物以某些植物为食、肉食性动物以植食性动物或其他小型肉食动物为食的现象,均属于捕食。
(4)寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
(5)种间关系的比较
3.群落的空间结构
(1)群落的空间结构包括垂直结构与水平结构
①群落的垂直结构强调的是某一区域中某群落的空间结构。大多数群落在垂直方向上具有明显的分层现象。森林植物的分层分布与对光的利用有关。在高山植物群落中,不同海拔地带的植物呈垂直分布主要是受温度的制约;群落中植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,决定了动物的分层现象。水域中,某些水生动物也有分层现象,决定因素有阳光、温度、食物和水中含氧量等。
②生物群落在水平方向上,由于地形的起伏、光照强度的不同、土壤湿度和盐碱度的差异、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群的密度也有差别,它们常呈镶嵌分布。
4.群落中的种群各占据不同空间的意义
(1)生物的垂直结构与水平结构都与环境中生态因素有关,都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。
(2)生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落对阳光等环境资源的利用能力。
5.群落演替
(1)随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程叫作群落演替。群落发生演替的主要标志:群落在物种组成上发生了变化,或者是在一定区域内一个群落逐步被另一个群落替代。
(2)群落演替的特点:演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程它往往是连续变化的过程,是能预见的或可测的;演替是生物和环境反复相互作用、发生在时间和空间上的不可逆变化;演替使群落的总能量增加,有机物总量增加;生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂;顶极群落是演替达到的最终稳定状态顶极群落并不是绝对稳定的,而是处于不断变化的相对稳定状态。
(3)群落演替的原因:环境不断变化,为群落中某些物种提供有利的繁殖条件,而对另一些物种的生存产生不利影响;生物本身不断进行繁殖、迁移或迁徙;群落内部由于生物的生命活动造成内部环境的改变;生物种内和种间关系不断发生变化;人类活动的影响,人类活动通常是有意识、有目的地进行的,因此人类活动对群落演替的影响远远超过其他因素。
注意说明:
①在群落寅替过程中,一些种群取代另一些种群是指优势取代.,而不是“取而代之”。如形成森林后,乔木占据优势地位,但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
②群落的寅替是一个漫长但并非永无休止的过程,当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。
③演替的最高阶段受无机环境的限制。恶劣约条件下,群落的演替不一定能达到最高的森林阶段。
6.群落演替的类型:依据群落演替发生的起始条件的不同分为初生演替和次生演替。初生演替与次生演替的比较:
类型 | 初生演替 | 次生演替 |
起点 | 从来没有被 植物覆盖的地面,或原来存在过植被,但被彻底消灭了的原生裸地 | 原有植被虽已不存在,但土壤条件基本保留,甚至还保留了 植物的种子或其他繁殖体的次生裸地 |
基本环境条件 | 无有机质和生命胚胎 | 有大量有机质和生命胚胎 |
过程 | 裸岩上发生的演替:裸岩阶段→地衣阶段→苔鲜阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段 | 弃耕农田上发生的演替:一年生杂草→多年生杂草→灌木丛→乔木林 |
时间 | 经历的时间长 | 经历的时间短 |
速度 | 缓慢 | 较快 |
影响因素 | 自然因素 | 人类活动较为关键 |
实例 | 裸岩、沙丘和冰川泥上发生的演替 | 弃耕农田、过量砍伐的森林和火灾后的草原上发生的演替 |
7. 人类活动对群落演替的影响
(1)人类的许多活动正影响着群落的演替。人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物,也可以封山育林、治理沙漠、管理草原,甚全可以建立人工群落。
(2)人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
(3)外来物种的引入:人类活动会有意或无意地将一些新物种引人到某一群落之中。在适宜的条件下,新物种会迅速成为优势种,破坏原有群落的稳定。
(4)此外,垦殖荒原、围湖造田、砍伐森林、过度放牧等都会介入群落演替的过程
