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高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化一课一练
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化一课一练，共21页。试卷主要包含了如图所示为某种群的数量变化曲线，短额负蝗是一种杂食性的害虫，如图是种群数量变化的两种曲线等内容，欢迎下载使用。
题组一 “J”形增长曲线分析
1.(2023辽宁庄河月考)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。种群数量增长的数学模型有曲线图和数学公式,下列关于种群的“J”形增长曲线的叙述错误的是( )
A.数学公式模型可表示为:t年后种群数量为Nt=N0λt(λ为该种群数量是前一年种群数量的倍数)
B.条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等
C.出生率远大于死亡率
D.牛奶瓶中培养的果蝇数量增长符合这一增长曲线
2.(2024安徽亳州月考)如图所示为某种群的数量变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.图示曲线表明每年增加的个体数量不变
B.将一种生物引入一个新环境中,种群数量一定会呈“J”形增长
C.该种群的K值随种群个体数量的增多而逐渐增大
D.该种群可能处于食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌等条件
题组二 “S”形增长曲线分析
3.(2024山西太原期末)下列关于环境容纳量(K值)的叙述,正确的是( )
A.某湖泊中黑鱼种群的最大数量称为K值
B.建立国家公园、禁猎禁伐,可提高东北豹的K值
C.理想条件下,食物和天敌等是影响K值的主要因素
D.自然界的种群增长到一定程度都会在K值保持稳定
4.(2024广东高州月考)短额负蝗是一种杂食性的害虫。某地区短额负蝗种群的数量增长情况如图所示。下列分析错误的是( )
A.该短额负蝗种群在AB段的年龄结构为增长型
B.若D点时迁出部分个体,则该短额负蝗种群的K值会降低
C.OC段该种群的增长率随时间推移逐渐下降
D.CD段限制种群数量增长的因素可能是食物和空间条件有限
5.(易错题)(2023河南商丘名校联考)自然界的资源和空间总是有限的,种群的增长往往表现为“S”形曲线,以下关于“S”形曲线的叙述,错误的是( )
A.种群数量大于K/2后,种群增长率降低,其对应的年龄结构为衰退型
B.种群数量在达到K值之前,种群的出生率大于死亡率
C.种群数量达到K/2时种群的增长速率最快
D.种群数量达到K值时种内竞争较K/2时激烈
题组三 “J”形和“S”形增长曲线的比较
6.如图表示在生态学研究过程中,种群在理想环境下呈“J”形增长;由于生存斗争的存在,种群实际呈“S”形增长。下列关于曲线的叙述,不正确的是( )
A.阴影部分表示种群数量变化受到的环境阻力
B.在种群“J”形增长模型(Nt=N0λt)中,λ是等于1的定值
C.bd段种群增长速率逐渐下降,出生率大于死亡率
D.在“S”形曲线中,种群密度不同时,可能具有相同的种群增长速率
7.(2023福建三明期中)如图是种群数量变化的两种曲线。请据图回答下列问题:
(1)种群数量增长曲线为曲线X的前提条件是 。假设A点时某动物种群的数量为50只,之后种群数量每年增加35%,则20年后该动物种群数量的算式为 。
(2)若曲线Y表示一定时间内某草原食草动物种群数量的变化情况,则BC段种群的增长速率会 。若在C点时,该地区迁入了大量同种的食草动物,则一定时间后,该动物的环境容纳量会下降,原因是 。
(3)为调查某有害动物的种群密度,某小组采用标记重捕法,在一公顷的范围内第一次捕获并标记了30只,第二次捕获的个体中10只没有标记,4只有标记,因动物被捕捉一次后灵敏度提高,事实上有害动物的密度为 。若曲线Y表示该有害动物的种群数量变化曲线,从曲线和环境容纳量两个方面考虑,控制该有害动物的最有效措施是 。
题组四 种群数量的波动
8.(2024陕西榆林一模)生物的种群数量会受到多种因素的影响。某种群的数量维持在K0值上下,该种群中的部分个体从该区域迁出后(生存环境未发生变化),该种群数量的变化趋势最可能是( )
9.(2024湖南部分校联考期中)图①~④表示某处于平衡状态的生物种群因某些外界环境变化,种群中生物个体数量改变时的四种情形,下列有关产生这些变化的原因的分析中,不正确的是( )
A.若图①为草原生态系统中某羊群的数量变化,则a点后的变化原因可能是过度放牧
B.若图②为某培养装置中酵母菌的数量变化,则b点后的变化原因可能是放入新的酵母菌
C.图③中c点后发生的变化可能是环境遭到破坏,使种群数量下降甚至濒临灭绝
D.若图④表示海洋捕捞,则d点后种群数量可迅速恢复到K值
题组五 培养液中酵母菌种群数量的变化
10.(易错题)(2024福建厦门月考)酵母菌是探究种群数量变化的理想材料,血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具。下图分别表示显微镜下的一个计数室和一个中方格内的菌体分布情况(计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm)。有关叙述正确的是( )
A.血细胞计数板的使用是先滴加培养液,再盖上专用的盖玻片
