人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化一课一练

第2节　种群数量的变化

第一部分 知识强归纳

【思维导图】

【考点归纳】

1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式，主要包括数学公式模型和曲线图模型，其中更精确的是数学公式模型，更直观的是曲线图模型。

2.建立数学模型的一般步骤

3．种群的“J”形增长

(1)含义：在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。

(2)数学模型

①模型假设

a．条件：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。

b．数量变化：种群的数量每年以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

②建立模型：t年后种群数量表达式为Nt＝N0λt。

③各参数的含义

4. 种群的“S”形增长

(1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。

(2)数学模型

①模型假设

②建立模型

(3)环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。

(4)应用

①野生大熊猫数量锐减的原因：栖息地遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，K值变小。

②应对措施：建立自然保护区，改善栖息环境，提高环境容纳量。

5．种群数量的波动

(1)影响因素

(2)数量变化：①大多数种群的数量总是在波动中；②处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发；③长久处于不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。

【核心归纳】

1．“变式法”解读“S”形曲线

三图对比分析解读：

(1)t1之前，种群数量小于，由于资源和空间相对充裕，出生率>死亡率，种群数量增长较快。

(2)t2时种群数量为，此时出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率达到最大值。

(3)t1～t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降，但出生率仍大于死亡率。

(4)t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。

2．有关K值的两个可变性

(1)对图甲模型的解读

①K值是可变的。K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降，达到一个新的K值；当环境条件状况改善后，K值会上升，如图甲所示。

②达到K值后种群数量仍是可变的，会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值，如图甲。

③K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即一定的环境条件所能维持的种群的最大值；种群所能达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为已超过环境承载量。

(2)对图乙模型的解读：被捕食者种群超过N2，则引起捕食者种群数量增加；捕食者种群数量超过P2，则引起被捕食者数量减少。两者相互作用，使被捕食者和捕食者的数量分别在N2和P2水平上保持动态平衡，从而判断被捕食者和捕食者的K值分别为N2和P2。

3．K值的不同表示方法

图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为。

4、增长速率和增长率的界定

（1）．种群增长率：指种群在一定时间内增加的个体数占原有个体总数的比率，即增长率＝×100%。“J”形曲线增长率为恒定值，“S”形曲线增长率为“逐渐下降”。

（2）．种群增长速率：指单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率)，即增长速率＝一定时间内增加的个体数量/时间。“J”形曲线增长速率一直上升，也呈“J”形，“S”形曲线增长速率呈“钟形”，如下图所示：

假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年)内，由初始数量N0增长到Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为

增长率＝×100%＝×100%

增长速率＝×100%＝×100%

5.种群“J”形增长的数学模型λ值与种群密度关系分析

种群“J”形增长公式Nt＝N0λt中，λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数，其与种群密度的关系分析如下：

(1)λ>1时，种群密度增大，如图中AB段。

(2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点。

(3)λ<1时，种群密度减小，如图中BD段。

6.“J”形增长曲线与“S”形增长曲线的比较

【必考点】

1.培养液中酵母菌种群数量的变化

2.影响实验结果的误差分析及改进办法

3.实验注意事项

(1)先盖盖玻片，再滴加培养液，否则可能导致计数室内液体增多，计数结果偏高。

(2)从试管中吸出培养液进行计数前要振荡试管，使菌体分散开来，混合均匀，减小实验误差。

(3)等酵母菌全部沉降到计数室底部，再放置在显微镜下计数，目的是防止分辨不清酵母菌和格线而产生误差。

(4)对于压在中格界线上的酵母菌，一般只取相邻两边及夹角计数。

(5)每天应定时取样，取样前振荡试管使酵母菌分布均匀。

(6)酵母菌密度过大时应稀释处理。

(7)本实验不需设置对照组，但必需做重复实验。

4．单细胞的计数方法——血细胞计数板计数法

(1)血细胞计数板

血细胞计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。它由四条下凹的槽构成三个平台。中间的平台较宽，它的中间被一个短横槽隔为两半，每个半边上刻有一个方格网(如图A)。每个方格网上有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。这个大方格长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。