(5)为处理好经济发展与人口、资源、环境的关系,走可持续发展道路,我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖,退牧还草,颁布了《退耕还林条例》,其实质是为了减少人类活动的影响,使群落按自然演替的方向、速度进行。
考点五 探究土壤中小动物类群丰富度的研究
1.探究原理
(1)调查方法:常用取样器取样的方法进行采集、调查土壤动物。用采集罐、吸虫器等取样,调查样土壤中小动物的种类、数量来推测某一区域内土壤小动物的丰富度。
甲图:诱虫器,诱虫器中的电灯是主要装置,诱虫器利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,使土壤动物远离光源、热源。
乙图:吸虫器,吸虫器中纱布的作用是防止将土壤小动物吸走。
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(2)丰富度的统计方法通常有两种:一是记名计算法,二是目测估计法
①记名计算法是指在一定面积的样地中,直接数出各种群的个体数目。此方法适用于个体体型较大、种群数量有限的群落。
②目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有非常多、多、较多、较少、少、很少,等等
2.探究步骤:准备→取样→采集小动物→观察和分类→统计和分析→撰写研究报告。
①准备:a.制作取样器;b.记录调查地点的地形和环境。
②取样:去表层落叶→手按罐入土→花铲取罐→塑料袋保存。
③采集小动物:a.常规方法是用诱虫器取虫:b.简易方法是用镊子或吸虫器取虫。
④观察和分类:a.设计表格便于记录;b.借助动物图鉴查清小动物名称;c.使用放大镜或实体镜观察。
⑤统计和分析:a.统计丰富度;b.完成研究报告
3.注意说明
①由于土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查,常采用取样器取样的方法进行采集、调查。
②随着季节的变化,土壤中小动物类群的丰富度会不同。这是因为动物的分布受温度、湿度等条件的影响。
1.下列有关种群和群落的叙述,正确的有几项( )
①某种玉米长得有高有低,并不能反映群落的垂直结构
②田鼠在被捉过一次后更难捕捉,统计得到的种群密度比实际数值偏低
③“森林→灌丛→草本→荒漠”也是群落的一种演替类型
④蝌蚪密度过大时,成年蝌蚪分泌有毒物质杀死幼年蝌蚪,属于竞争关系
⑤被大火焚烧过的森林在恢复过程中所发生的演替是次生演替
⑥记名计算法一般用于统计个体较大和种群数量有限的群落的丰富度
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
[答案]C.[解析]①某种玉米长得有高有低,只是一种生物,并不能反映群落的垂直结构,①正确;②标志重捕法的计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数x第二次捕获数+标志后重新捕获数。田鼠在被捉过一次后更难捕捉,标志后重新捕获数减少,统计得到的种群密度比实际数值偏高,②错误;③“森林→灌丛→草本→荒漠”也是群落的一种演替类型,如在干旱的条件下,③正确;④蝌蚪密度过大时,成年蝌蚪分泌有毒物质杀死幼年蝌蚪,属于种内斗争关系,④错误;⑤被大火焚烧过的森林在恢复过程中所发生的演替是次生演替,⑤正确;⑥记名计算法一般用于统计个体较大和种群数量有限的群落的丰富度,⑥正确。综上①③⑤⑥共4项正确。
2.如图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养(或饲养)两种生物的实验结果,下列相关的叙述错误的是( )
A.豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如甲图所示
B.噬菌体与细菌的种群数量变化关系如乙图所示
C.甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系
D.图丙中实验初期,竞争与种内互助并存,后期 X 的种内斗争加剧
[答案]B.[解析]A、豆科植物与根瘤菌是互利共生关系,符合甲图,A正确;B、噬菌体与细菌为寄生关系,而不是捕食关系,乙图为捕食关系,B错误;C、甲图是“同生共死”的互利共生关系,乙图表示“先增加者先减少,后增加者后减少”的非同步性变化,属于捕食,丙图表示“你死我活”的竞争关系,C正确;D、丙初期种内互助与种间斗争都会存在,后期因消失了一种生物,X种内斗争会加剧,D正确。
3.为研究甲、乙两种藻的竞争关系,在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养,结果如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.单独培养条件下,甲藻数量约为个时种群增长最快