B.为防止细胞沉降到计数室底部影响计数,加样后需立即在显微镜下观察
C.如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,可寻找菌体数量适中的小方格计数
D.若五个中方格中的酵母菌平均数为图中所示,则估算酵母菌的数量为6×106个/mL
11.(2024河北衡水开学考试)某兴趣小组在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中,经台盼蓝染液染色后,将酵母菌培养液稀释100倍,用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)进行计数,观察到一个中方格的菌体数如图。相关叙述正确的是( )
A.“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中,用滤纸引流让培养液充满血细胞计数板的计数室
B.为避免酵母菌增殖影响实验结果,滴加培养液后需立即计数
C.计数同一样品时,应统计计数室中的4个中方格,再取平均值
D.若用图示中方格内酵母菌代表整个计数室酵母菌的分布情况,则培养液中酵母菌的数量约为2.25×108个·mL-1
12.(2024黑龙江大庆开学考试)某同学完成“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,图1为实验第6天对酵母菌培养液稀释100倍后,利用血细胞计数板(1 mm×1 mm×0.1 mm)统计的结果。图2为培养液中的酵母菌数量随时间的变化情况。下列叙述不正确的是( )
A.对酵母菌进行计数时,从锥形瓶中吸取培养液前进行振荡可减小实验误差
B.实验第6天(图1)培养液中酵母菌的数量约为5×106个/mL
C.该实验不需要另外设置对照组
D.图2中de段的发生可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关
能力提升练
题组一 种群数量变化的综合分析
1.(2023湖北十堰期末)图1~图3表示同一生物种群数量变化的不同指标。以下叙述错误的是( )
A.图1中b点的增长速率与图2中的d点对应
B.图1、2、3都可以表示该种群的数量在自然环境条件下的增长
C.图2中的c~d段种群的数量在减少,图3中的e~f段种群的数量在增加
D.图1、2、3中的b、d、f时,种群内部的竞争达到最大
2.(2024广东汕头期末)图1为某池塘生态系统的种群数量增长速率变化曲线,图2为λ(λ是当年种群数量与前一年种群数量的比值)随时间的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.图1中t1~t2表示环境阻力增大,种群数量减少
B.图2中d~e表示该种群数量呈“J”形增长
C.图1中t0~t1和图2中b~e均可表示种群数量呈“S”形增长
D.图1中t1时种群数量达到K值,图2中b时种群数量最小
3.(2024山西朔州期末,)如图为研究者将大量鸭子引入农田后,蝗虫和鸭的种群数量变化规律(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)。下列叙述错误的是( )
A.影响该地区蝗虫种群密度变化的因素主要是出生率和死亡率
B.N3最可能代表蝗虫种群的环境容纳量
C.该坐标曲线图反映了蝗虫种群数量的变化存在负反馈调节机制
D.该曲线图属于数学模型
4.(2024黑龙江哈尔滨期末,)某农户靠养殖黑山羊发家致富,黑山羊的(K值-种群数量)/K值随种群数量的变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该种群增长速率与种群数量呈负相关
B.(K值-种群数量)/K值越小,种内竞争越小,种群增长率越大
C.种群的年龄结构在S2点是增长型,在S4点是衰退型
D.S5点对应的种群数量接近该种群在该环境中的K值
题组二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
5.(多选题)(2024河北石家庄期末)酵母菌是常用的生物学实验材料。将少量酵母菌接种到一定体积的培养液中,在适宜条件下培养,每隔一段时间测定培养液中酵母菌数目,得到的酵母菌数目变化曲线如图1所示,图2为观察到的血细胞计数板的一个中方格。下列分析正确的是( )
A.利用图2的计数方法获得图1曲线,需要对酵母菌进行染色排除死亡个体
B.实验开始时接种酵母菌数量的多少,会影响到达K值所需的时间
C.用血细胞计数板进行计数时,先盖盖玻片,再用吸管滴加培养液,可以避免计数室产生气泡
D.在指数期种群年龄结构为增长型,每个酵母菌的合成代谢均大于分解代谢
6.(2024安徽宿州阶段练习)图1表示两种类型种群数量变化的曲线。图2是用抽样检测法检测每毫升草履虫数量的操作及结果。图3是某生态学家对某湖泊中鲫鱼和鲤鱼种群的数量进行多年监测的结果(λ表示当年种群数量与前一年种群数量的比值)。请据图回答问题。
(1)一个生物兴趣小组对一支试管培养液中的草履虫数量统计后绘制成图1中的甲曲线,在统计草履虫数量时用到的计数工具是 。将草履虫数量的变化绘制成这种曲线,这种研究方法属于构建 模型。在a点之后引起草履虫数量下降的主要因素可能是 (答出2点即可)。生态学家高斯也曾做过培养草履虫的实验,结果发现在一定量的培养液中草履虫的数量在第五天以后基本维持在K值(环境容纳量)左右。那么K值是指 。