计数室通常有两种规格，一种是大方格分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格；另一种是大方格分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格。这两种规格的计数室，每个大方格都由400个小方格组成。

(2)计数规则(以计数酵母菌为例)

①如图B所示，25中格×16小格的计数板，需要对四个顶角及中央5个中格中的酵母菌进行计数；如图C所示，16中格×25小格的计数板，则只需对四个顶角中格中的酵母菌进行计数。随后估算出每个小方格中的酵母菌数。

②对于压在中方格边线上的酵母菌，只计数相邻两边(记上不记下、记左不记右)及其夹角上的个体。

③若一个小方格中酵母菌数量过多，可先对样品进行适当稀释后，再重新制片，观察计数。

④每个样品应计数三次，取平均值。

(3)计算公式(以计数酵母菌为例)

第二部分 针对训练

【知识强化练】

1．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建构数学模型一般包括以下步骤。下列排序正确的是（    ）

①根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达

②观察研究对象，提出问题

③通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正    ④提出合理的假设

A．②④①③ B．②③④①

C．④②①③ D．①②③④

2．在研究种群数量变化规律时，常常需要建构数学模型。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。下面是有关种群数量变化及其数学模型的描述，正确的是（　　）

A．数学模型的建构一般需要在观察实验对象的基础上提出问题，然后作出假设，再根据实验数据用适当的数学形式进行表达

B．种群增长的数学模型常用形式有数学公式和曲线图，与数学公式相比，曲线图能更加直观准确地反映出种群的增长趋势

C．种群增长的数学模型侧重于对种群数量变化规律进行准确的定量描述，而通常不对种群数量变化作定性描述

D．在建构种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线过程中，必须严格按每个实验数据进行绘制，不能对数据进行加工处理

3．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。种群增长的数学模型有曲线图和数学方程式，下列关于种群的“J”型增长曲线的叙述错误的是（ ）

A．数学方程式模型可表示为：t年后种群数量为：Nt＝N0λt（第二年的数量为第一年的λ倍）

B．条件是食物和空间充裕、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

4．蝗虫侵入某地区后其数量迅速增长，其种群数量的变化如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）

A．第4个月时，蝗虫数量增长速率最快

B．这7个月蝗虫种群数量的增长曲线近似“S”型

C．在4～7月期间，蝗虫种群的环境容纳量变小

D．在第4个月时，治理蝗灾效果最佳

5．种群数量变化受到很多非生物因素的影响。下列相关表述不正确的是（   ）

A．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的

B．林下光照较弱不会导致所有林下植物的种群数量下降

C．气温骤降对某些昆虫种群数量的影响强度与各自的种群密度无关

D．非生物因素均通过影响出生率和死亡率进而影响种群数量的变化

6．影响种群数量变化的因素中，随着种群密度的变化而变化的因素，称为密度制约因素；有些因素虽然对种群数量起限制作用，但其作用强度和种群密度无关，称为非密度制约因素。下列关于种群密度制约因素的说法，正确的是（    ）