B.混合培养时,种间竞争是导致甲藻种群数量在10~12天增长缓慢的主要原因
C.单独培养时乙藻种群数量呈“S”型增长
D.混合培养对乙藻的影响较大
[答案]B.[解析]A、单独培养时,甲藻的K值约为2.0×106个,所以种群增长最快的是K/2时,约为1.0×106个,A正确;B、10-12天乙藻种群数量接近0,所以竞争强度低,此时甲藻数量增长缓慢的原因是培养液和空间有限,种内斗争加剧,B错误;C、由于空间和资源有限,所以种群数量呈“S型”增长,C正确;D、据图可知:混合培养时,乙藻在竞争中处于劣势,导致灭绝,D正确。
4.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( )
A.取样时为避免吸到培养液底部的死菌,滴管应轻轻吸取,避免溶液晃动
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
[答案]C.[解析]A、从试管中吸取培养液进行计数之前,应将试管轻轻震荡几次,使酵母菌在培养液中分布均匀,A错误;B、对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数相邻两边及其顶角上的酵母菌数,B错误;C、计数室的体积=2×2×0.1=0.4mm3,共有酵母菌细胞M个,则10mL培养液中酵母菌的个数=M×10×1000×10÷0.4=2.5M×105个,C正确;D、该实验中,酵母菌种群数量的变化在时间上形成自身对照,无需设置对照组,要获得准确的实验数据,必须重复实验,求平均值,D错误。
5.在某森林的固定位置和固定时间,用固定数量鸟网捕捉的方法,统计大山雀的种群数量。连续10年内得到如图所示的曲线(图中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数),下列有关叙述错误的是( )
A.2~6年间大山雀种群的年龄组成都为衰退型 B.大山雀种群数量的调查方法可用标志重捕法 C.10年内,第4年的种群数量最大 |
D.第8年大山雀数量达到最低,此后保持相对稳定 |
|
[答案]A.[解析]分析题图:图中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,λ大于1时,表示种群数量增长,λ小于1时,表示种群数量减少,2~4年间大山雀种群的年龄组成为增长型,A错误,大山雀活动能力较强,种群数量的调查可以用标志重捕法,B正确,10年内,第4年的种群数量最大,C正确,第8年大山雀数量达到最低,此后保持相对稳定,D正确。故选A。
6.第4次大熊猫调査结果显示:全国野生大熊猫1864只,圈养375只,栖息地258-349万公顷,栖息地保护区67个,大熊猫在国内得到很好的保护。若将圈养的大熊猫放归至栖息地保护区,则下列说法错误的是( )
A.放归圈养的大熊猫会使栖息地群落的物种丰富度在一定程度上增加
B.栖息地群落的垂直结构和水平结构都会因大熊猫的放归而受到影响
C.将圈养的大熊猫放归栖息地是通过增加迁入率来提高其种群密度的
D.放归大熊猫后,栖息地的大熊猫种群基因库和基因频率都可能增大
[答案]A.[解析]A、大熊猫本来就属于栖息地具有的物种,所以放归圈养的大熊猫不会使栖息地群落的物种丰富度增加,A项错误;B、大熊猫的放归会导致栖息地内被大熊猫捕食的生物、天敌生物等的数量、分布发生改变,进而导致栖息地群落的垂直结构和水平结构都会受到一定的影响,B项正确;C、将圈养的大熊猫放归栖息地是通过增加迁入率来提高其种群密度的,C项正确;D、放归的大熊猫中可能具有与栖息地大熊猫不同的基因和基因型,所以放归大熊猫后,栖息地的大熊猫种群基因库和基因频率都可能增大,D项正确。
7.存活曲线是指以生物相对年龄(绝对年龄除以平均寿命)为横坐标,以各年龄的存活率为纵坐标所画出的A、B、C三种类型曲线。分析图示判断下列说法错误的是( ) A.存活曲线反映了种群个体在各年龄级的存活状况 B.不同的生存曲线是生物在长期适应中形成的固有特征,是自然选择的结果 |
C.C型的生物,生命早期有极高的死亡率,例如鱼类、很多无脊椎动物等
D.从昆虫到哺乳类这一进化过程中,产子数量逐渐减少,存活曲线经历了A型→B型→C型的进化
[答案]D.[解析]A、存活曲线是指以生物相对年龄(绝对年龄除以平均寿命)为横坐标,以各年龄的存活率为纵坐标所画出的,故可以反映种群个体在各年龄级的存活状况,A正确;B、不同的生存曲线是生物在长期适应中形成的固有特征,是自然选择的结果,在物种进化上各有其独特的作用,B正确;C、C
型为曲线凹形,该类型生命早期有极高的死亡率,但是一旦活到某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定,如鱼类、很多无脊椎动物等,C正确;D、从昆虫到哺乳类这一进化过程中,产子数量逐渐减少,促使存活曲线由经历了C型→B型→A型的进化,D错误。