(2)将1 mL培养液稀释10倍后,用抽样检测的方法检测每毫升草履虫的数量。已知每个计数室由25×16=400(个)小方格组成,容纳液体的总体积为0.1 mm3。现观察到a、b、c、d、e 5个中方格80个小方格内共有草履虫n个(如图2),则上述培养液中约有草履虫 个/mL。
(3)图3中鲫鱼种群在t3后种群数量变化类似于图1中 曲线的增长类型;鲤鱼种群在t3时的数量 (填“>”“<”或“=”)t2时的数量。
答案与分层梯度式解析
第2节 种群数量的变化
基础过关练
1.D 牛奶瓶中的空间、食物等资源是有限的,故牛奶瓶中培养的果蝇数量增长不符合“J”形增长曲线,D错误。
2.D 题图是种群的“J”形增长曲线(处于食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种等理想条件下),“J”形曲线中,增长倍数不变,但由于每年种群基数不同,故每年增加的个体数量也不同,A错误,D正确。一个物种引入新的地区后,如果不适应所处环境,种群数量将逐渐减少甚至减少为0;如果适应所处环境,在开始一段时间内,种群数量会呈类似“J”形的增长,但是由于环境资源等是有限的,最终会表现为“S”形增长,B错误。“J”形增长中,种群数量以恒定的倍数增长,因此每年增加的个体逐渐增多,不存在K值,C错误。
3.B 环境容纳量(K值)是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,种群“S”形增长曲线中存在K值,K值并不是种群数量能达到的最大值(K值≠最大值),A错误。影响K值的主要因素是空间和资源,要想提高K值,可改善空间环境、增加食物等资源,B正确。理想条件下种群呈“J”形增长,食物和空间条件充裕,没有天敌,不存在K值,C错误。自然界中种群达到K值后,可以保持相对稳定,也可能由于环境破坏等因素,种群数量急剧下降,D错误。
4.B AB段种群数量一直增加,且BC段种群数量继续增加,因此该短额负蝗种群在AB段的年龄结构为增长型,A正确。CD段种群数量已经达到K值,限制K值的因素可能是食物和空间条件有限等,与种群内个体数量的迁入和迁出无关,D点时迁出部分个体不会导致该短额负蝗种群的K值降低,B错误,D正确。种群数量的“S”形增长曲线中,增长率是逐渐下降的,C正确。
5.A 种群增长率为单位时间内新增加的个体数占原有个体数的比例,且增长率=出生率-死亡率;种群增长速率为单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率);种群呈“S”形增长时,种群增长率逐渐降低,种群增长速率先升高后降低。种群呈“S”形增长时,随种群数量增加,种内竞争加剧;种群数量达到K值之前,出生率>死亡率;种群数量达到K值后,出生率=死亡率,B正确。
6.B 图中阴影部分表示种群数量变化受到的环境阻力(或在环境阻力下被淘汰的个体数目),A正确。种群“J”形增长的数学模型Nt=N0λt中,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,λ是大于1的定值,B错误。bd段种群增长速率逐渐下降,但种群数量仍在增长,出生率大于死亡率,C正确。
种群呈“S”形增长时,增长速率与时间的关系如下图所示:
7.答案 (1)食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 50×1.3520 (2)减小 大量同种食草动物的迁入,导致草原上草的数量减少,引起草场退化 (3)小于105只/公顷 在其数量越少的时候防治越好,通过断绝食物、水源等恶化其栖息环境从而降低环境容纳量
解析 图中曲线X是“J”形曲线,曲线Y是“S”形曲线。(1)“J”形曲线的数学模型公式为Nt=N0λt,其中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,由“种群数量每年增加35%”可知,λ=1.35。(2)若在C点时,该地区迁入了大量同种的食草动物,则该草原上草(食物)的数量减少,引起草场退化,该动物的环境容纳量下降。(3)调查范围是一公顷,第一次捕获并标记了30只,第二次捕获的个体中10只没有标记,4只有标记,估算出此动物的种群密度为30×(10+4)÷4=105(只/公顷);因动物被捕捉一次后灵敏度提高,再次捕捉难度提高,所以估算值比实际值偏大,即事实上有害动物的密度小于105只/公顷。
8.A 生存环境未发生变化,则K值不变(K0)。部分个体迁出后,会使种群数量减少,但种群数量最后会回到K0值,A符合题意。
9.B 根据图示信息,分析选项:
10.D 使用血细胞计数板计数,应先盖上专用的盖玻片,再滴加培养液,A错误。滴加培养液后,需等酵母菌沉降到计数室底部再观察计数,B错误。如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,可将培养液进行适当稀释后再重新制片计数,C错误。在进行酵母菌计数时,计数原则为“计上不计下,计左不计右”,图中中方格计为24个酵母菌,根据中方格有16个小方格可知大方格中有25个中方格,则估算1 mL培养液中的酵母菌有24×25÷(1×1×0.1)×103=6×106(个),D正确。
11.D “探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中,计数用的是血细胞计数板,计数时,先放置盖玻片,然后将培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入计数室,A错误;滴加培养液后,等细胞沉降到计数室底部再开始计数,B错误;由图可知该血细胞计数板的规格是25×16,则计数同一样品时,应统计计数室中的5个中方格,再取平均值,C错误;图中一个中方格(16个小方格)中的酵母菌总共有12个,其中3个被台盼蓝染色,说明为死细胞,不计数,则可计数的酵母菌为9个,则1 mL培养液中的酵母菌约有9÷16×400×10×1 000×100=2.25×108(个),D正确。
