2020-2021学年第2节 种群数量的变化习题

第2节　种群数量的变化

基础巩固

1.建构数学模型一般包括以下步骤,下列排列顺序正确的是(　A　)

①观察研究对象,提出问题　②提出合理的假设　③根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达　④通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正

A.①②③④ B.②①③④

C.③④①② D.②③①④

解析:建构数学模型的一般步骤是提出问题→作出假设→用数学形式表达→检验或修正。

2.下列关于探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的叙述,

错误的是(　B　)

A.将酵母菌接种到培养液中,并进行第一次计数

B.从静置的培养液中取适量上清液,用血细胞计数板计数

C.每天定时取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线

D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一

解析:抽样检测时,需将培养液振荡、摇匀后取样,使结果更准确。

3.某岛屿在1937年引入一批荷兰兔,后来研究人员经过一段时间的调查,得到下列数据,下列说法正确的是(　D　)

A.从表中可知,该种群的环境容纳量为800左右

B.该种群进入这个环境后数量呈“S”形增长

C.该物种进入该岛屿后随着时间的推移种群数量一定越来越多

D.该种群的数量增长较快的原因之一是岛屿上的食物和空间充裕

解析:该荷兰兔种群的增长倍数为2,说明这几年间,该种群数量增长曲线为“J”形,在表格的年份中暂时没有出现环境容纳量;由于该岛屿的环境资源和空间有限,该物种进入该岛屿后随着时间的推移种群数量不会一直越来越多。

4.在自然条件下,种群增长曲线一般呈“S”形。假设种群的K值为200,N表示种群数量,下列据表分析不正确的是(　A　)

A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后

B.防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行

C.渔业捕捞后需控制剩余量在S3点

D.的值为0.50时,种群增长速率最大

解析:在自然条件下,种群增长曲线一般呈“S”形,说明环境阻力对种群增长的影响始终存在。

5.如图甲是某种兔迁入新环境后种群增长速率(单位时间内种群数量的改变量)随时间的变化曲线。第3年时用标记重捕法调查该兔的种群密度,第一次捕获50只,全部标记后放回,一个月后进行第二次捕捉,在第二次捕到的兔中,未标记的有60只、标记的有20只;如图乙表示动物A迁入某岛屿后种群数量的变化趋势。下列相关说法正确的是(　A　)

A.图甲对应的兔种群在新环境中的K值约为400只

B.图乙中d点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值

C.若图乙表示田鼠的种群数量变化,则在b点对应的时间进行防治

最好

D.图甲中第5年时种群数量最少

解析:第3年兔种群的数量N=[(60+20)×50]/20=200(只)。分析图甲曲线可知,第3年种群增长速率最大,此时的种群数量相当于K/2,故该兔种群在新环境中的K值约为400只;种群数量在c点或e点对应值附近波动,则c点或e点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值;防治有害生物,应该在种群数量达到K/2以前进行;图甲中第5年时种群数量最多,达到K值。

6.科研人员用模型建构的方法研究某个种群数量的变化时,绘制出下图,图中的λ=某一年种群数量/一年前种群数量。下列有关说法正确的是(　D　)

A.2011—2013年,λ保持不变,说明种群数量没有发生变化

B.2013—2018年,种群数量先增多后减少

C.2016年该种群数量为该环境对这个种群的最大容纳量

D.该图能反映出种群数量的增长趋势,是一种数学模型

解析:λ=某一年种群数量/上一年种群数量,2011—2013年,λ保持不变,但一直大于1,说明该期间种群数量一直增长;2013—2018年,

λ一直大于1,说明该期间种群数量一直增长;根据图中数据,不能确定相应环境对这个种群的最大容纳量。

7.在放有5 mL培养液的培养瓶中放入少量酵母菌菌种,然后每隔一天统计一次酵母菌的数量。经过反复实验,得出如图所示的结果。对这一结果的分析,错误的是(　B　)

A.酵母菌的数量增长呈现出“S”形的原因可能与营养液浓度有关

B.酵母菌种群数量达到200时,种内竞争达到最大

C.如果酵母菌数量过多,需稀释后再计数

D.该培养瓶内酵母菌种群的环境容纳量约为400

解析:酵母菌的环境容纳量约为400,此时种内竞争达到最大,当酵母菌的数量为200,即K/2时,种群增长速率最快,但种内竞争没有达到最大。

8.丹顶鹤是世界珍稀濒危鸟类,科学家研究了苏北地区丹顶鹤越冬种群数量及栖息地分布变化,获得如下数据。研究发现,20世纪 80年代,丹顶鹤广泛分布于长江中下游的内陆湖泊周围和江苏沿海地区。由于人类活动干扰加强,内陆湖泊周围已不适合丹顶鹤栖息, 20世纪 90年代,丹顶鹤越冬栖息地分布在沿海滩涂湿地。到了21世纪初,栖息地分布点逐渐减少,分布方式也由连续分布变为间断分布。下列有关叙述正确的是(　B　)