8.科学工作者为了监测和预防某草原鼠害的发生情况,采用标志重捕法对该草原田鼠种群数量进行了调查,发现在最初调查的一个月内,种群数量每天增加1.5%。下列相关叙述正确的是( )
A.自然环境中增加田鼠的天敌数量不会影响田鼠种群的K值
B.增长型种群的出生率通常要高于衰退型种群的出生率,而死亡率则相反
C.用标志重捕法调查田鼠种群密度时,标记物容易脱落,估算数值会偏小
D.最初调查的一个月内,田鼠种群数量增长模型应为Nt=N0λt,λ为1.015
[答案]D.[解析]A.自然环境中增加田鼠的天敌数量会使田鼠种群的K值降低,A错误;B.增长型种群的出生率与衰退型种群的出生率无法进行比较,B错误;C.用标志重捕法调查田鼠种群密度时,标记物容易脱落会使重捕的个体中被标记的个体所占的比例变小,进而使得估算值偏大,C错误;D.由题干信息“在最初调查的一个月内,种群数量每天增加1.5%”可知田鼠种群数量呈“J”型增长,因此田鼠种群增长模型可构建为Nt=N0λt,其中λ为1+0.015=1.015,D正确。
9.下列关于种群和群落的研究方法的分析,正确的是( )
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
[答案]C
【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,会导致虫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。
10.下列有关调查研究的叙述,正确的是
A.调查蒲公英种群密度时,为确保结果精确应随机取样
B.利用标志重捕法调查藏羚羊的种群密度时,标志物易脱落会导致调查结果偏小
C.用血细胞计数板调查酵母菌种群数量变化时,应先滴加培养液再盖盖玻片
D.土壤小动物活动能力较弱,因此常用取样器取样的方法进行采集、调查
[答案]A.[解析]A、调查蒲公英种群密度时,应随机取样以确保结果精确,A正确;B、用标志重捕法调查种群密度时,如果标志物脱落会导致调查结果偏大,B错误;C、用血细胞计数板调查酵母菌种群数量变化时,应先盖盖玻片,后滴加培养液,C错误;D、土壤小动物活动能力较强,且身体微小,,因此常用取样器取样的方法进行采集、调查,D错误。
11.下列调查活动或实验中,计算所得数值与实际数值相比,可能偏大的是( )
①标志重捕法调查灰喜鹊种群密度时标志物脱落
②用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体
③样方法调查蒲公英种群密度时只在分布较密的地区取样
④调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时没有打开装置上的电灯
A.①② B.①③ C.②④ D.②③
[答案]B.[解析]①根据标志重捕法的计算公式:种群中个体数(N)÷标记总数=重捕总数÷重捕中被标志的个体数可知,若部分灰喜鹊身上的标志物脱落,则会导致重捕中被标志的个体数偏小,最终导致实验所得到数值比实际数值大,①正确;②正常统计时,血球计数板的框格边上的菌体要计算两条相邻的两边以及这两条边夹角中的个体,所以只统计计数室方格内的菌体,则实验所得到数值比实际数值偏小,②错误;③样方法调查蒲公英种群密度时,应随机取样,而不能在分布较较密的地区取样,这样会使计算所得数值偏大,③正确;④调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时没有打开装置上的电灯,导致部分小动物没有进入诱虫器而使数值偏小,④错误。综上正确的选项有①③,故选B。
12.下列关于探究“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法中,不正确的是( )
A.许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度
B.利用小动物的避光避热性收集样土中的小动物,可采用带灯罩的热光源
C.采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中,也可放入试管中
D.为了调查不同时间土壤中小动物类群丰富度,可分别在白天和晚上取同一块地的土样
[答案]A.[解析]A、由于土壤小动物身体微小,活动能力强,不能用校方法和标志重捕法调查丰富度,可采用取样器取样的方法进行调查,A错误;B、利用小动物的避光避热趋湿性,可用带灯罩的热光源装置收集土样中的小动物,调查其丰富度,B正确;C、采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中,也可放入试管中,C正确;D、为了调查不同时间土壤中小动物类群丰富度,可分别在白天和晚上取同一块地的土样,D正确。