12.B 对酵母菌进行计数时,从锥形瓶中吸取培养液前进行振荡,使酵母菌均匀分布,可减小实验误差,A正确。图1中,中方格(16个小方格)中酵母菌数为20,稀释倍数为100,故酵母菌的数量约为20÷16×400×10×1 000×100=5×108(个/mL),B错误。该实验每天同一时间取样计数所得的数据之间构成自身前后对照,不需要另外设置对照组,C正确。图2中de段酵母菌数量减少,主要与营养物质的消耗、pH的改变及有害代谢产物的积累等有关,D正确。
能力提升练
1.C 题述种群的数量在自然环境条件下呈“S”形增长,图1、2、3都可以表示种群数量呈“S”形增长,B正确。图1中的b、图2中的d、图3中的f对应的种群数量为环境容纳量(K值),此时种群的增长速率为0,种群内部的竞争达到最大,A、D正确。图2中c~d段种群的增长速率逐渐下降,但种群数量在增加(K/2→K),C错误。
2.B 分析图1:种群增长速率在t1时最大(种群数量为K/2),t1前逐渐增加,t1后逐渐减小→该种群数量增长符合“S”形增长→种群数量逐渐增多,环境阻力逐渐增大,A、D错误。
分析图2(λ=当年种群数量/前一年种群数量):
3.B 决定一个种群密度变化的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率,影响该地区蝗虫种群密度变化的主要因素是出生率和死亡率,A正确。
根据上图进行分析:蝗虫的种群数量超过N2后会回落到N2(a→b→c),少于N2时会增加至N2(c→d→a),也就是说蝗虫种群数量围绕N2上下波动,所以N2最可能是蝗虫种群的环境容纳量,B错误。蝗虫种群数量增加会使鸭的种群数量也增加(a→b),而当鸭的种群数量增大后会使蝗虫种群数量降低(b→c),即鸭种群数量增加抑制了蝗虫种群数量的增加,所以在蝗虫种群数量的变化过程中存在负反馈调节机制,C正确。
4.D 根据题干和曲线的信息可知,该种群数量存在K值,可见该种群呈“S”形增长。K/2之前该种群增长速率与种群数量呈正相关,K/2之后该种群增长速率与种群数量呈负相关,A错误。(K值-种群数量)/K值越小→种群数量越大→种内竞争越激烈→种群增长率越小(“S”形增长曲线中,种群增长率一直减小),B错误。
5.ABC 据图1可知,酵母菌培养到衰亡期时,统计得到的酵母菌数量下降,说明利用图2的计数方法统计酵母菌数量时统计的是活菌,需要对酵母菌进行染色排除死亡个体,A正确。K值是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,K值大小与接种数量的多少无关,但接种数量的多少会影响到达K值所需的时间,B正确。用血细胞计数板对酵母菌进行计数时,若先加培养液再盖盖玻片,则计数室易产生气泡,应先盖盖玻片,再用吸管滴加培养液,让培养液自行渗入计数室,C正确。在指数期,营养物质丰富,空间充裕,pH、温度、O2均适宜,即酵母菌处于基本无环境阻力的条件,种群年龄结构为增长型;此时,绝大多数酵母菌合成代谢远远大于分解代谢,因此出生率远远大于死亡率,D错误。
6.答案 (1)血细胞计数板(和显微镜) 数学 营养物质不足、代谢产物积累 一定的环境条件所能维持的种群最大数量 (2)5n×105 (3)乙 <
解析 (1)本实验对草履虫种群数量进行统计时,用到的计数工具是血细胞计数板(和显微镜);数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,将草履虫数量的变化绘制成曲线,这种研究方法属于构建数学模型。在a点之后,营养物质的减少、有害物质的积累等导致草履虫种群数量下降。(2)已知每个计数室由400个小方格组成,容纳液体的总体积为0.1 mm3,将1 mL培养液稀释10倍后,用抽样检测的方法检测每毫升草履虫的数量,因此培养液中约有草履虫n(80个小方格中草履虫的总数量)÷80×400×10×1 000×10(稀释倍数)=5n×105(个/mL)。(3)λ表示当年种群数量与前一年种群数量的比值,图3中的鲫鱼种群在t3之后,λ>1且保持恒定,种群呈“J”形增长,与图1中的乙曲线相似;t2~t3时间段,鲤鱼种群λ<1,种群数量下降,则鲤鱼种群在t3时的数量小于t2时的数量。
种群数量
分析
K/2
增长速率最快,种群数量增加,C正确
大于K/2
(小于K值)
种群增长率降低,但种群数量仍在增长,对应的年龄结构应为增长型,A错误
K值
种群数量较K/2时多,种内竞争较K/2时激烈,D正确
图示信息
选项分析
图①种群数量在达到K值一段时间后又急剧增加,一段时间后又迅速下降,低于最初的K值
过度放牧时,羊群的数量会先增长,但此时羊群的数量已经超出环境能承载的数量,会使牧草的数量快速下降,随后羊种群数量因缺少食物而下降,符合图①曲线,A正确
图②种群数量在达到K1值后,又出现了K2值(环境容纳量升高),是由于空间和资源发生了改变
可能是更换了培养液,而放入新的酵母菌会使种内竞争更为激烈,不会改变K值,B错误
图③中c点后种群数量迅速下降,最终为0
很可能是环境遭到了破坏,环境容纳量降低,使种群数量急剧下降甚至灭绝,C正确
图④表示海洋捕捞
当种群数量下降至K/2时,种群增长速率最大,此后种群数量会迅速恢复到K值,D正确