A.2015 年丹顶鹤的种群数量约为图中最大值的一半,种群增长速率最快

B.影响丹顶鹤越冬种群数量变化的环境因素之一是栖息地数量

C.1980—2015年,丹顶鹤种群数量处于不规则波动状态,不可能出现种群爆发

D.用标记重捕法调查丹顶鹤的种群数量,应选择颜色醒目不易脱落的标记物

解析:据图分析,2015年丹顶鹤的种群数量处于波动之中,虽然该年种群数量约为图中最大值的一半,但无法估算该年的种群增长速率;

栖息地数量不断减少或增加,导致丹顶鹤越冬种群数量随之发生变化,因此栖息地数量是影响丹顶鹤越冬种群数量变化的环境因素;具不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的爆发;用标记重捕法调查丹顶鹤的种群数量,标记物不能过分醒目,否则会影响标记动物生活

状态。

9.如图为种群数量增长曲线,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%,计算20年后该动物种群数量的算式为　　　　　　　　　。

(2)若某动物种群数量增长曲线为曲线Y,B点时该动物种群的年龄结构属于　　　　型。 

(3)若曲线Y表示某地东亚飞蝗种群数量变化。从生物与环境的角度也可以通过　　　　　　　　　　　　  　　　　(答出一点即可)

措施使C点下移。  

解析:(1)曲线X为“J”形增长曲线,该曲线是在理想的环境条件下出现的,如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。种群数量每年增加35%,也就是第二年是第一年的1.35倍,

即λ=1.35,根据最初数量为50只,可以计算20年后种群数量的算式为N20=50×1.3520。

(2)若某动物种群数量增长曲线为曲线Y,即“S”形增长曲线。B点时的种群数量为K/2,此时该动物种群的增长速率最大,据此可知种群的年龄结构属于增长型。

(3)若曲线Y表示某地东亚飞蝗种群数量变化可通过向环境中引入蝗虫天敌、减少蝗虫食物等措施降低蝗虫种群的K值。

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)增长　(3)引入蝗虫的天敌、减少蝗虫的食物来源等

10.某生物实验小组将酵母菌接种到装有10 mL液体培养基的试管中,通气培养并定时取样计数,然后绘制增长曲线。图甲是小组成员用血细胞计数板观察到的培养结果(样液稀释10倍,血细胞计数板规格为1 mm×1 mm×0.1 mm),图乙曲线a、b是两批次酵母菌在相同条件下培养的结果。请分析回答下列问题:

(1)酵母菌种群数量的调查方法为　　　         　　,取样时应先振荡试管,目的是　　　　　  　    　　　。制片时应该在盖盖玻片　　       　(填“前”或“后”)滴加样液。  

(2)在计数前,采用台盼蓝染液染色;若细胞被染成蓝色,则　　　　　(填“需要”或“不需要”)计数。计数时,若图甲双线边内有4个细胞为蓝色,此时试管中酵母菌数量约为　　　　个。  

(3)比较图乙中t1时两批次培养的酵母菌的种内竞争强度是　　　　。

(填“a>b”“a=b”或“a<b”)。  

(4)t2时两批次培养液中营养物质的剩余量　　　 　(填“相同”或“不同”),可能的原因为　 　                        。

解析:(2)由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,不会被台盼蓝染液染色,若细胞被染成蓝色,则该酵母细胞为死细胞,不需要进行计数。对边线上的酵母菌计数时需遵循“计上不计下、计左不计右”的原则;图甲双线边内有4个细胞为蓝色,该4个细胞不需要计数,则图甲一个中方格内共计有20个活酵母菌,则试管中酵母菌数量约为20÷16×400×10×104×10=5×108(个)。(3)由图乙可知,曲线a、b均为“S”形增长曲线,在t1时b批次培养的酵母菌的种群数量多于a批次,种内竞争强度更大,故两批次,种内竞争的强度关系是a<b。(4)t2时,a、b两批次均达到K值,但由于b批次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。

答案:(1)抽样检测法　使酵母菌分布均匀　后　(2)不需要　5×108　(3)a<b　(4)不同　b批次先达到K值,消耗的营养物质较多

素养培优

11.研究人员用样方法调查了某地北点地梅(一年生草本植物)的种群数量变化,结果如图所示。下列叙述正确的是(　B　)