A．传染病在密度小的种群中更容易传播，属于密度制约因素

B．当种群数量超过环境的负载能力时，密度制约因素的作用增强

C．连年干旱的条件下，蝗虫卵成活率会提高，干旱属于密度制约因素

D．制约因素是通过影响出生率、死亡率或迁入率、迁出率间接影响种群数量

【拓展提升练】

7．关于“S”型曲线的叙述，错误的是（    ）

A．t0～t1之间，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，增长速率不断增加

B．t1～t2之间，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降

C．t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0

D．为有效防治蝗灾，应在t1时及时控制其种群密度

8．下列有关“S”型曲线 K 值的改变与事实相符合的叙述是（    ）

A．X 轴为外界蔗糖溶液浓度，Y 轴为叶肉细胞渗透失水量，在 c 点时，用纤维素酶去除细胞壁，K 值将改变

B．X 轴为光照强度，Y 轴为绿色植物实际光合作用量，在 c 点适当提高光照强度，K 值将提高

C．X 轴为氧气分压，Y 轴为水稻根细胞对硅的吸收速率，在 c 点时中耕松土，K 值将改变

D．X 轴为时间、Y 轴为某种群个体数，在 c 点改变环境条件或种群遗传因素，K 值将改变

9．某种群的年龄结构如下图甲所示，增长曲线如下图乙所示。下列有关叙述正确的是（    ）

A．图甲的年龄结构是稳定型，对应图乙的t1时期

B．图甲的年龄结构是增长型，对应图乙的t2时期

C．图乙所示的曲线中，t2时种群的出生率为0

D．若要保护濒危动植物，应降低环境阻力，提高K值

10．下图表示某 S型增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。以下描述错误的是（    ）

A．当种群达到环境容纳量（K 值）时，其对应的种群数量是b

B．对于农业害虫的防治，应在害虫数量达到K/2之前进行

C．对于某种渔业生物资源的利用应在种群数量达到b时进行捕捞

D．c点时该种群为衰退型，且λ值＜1

11．图甲、图乙和图丙分别是与种群数量变化有关的曲线图。下列叙述正确的是（    ）

A．图甲可表示种群的“J”型增长，种群每年增长的数量相同

B．种群数量达到K值时，其种群增长率可用图乙表示

C．图丙所示的种群数量先增加后减少，且在t1时种群数量最大

D．图甲和图丙可表示不同种群的数量增长，两种群的区别在于前者的生存环境没有环境阻力

12．一段时间内，某自然生态系统中甲种群的增长速率变化和乙种群的数量变化如图所示。下列有关叙述正确的是（    ）

A．不同时刻甲和乙的种群数量可能相同

B．甲、乙种群数量的增长模型一定不同

C．t3时刻乙种群数量达到环境容纳量

D．t2时刻后甲种群的数量将逐渐减小

13．下图是多刺裸腹蚤在三种不同温度条件下的种群数量增长曲线图，下列说法错误的是（　　）

A．对一个种群来说，环境容纳量(K值)不是固定不变的

B．随着温度降低，种群数量达到K值的时间逐渐延长

C．在中等适温条件下，K值最大，K/2时种群的增长速率也最大

D．在较低温条件下，K值最小，K/2时种群的增长速率也最小

14．科学家研究某区域田鼠的种群数量变化，得到该种群在数年内的出生率和死亡率的比值曲线如图所示。在不考感迁入、迁出的情况下，下列说法正确的是（    ）

A．a、b两点时对应的种群自然增长率相等

B．田鼠种群数量在b～c时期经历了先上升后下降

C．该田鼠种群增长为“S”型增长，c点时种群密度最小

D．从图中可知0～d时期田鼠种群数量出现了周期性波动

15．20世纪90年代，野生狼群重现可可西里自然保护区，研究人员连续20年对其数量进行跟踪调查，结果如图。下列有关叙述错误的是（　　）

A．调查狼的种群数量可采用逐个计数法

B．第1~5年该动物种群数量呈“J”形增长

C．第5年后种群数量开始下降，第15年数量最少

D．若环境条件改善，则第20年后的“λ”值可能大于1

16．下图为不同种群数量增长的“J”形和“S”形曲线。若不考虑迁入和迁出，下列有关叙述错误的是（    ）

A．改善生物的栖息环境可使曲线B的K值增大

B．因为死亡率大于出生率，所以bc段种群增长速率逐渐下降，

C．曲线A种群的增长可用Nt=N0λt的数学模型表示

D．曲线A和B比较，可说明在自然条件下种群数量的增长受环境阻力的制约

【重点突破练】

17．为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了①~⑥的操作，其中操作正确的有几项（　　）

①将适量干酵母菌放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养