种群数量达到K值→(K值-种群数量)/K值=0→曲线与横轴相交
S2点和S4点种群数量均未达到K值,都为出生率>死亡率,年龄结构都是增长型,C错误
S5点接近横轴,对应的种群数量接近该种群在该环境中的K值,D正确
题组一 “J”形增长曲线分析
1.(2023辽宁庄河月考)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。种群数量增长的数学模型有曲线图和数学公式,下列关于种群的“J”形增长曲线的叙述错误的是( )
A.数学公式模型可表示为:t年后种群数量为Nt=N0λt(λ为该种群数量是前一年种群数量的倍数)
B.条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等
C.出生率远大于死亡率
D.牛奶瓶中培养的果蝇数量增长符合这一增长曲线
2.(2024安徽亳州月考)如图所示为某种群的数量变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.图示曲线表明每年增加的个体数量不变
B.将一种生物引入一个新环境中,种群数量一定会呈“J”形增长
C.该种群的K值随种群个体数量的增多而逐渐增大
D.该种群可能处于食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌等条件
题组二 “S”形增长曲线分析
3.(2024山西太原期末)下列关于环境容纳量(K值)的叙述,正确的是( )
A.某湖泊中黑鱼种群的最大数量称为K值
B.建立国家公园、禁猎禁伐,可提高东北豹的K值
C.理想条件下,食物和天敌等是影响K值的主要因素
D.自然界的种群增长到一定程度都会在K值保持稳定
4.(2024广东高州月考)短额负蝗是一种杂食性的害虫。某地区短额负蝗种群的数量增长情况如图所示。下列分析错误的是( )
A.该短额负蝗种群在AB段的年龄结构为增长型
B.若D点时迁出部分个体,则该短额负蝗种群的K值会降低
C.OC段该种群的增长率随时间推移逐渐下降
D.CD段限制种群数量增长的因素可能是食物和空间条件有限
5.(易错题)(2023河南商丘名校联考)自然界的资源和空间总是有限的,种群的增长往往表现为“S”形曲线,以下关于“S”形曲线的叙述,错误的是( )
A.种群数量大于K/2后,种群增长率降低,其对应的年龄结构为衰退型
B.种群数量在达到K值之前,种群的出生率大于死亡率
C.种群数量达到K/2时种群的增长速率最快
D.种群数量达到K值时种内竞争较K/2时激烈
题组三 “J”形和“S”形增长曲线的比较
6.如图表示在生态学研究过程中,种群在理想环境下呈“J”形增长;由于生存斗争的存在,种群实际呈“S”形增长。下列关于曲线的叙述,不正确的是( )
A.阴影部分表示种群数量变化受到的环境阻力
B.在种群“J”形增长模型(Nt=N0λt)中,λ是等于1的定值
C.bd段种群增长速率逐渐下降,出生率大于死亡率
D.在“S”形曲线中,种群密度不同时,可能具有相同的种群增长速率
7.(2023福建三明期中)如图是种群数量变化的两种曲线。请据图回答下列问题:
(1)种群数量增长曲线为曲线X的前提条件是 。假设A点时某动物种群的数量为50只,之后种群数量每年增加35%,则20年后该动物种群数量的算式为 。
(2)若曲线Y表示一定时间内某草原食草动物种群数量的变化情况,则BC段种群的增长速率会 。若在C点时,该地区迁入了大量同种的食草动物,则一定时间后,该动物的环境容纳量会下降,原因是 。
(3)为调查某有害动物的种群密度,某小组采用标记重捕法,在一公顷的范围内第一次捕获并标记了30只,第二次捕获的个体中10只没有标记,4只有标记,因动物被捕捉一次后灵敏度提高,事实上有害动物的密度为 。若曲线Y表示该有害动物的种群数量变化曲线,从曲线和环境容纳量两个方面考虑,控制该有害动物的最有效措施是 。
题组四 种群数量的波动
8.(2024陕西榆林一模)生物的种群数量会受到多种因素的影响。某种群的数量维持在K0值上下,该种群中的部分个体从该区域迁出后(生存环境未发生变化),该种群数量的变化趋势最可能是( )
9.(2024湖南部分校联考期中)图①~④表示某处于平衡状态的生物种群因某些外界环境变化,种群中生物个体数量改变时的四种情形,下列有关产生这些变化的原因的分析中,不正确的是( )
A.若图①为草原生态系统中某羊群的数量变化,则a点后的变化原因可能是过度放牧
B.若图②为某培养装置中酵母菌的数量变化,则b点后的变化原因可能是放入新的酵母菌
C.图③中c点后发生的变化可能是环境遭到破坏,使种群数量下降甚至濒临灭绝
D.若图④表示海洋捕捞,则d点后种群数量可迅速恢复到K值
题组五 培养液中酵母菌种群数量的变化
10.(易错题)(2024福建厦门月考)酵母菌是探究种群数量变化的理想材料,血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具。下图分别表示显微镜下的一个计数室和一个中方格内的菌体分布情况(计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm)。有关叙述正确的是( )
A.血细胞计数板的使用是先滴加培养液,再盖上专用的盖玻片
B.为防止细胞沉降到计数室底部影响计数,加样后需立即在显微镜下观察
C.如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,可寻找菌体数量适中的小方格计数
D.若五个中方格中的酵母菌平均数为图中所示,则估算酵母菌的数量为6×106个/mL