A.1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低

B.1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段

C.统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值

D.由于环境条件的限制,5年间该种群数量呈“S”形增长

解析:1972年北点地梅种群密度比1975年的大,个体间生存斗争也大;从图中数据可知1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段;统计种群密度时,不应舍弃所得数据;由图中种群数量变化可知,5年间种群数量逐渐减少,不呈“S”形增长。

12.下列对种群数量变化曲线的解读,合理的是(　C　)

A.图1、2所示为种群在一定环境条件下的增长规律,图3所示为曲线Ⅰ条件下种群的存活率

B.鱼类捕捞在图1的e点、图2的g点和图3的i点时进行,能获得最大日捕捞量

C.若图1为酵母菌种群数量增长曲线,曲线Ⅰ和Ⅱ之间阴影部分代表生存斗争中死亡的个体

D.图3曲线的i点,种内斗争最激烈

解析:种群存活率越高种群的增长越快,图3所示曲线种群数量达到K/2时增长最快,达到K时增长最慢,符合图1曲线Ⅱ条件下种群的存活率;图1的e点、图2的g点和图3的i点时种群数量增长最快,但种群密度不是最大,不能获得最大日捕捞量;种群密度越大,个体间因食物和空间等资源的斗争越激烈,图3曲线的i点并没有达到最大种群数量,种内斗争不是最激烈的。

13.如图甲是草原上某两类生物种群数量变化的动态曲线,其中r对策生物通常个体小、寿命短,生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物通常个体大,寿命长,生殖力弱但存活率高,亲代对后代有很好的保护。图乙是种群数量变化曲线。请回答下列问题:

(1)田鼠的寿命只有两年,几乎全年均可繁殖,属于　　        　　(填“r对策”或“K对策”)生物,这类生物很难消灭,在种群密度极低时也能迅速回升。若在食物和空间条件充裕等理想环境下,田鼠的数量会出现图乙中的曲线Ⅰ的增长趋势,此时需控制该曲线数学公式模型中的　　　　参数来有效控制鼠害。若田鼠的初始数量是N0,增长率是1.47%,t年后田鼠的数量是Nt=　　　　(列出数学公式即可),但种群难以在较长时间内按此模型增长,是因为　 　        。

(2)K对策生物的种群数量高于或低于　　　　(填“S”或“X”)点时,都会趋向该平衡点,因此种群通常能稳定在一定数量水平上,该数量水平被称为　　　　　　。根据图甲可知,野马等珍稀濒危动物,其数量一旦低于X点,就会逐渐走向灭绝,对此可采取的保护措施是保护其栖息环境,包括提供充足的　　　　　　　　条件,控制其天敌的数量等。 

(3)图乙曲线Ⅱ是草原中田鼠最终呈现的增长曲线,则c点田鼠种群的增长速率　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)a点的增长速率,de段田鼠种群的年龄结构为　　　　。在该草原投放了一定数量的蛇可缓解草原的鼠患,曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的是ef段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境而部分死亡,则图中α的角度将会　　　　。 

解析:(1)田鼠通常个体小、寿命短、生殖力强,属于r对策生物。“J”形增长曲线中t年后种群数量的数学公式模型可表示为Nt=N0λt,理想条件下需通过控制公式中的λ来有效控制鼠害。若田鼠初始数量是N0,增长率是1.47%,则λ=1+1.47%,t年后田鼠的数量是Nt=N0(1+1.47%)t。

自然界的食物和空间资源总是有限的,随种群密度增大,种内竞争加剧等原因,使种群的出生率降低,死亡率升高,从而导致种群增长变缓,不能长期呈“J”形增长。(2)由图甲可知,K对策生物种群数量小于X点时,会走向消亡,大于X点时(无论是高于S点还是低于S点)都会趋向平衡点S点,该平衡点即环境容纳量。保护濒危动物最根本的措施是建立自然保护区,保证其食物和空间条件充裕,从而提高环境容纳量。(3)图乙曲线Ⅱ中c点的斜率小于a点,表明c点对应的种群增长速率小于a点。de段种群数量基本不变,年龄结构为稳定型。一定数量的蛇可缓解草原的鼠患,使田鼠种群数量减少,若投放的蛇部分死亡,则田鼠种群数量减少变缓,α的角度增大。

答案:(1)r对策　λ　N0(1+1.47%)t　当种群密度增大时,种内竞争加剧等原因,使种群的出生率降低,死亡率升高,从而导致种群增长变缓　(2)S  环境容纳量(或K值)　食物和空间　(3)小于　稳定型　增大