13.如图1表示种群数量增长的两种曲线,图2表示某区域不同年份甲树种与乙树种存有量的比值(C值=甲存有量/乙存有量)变化。据图回答下列问题:
(1)种群最基本的数量特征是种群密度。若种群每年以λ倍按图1曲线X的方式增长,A为种群起始数量,则t年后该种群数量Nt可表示为_______。图1中阴影部分可以表示由于受到______________(写出两点)等条件的限制而死亡的个体。
(2)若图1中的曲线Y表示池塘中某鱼类种群的增长曲线,要想长期获得较高的鱼产量,每次捕捞后鱼的数量需保持在曲线中的____点左右,原因是__________________。
(3)图2中从a年到e年,两树种竞争过程中____逐渐成为优势树种,群落的这种变化叫做____。
[答案] (1)Aλt 生存空间、食物、天敌(任选2个) (2)B 此时种群增长速率最大 (3)乙 (6) (次生)演替
[解析](1)图1中曲线X表示J型增长,若种群每年以λ倍增长,A为种群起始数量,则t年后该种群数量Nt可表示为Aλt。图1中阴影部分表示环境阻力,可以表示由于受到生存空间、食物、天敌等条件的限制而死亡的个体。(2)图1中的曲线Y表示S型增长,若该曲线表示池塘中某鱼类种群的增长曲线,要想长期获得较高的鱼产量,每次捕捞后鱼的数量需保持在曲线中的B点(K/2)左右,原因是此时种群增长速率最大,鱼的数量可以在最短时间内恢复。(3)由图2可知,从a年到e年,C值逐渐下降,说明乙逐渐成为优势树种,群落的这种变化叫做(次生)演替。
14.棉花富含纤维,广泛用于编织品和纺织业。棉铃虫钻蛀棉花将导致产量大幅减少,为防治虫害,研究人员选择面积为一公顷的开放的棉田若干,每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩,并定期调查棉田中棉铃虫的种群密度,结果如图所示。回答下列问题。
(1)棉铃虫的种群密度主要取决于该种群的____________。调查棉铃虫的种群密度,最好采用____________(填方法),实施此方法的关键是____________。
(2)
每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是____________,从图中可以看出树桩之间的距离为___________防治害虫的效果较好。除通过设置适宜高度的树桩吸引食虫鸟外,还可以利用音响设备发出结群信号吸引食虫鸟,该方法利用了生态系统的_______信息。
(3)研究发现设桩一段时间后,麻雀(食物为棉籽和棉铃虫)和食虫鸟的数量都增多,食虫鸟和麻雀属于生态系统的_______(填组成成分),该成分的存在对生态系统的意义是___________________。假设麻雀增加的质量来自棉籽的比例为x,则麻雀质量增加m时,需要消耗棉花的质量n为____________(各营养级之间能量传递效率按最大计算)。
(4)此研究表明,在农田周围合理植树可控制虫害,这样可帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使____________________________________。
[答案] (1)出生率和死亡率 样方法 随机取样 (2)为食虫鸟提供栖息场所 200m 物理 (3)消费者 加快生态系统的物质循环;此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用 25m-20mx (4)能量持续高效地流向对人类最有益的部分
[解析](1)种群密度的直接决定因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率,棉铃虫活动能力弱,所以主要是由出生率和死亡率决定的。调查活动能力弱的小动物的种群密度应采取样方法,关键是随机取样,减少人为因素的干扰。
(2)每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是为食虫鸟提供栖息场所,从图中可以看出树桩之间的距离为200m,防治害虫的效果较好。利用音响设备发出结群信号吸引食虫鸟,属于对生态系统物理信息的应用。
(3)食虫鸟和麻雀属于消费者,消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环。此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。根据题意可以构建各生物的营养关系:棉叶、棉铃、棉籽中的能量均来自棉花植株的光含作用,因此n=mx÷20%+m(1-x)÷20%÷20%=25m-20mx。 |
(4)在农田周围合理植树可控制虫害,可以使能量少流向害虫,这样可帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
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