11.(2024河北衡水开学考试)某兴趣小组在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中,经台盼蓝染液染色后,将酵母菌培养液稀释100倍,用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)进行计数,观察到一个中方格的菌体数如图。相关叙述正确的是( )
A.“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中,用滤纸引流让培养液充满血细胞计数板的计数室
B.为避免酵母菌增殖影响实验结果,滴加培养液后需立即计数
C.计数同一样品时,应统计计数室中的4个中方格,再取平均值
D.若用图示中方格内酵母菌代表整个计数室酵母菌的分布情况,则培养液中酵母菌的数量约为2.25×108个·mL-1
12.(2024黑龙江大庆开学考试)某同学完成“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,图1为实验第6天对酵母菌培养液稀释100倍后,利用血细胞计数板(1 mm×1 mm×0.1 mm)统计的结果。图2为培养液中的酵母菌数量随时间的变化情况。下列叙述不正确的是( )
A.对酵母菌进行计数时,从锥形瓶中吸取培养液前进行振荡可减小实验误差
B.实验第6天(图1)培养液中酵母菌的数量约为5×106个/mL
C.该实验不需要另外设置对照组
D.图2中de段的发生可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关
能力提升练
题组一 种群数量变化的综合分析
1.(2023湖北十堰期末)图1~图3表示同一生物种群数量变化的不同指标。以下叙述错误的是( )
A.图1中b点的增长速率与图2中的d点对应
B.图1、2、3都可以表示该种群的数量在自然环境条件下的增长
C.图2中的c~d段种群的数量在减少,图3中的e~f段种群的数量在增加
D.图1、2、3中的b、d、f时,种群内部的竞争达到最大
2.(2024广东汕头期末)图1为某池塘生态系统的种群数量增长速率变化曲线,图2为λ(λ是当年种群数量与前一年种群数量的比值)随时间的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.图1中t1~t2表示环境阻力增大,种群数量减少
B.图2中d~e表示该种群数量呈“J”形增长
C.图1中t0~t1和图2中b~e均可表示种群数量呈“S”形增长
D.图1中t1时种群数量达到K值,图2中b时种群数量最小
3.(2024山西朔州期末,)如图为研究者将大量鸭子引入农田后,蝗虫和鸭的种群数量变化规律(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)。下列叙述错误的是( )
A.影响该地区蝗虫种群密度变化的因素主要是出生率和死亡率
B.N3最可能代表蝗虫种群的环境容纳量
C.该坐标曲线图反映了蝗虫种群数量的变化存在负反馈调节机制
D.该曲线图属于数学模型
4.(2024黑龙江哈尔滨期末,)某农户靠养殖黑山羊发家致富,黑山羊的(K值-种群数量)/K值随种群数量的变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该种群增长速率与种群数量呈负相关
B.(K值-种群数量)/K值越小,种内竞争越小,种群增长率越大
C.种群的年龄结构在S2点是增长型,在S4点是衰退型
D.S5点对应的种群数量接近该种群在该环境中的K值
题组二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
5.(多选题)(2024河北石家庄期末)酵母菌是常用的生物学实验材料。将少量酵母菌接种到一定体积的培养液中,在适宜条件下培养,每隔一段时间测定培养液中酵母菌数目,得到的酵母菌数目变化曲线如图1所示,图2为观察到的血细胞计数板的一个中方格。下列分析正确的是( )
A.利用图2的计数方法获得图1曲线,需要对酵母菌进行染色排除死亡个体
B.实验开始时接种酵母菌数量的多少,会影响到达K值所需的时间
C.用血细胞计数板进行计数时,先盖盖玻片,再用吸管滴加培养液,可以避免计数室产生气泡
D.在指数期种群年龄结构为增长型,每个酵母菌的合成代谢均大于分解代谢
6.(2024安徽宿州阶段练习)图1表示两种类型种群数量变化的曲线。图2是用抽样检测法检测每毫升草履虫数量的操作及结果。图3是某生态学家对某湖泊中鲫鱼和鲤鱼种群的数量进行多年监测的结果(λ表示当年种群数量与前一年种群数量的比值)。请据图回答问题。
(1)一个生物兴趣小组对一支试管培养液中的草履虫数量统计后绘制成图1中的甲曲线,在统计草履虫数量时用到的计数工具是 。将草履虫数量的变化绘制成这种曲线,这种研究方法属于构建 模型。在a点之后引起草履虫数量下降的主要因素可能是 (答出2点即可)。生态学家高斯也曾做过培养草履虫的实验,结果发现在一定量的培养液中草履虫的数量在第五天以后基本维持在K值(环境容纳量)左右。那么K值是指 。
(2)将1 mL培养液稀释10倍后,用抽样检测的方法检测每毫升草履虫的数量。已知每个计数室由25×16=400(个)小方格组成,容纳液体的总体积为0.1 mm3。现观察到a、b、c、d、e 5个中方格80个小方格内共有草履虫n个(如图2),则上述培养液中约有草履虫 个/mL。
(3)图3中鲫鱼种群在t3后种群数量变化类似于图1中 曲线的增长类型;鲤鱼种群在t3时的数量 (填“>”“<”或“=”)t2时的数量。