②用吸管从锥形瓶中吸取培养液进行计数之前，将试管轻轻震荡几次

③将盖玻片放在计数室上，在盖玻片边缘滴一滴培养液

④用滤纸吸除血球计数板边缘多余的培养液

⑤将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数

⑥酵母菌在不同时间内的数量不能形成前后自身对照，需另设对照实验

A．3项    B．4项    C．5项      D．6项

18．某同学在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，可能观察到的细胞分散情况如图2所示。下列推断错误的是（    ）

A．该血细胞计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1mm

B．若实验中多次出现图2中c的现象，可能是由于样液未充分摇匀或稀释倍数不够所致

C．根据抽样和计算获得的数据绘制酵母菌种群数量增长曲线，属于建立酵母菌种群数量变化的数学模型

D．本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照；为了减少实验误差需要做重复实验

19．酵母菌是探究种群数量变化的理想材料，血球计数板是酵母菌计数的常用工具，如图表示一个计数室及显微镜下一个中方格菌体分布情况。下列有关叙述错误的是（    ）

A．每次选取计数室四个角和中央的五个中格计数，目的是重复实验以减小误差

B．需要先盖盖玻片再滴加样液，等酵母菌全部沉降后方可计数

C．每天定时取样前要摇匀培养液，目的是使酵母菌均匀分布，减小误差

D．若五个中格酵母菌平均数为上图所示，则估算酵母菌的总数为6×106个/mL

20．在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，采用规格为16中格（400小格，0．1mm3）的血球计数板进行计数，培养液稀释了100倍，检测四角上中格的酵母菌数量分别为22、26、24、28。下列有关叙述正确的是（    ）

A．此培养液中酵母菌数量约为4×108个mL，该实验无对照实验

B．制片时，先将盖玻片放在计数室上，吸取培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入

C．吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使酵母菌获得充足氧气

D．取样时避免吸到底部的死菌，滴管应轻轻吸取，避免晃动菌液

21．下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，正确的是（    ）

A．培养过程中，培养用具和培养液必须经过严格的灭菌处理

B．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液

C．先向计数室内滴加培养液，然后再将盖玻片放在计数室上

D．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应稀释后再计数

22．下图是某学习小组探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化进行的三组实验，定期对不同培养液中的酵母菌进行计数，绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a、b、c。下列关于此图的分析，不正确的是（    ）

A．a组的环境容纳量可能最大

B．本实验可能是探究影响种群数量变化的外因，如温度或pH或营养物质的量

C．三组实验中，b组营养物质种类，温度，pH值可能最适宜，而且营养物质最多

D．酵母菌计数方法为抽样检测法。

23．在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，将酵母菌培养液稀释103倍后，用血细胞计数板（规格为1 mm×1 mm×0.1 mm）进行计数，观察到如图的视野。有关叙述正确的是（　　）

A．先盖盖玻片，后在盖玻片一侧滴少量样液，另一侧用吸水纸吸引

B．加样液之前，要对计数室进行镜检，若有污物必须清洗

C．滴加培养液后应立即计数，以防止酵母菌沉降到计数室底部

D．若仅依据图示结果，可以估算培养液中酵母菌密度为3.5×107个·mL－1

24．某兴趣小组调查10mL质量分数为5%的葡萄糖溶液中酵母菌种群数量的变化，得到了图2的变化曲线，图1是在统计酵母菌数量时的一个样方中酵母菌的分布情况。下列分析正确的是（    ）

A．统计图1中酵母菌数量时，只计数样方内的酵母菌

B．调查酵母菌数量时，采用的是逐个计数的方法，可获得准确的种群数量

C．酵母菌种群在固定容积培养液中的增长模式呈现“S”型，说明无环境阻力的存在

D．种群数量在第6天出现下降，与营养成分的减少、有害代谢废物的积累有关