答案与分层梯度式解析
第2节 种群数量的变化
基础过关练
1.D 牛奶瓶中的空间、食物等资源是有限的,故牛奶瓶中培养的果蝇数量增长不符合“J”形增长曲线,D错误。
2.D 题图是种群的“J”形增长曲线(处于食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种等理想条件下),“J”形曲线中,增长倍数不变,但由于每年种群基数不同,故每年增加的个体数量也不同,A错误,D正确。一个物种引入新的地区后,如果不适应所处环境,种群数量将逐渐减少甚至减少为0;如果适应所处环境,在开始一段时间内,种群数量会呈类似“J”形的增长,但是由于环境资源等是有限的,最终会表现为“S”形增长,B错误。“J”形增长中,种群数量以恒定的倍数增长,因此每年增加的个体逐渐增多,不存在K值,C错误。
3.B 环境容纳量(K值)是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,种群“S”形增长曲线中存在K值,K值并不是种群数量能达到的最大值(K值≠最大值),A错误。影响K值的主要因素是空间和资源,要想提高K值,可改善空间环境、增加食物等资源,B正确。理想条件下种群呈“J”形增长,食物和空间条件充裕,没有天敌,不存在K值,C错误。自然界中种群达到K值后,可以保持相对稳定,也可能由于环境破坏等因素,种群数量急剧下降,D错误。
4.B AB段种群数量一直增加,且BC段种群数量继续增加,因此该短额负蝗种群在AB段的年龄结构为增长型,A正确。CD段种群数量已经达到K值,限制K值的因素可能是食物和空间条件有限等,与种群内个体数量的迁入和迁出无关,D点时迁出部分个体不会导致该短额负蝗种群的K值降低,B错误,D正确。种群数量的“S”形增长曲线中,增长率是逐渐下降的,C正确。
5.A 种群增长率为单位时间内新增加的个体数占原有个体数的比例,且增长率=出生率-死亡率;种群增长速率为单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率);种群呈“S”形增长时,种群增长率逐渐降低,种群增长速率先升高后降低。种群呈“S”形增长时,随种群数量增加,种内竞争加剧;种群数量达到K值之前,出生率>死亡率;种群数量达到K值后,出生率=死亡率,B正确。
6.B 图中阴影部分表示种群数量变化受到的环境阻力(或在环境阻力下被淘汰的个体数目),A正确。种群“J”形增长的数学模型Nt=N0λt中,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,λ是大于1的定值,B错误。bd段种群增长速率逐渐下降,但种群数量仍在增长,出生率大于死亡率,C正确。
种群呈“S”形增长时,增长速率与时间的关系如下图所示:
7.答案 (1)食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 50×1.3520 (2)减小 大量同种食草动物的迁入,导致草原上草的数量减少,引起草场退化 (3)小于105只/公顷 在其数量越少的时候防治越好,通过断绝食物、水源等恶化其栖息环境从而降低环境容纳量
解析 图中曲线X是“J”形曲线,曲线Y是“S”形曲线。(1)“J”形曲线的数学模型公式为Nt=N0λt,其中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,由“种群数量每年增加35%”可知,λ=1.35。(2)若在C点时,该地区迁入了大量同种的食草动物,则该草原上草(食物)的数量减少,引起草场退化,该动物的环境容纳量下降。(3)调查范围是一公顷,第一次捕获并标记了30只,第二次捕获的个体中10只没有标记,4只有标记,估算出此动物的种群密度为30×(10+4)÷4=105(只/公顷);因动物被捕捉一次后灵敏度提高,再次捕捉难度提高,所以估算值比实际值偏大,即事实上有害动物的密度小于105只/公顷。
8.A 生存环境未发生变化,则K值不变(K0)。部分个体迁出后,会使种群数量减少,但种群数量最后会回到K0值,A符合题意。
9.B 根据图示信息,分析选项:
10.D 使用血细胞计数板计数,应先盖上专用的盖玻片,再滴加培养液,A错误。滴加培养液后,需等酵母菌沉降到计数室底部再观察计数,B错误。如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,可将培养液进行适当稀释后再重新制片计数,C错误。在进行酵母菌计数时,计数原则为“计上不计下,计左不计右”,图中中方格计为24个酵母菌,根据中方格有16个小方格可知大方格中有25个中方格,则估算1 mL培养液中的酵母菌有24×25÷(1×1×0.1)×103=6×106(个),D正确。
11.D “探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中,计数用的是血细胞计数板,计数时,先放置盖玻片,然后将培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入计数室,A错误;滴加培养液后,等细胞沉降到计数室底部再开始计数,B错误;由图可知该血细胞计数板的规格是25×16,则计数同一样品时,应统计计数室中的5个中方格,再取平均值,C错误;图中一个中方格(16个小方格)中的酵母菌总共有12个,其中3个被台盼蓝染色,说明为死细胞,不计数,则可计数的酵母菌为9个,则1 mL培养液中的酵母菌约有9÷16×400×10×1 000×100=2.25×108(个),D正确。
12.B 对酵母菌进行计数时,从锥形瓶中吸取培养液前进行振荡,使酵母菌均匀分布,可减小实验误差,A正确。图1中,中方格(16个小方格)中酵母菌数为20,稀释倍数为100,故酵母菌的数量约为20÷16×400×10×1 000×100=5×108(个/mL),B错误。该实验每天同一时间取样计数所得的数据之间构成自身前后对照,不需要另外设置对照组,C正确。图2中de段酵母菌数量减少,主要与营养物质的消耗、pH的改变及有害代谢产物的积累等有关,D正确。
能力提升练
1.C 题述种群的数量在自然环境条件下呈“S”形增长,图1、2、3都可以表示种群数量呈“S”形增长,B正确。图1中的b、图2中的d、图3中的f对应的种群数量为环境容纳量(K值),此时种群的增长速率为0,种群内部的竞争达到最大,A、D正确。图2中c~d段种群的增长速率逐渐下降,但种群数量在增加(K/2→K),C错误。
2.B 分析图1:种群增长速率在t1时最大(种群数量为K/2),t1前逐渐增加,t1后逐渐减小→该种群数量增长符合“S”形增长→种群数量逐渐增多,环境阻力逐渐增大,A、D错误。
分析图2(λ=当年种群数量/前一年种群数量):
3.B 决定一个种群密度变化的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率,影响该地区蝗虫种群密度变化的主要因素是出生率和死亡率,A正确。
根据上图进行分析:蝗虫的种群数量超过N2后会回落到N2(a→b→c),少于N2时会增加至N2(c→d→a),也就是说蝗虫种群数量围绕N2上下波动,所以N2最可能是蝗虫种群的环境容纳量,B错误。蝗虫种群数量增加会使鸭的种群数量也增加(a→b),而当鸭的种群数量增大后会使蝗虫种群数量降低(b→c),即鸭种群数量增加抑制了蝗虫种群数量的增加,所以在蝗虫种群数量的变化过程中存在负反馈调节机制,C正确。
4.D 根据题干和曲线的信息可知,该种群数量存在K值,可见该种群呈“S”形增长。K/2之前该种群增长速率与种群数量呈正相关,K/2之后该种群增长速率与种群数量呈负相关,A错误。(K值-种群数量)/K值越小→种群数量越大→种内竞争越激烈→种群增长率越小(“S”形增长曲线中,种群增长率一直减小),B错误。
5.ABC 据图1可知,酵母菌培养到衰亡期时,统计得到的酵母菌数量下降,说明利用图2的计数方法统计酵母菌数量时统计的是活菌,需要对酵母菌进行染色排除死亡个体,A正确。K值是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,K值大小与接种数量的多少无关,但接种数量的多少会影响到达K值所需的时间,B正确。用血细胞计数板对酵母菌进行计数时,若先加培养液再盖盖玻片,则计数室易产生气泡,应先盖盖玻片,再用吸管滴加培养液,让培养液自行渗入计数室,C正确。在指数期,营养物质丰富,空间充裕,pH、温度、O2均适宜,即酵母菌处于基本无环境阻力的条件,种群年龄结构为增长型;此时,绝大多数酵母菌合成代谢远远大于分解代谢,因此出生率远远大于死亡率,D错误。
6.答案 (1)血细胞计数板(和显微镜) 数学 营养物质不足、代谢产物积累 一定的环境条件所能维持的种群最大数量 (2)5n×105 (3)乙 <
解析 (1)本实验对草履虫种群数量进行统计时,用到的计数工具是血细胞计数板(和显微镜);数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,将草履虫数量的变化绘制成曲线,这种研究方法属于构建数学模型。在a点之后,营养物质的减少、有害物质的积累等导致草履虫种群数量下降。(2)已知每个计数室由400个小方格组成,容纳液体的总体积为0.1 mm3,将1 mL培养液稀释10倍后,用抽样检测的方法检测每毫升草履虫的数量,因此培养液中约有草履虫n(80个小方格中草履虫的总数量)÷80×400×10×1 000×10(稀释倍数)=5n×105(个/mL)。(3)λ表示当年种群数量与前一年种群数量的比值,图3中的鲫鱼种群在t3之后,λ>1且保持恒定,种群呈“J”形增长,与图1中的乙曲线相似;t2~t3时间段,鲤鱼种群λ<1,种群数量下降,则鲤鱼种群在t3时的数量小于t2时的数量。
种群数量
分析
K/2
增长速率最快,种群数量增加,C正确
大于K/2
(小于K值)
种群增长率降低,但种群数量仍在增长,对应的年龄结构应为增长型,A错误
K值
种群数量较K/2时多,种内竞争较K/2时激烈,D正确
图示信息
选项分析
图①种群数量在达到K值一段时间后又急剧增加,一段时间后又迅速下降,低于最初的K值
过度放牧时,羊群的数量会先增长,但此时羊群的数量已经超出环境能承载的数量,会使牧草的数量快速下降,随后羊种群数量因缺少食物而下降,符合图①曲线,A正确
图②种群数量在达到K1值后,又出现了K2值(环境容纳量升高),是由于空间和资源发生了改变
可能是更换了培养液,而放入新的酵母菌会使种内竞争更为激烈,不会改变K值,B错误
图③中c点后种群数量迅速下降,最终为0
很可能是环境遭到了破坏,环境容纳量降低,使种群数量急剧下降甚至灭绝,C正确
图④表示海洋捕捞
当种群数量下降至K/2时,种群增长速率最大,此后种群数量会迅速恢复到K值,D正确
种群数量达到K值→(K值-种群数量)/K值=0→曲线与横轴相交
S2点和S4点种群数量均未达到K值,都为出生率>死亡率,年龄结构都是增长型,C错误
S5点接近横轴,对应的种群数量接近该种群在该环境中的K值,D正确
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