2021新高考生物人教版一轮学案：选择性必修部分模块2第1单元第1讲　种群的特征　种群数量的变化


【模块二　生物与环境】

第一单元　生物与环境
第1讲　种群的特征　种群数量的变化
考纲研读备考定位
考纲要求
核心素养
1.列举种群的特征。
2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动。
3.活动：探究培养液中某种酵母种群数量动态变化。
1.生命观念——通过分析影响种群数量变化的因素，建立生物与环境相统一的观点。
2.理性思维——通过“J”型增长与“S”型增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力。
3.科学探究——通过实验“调查种群密度的方法”及“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”掌握实验方案的设计与实施及对实验结果的分析与评价能力。
4.社会责任——通过归纳种群数量变化在实践中的应用，养成关注生产实践、学以致用的态度。
考点一　种群的特征

1．种群的概念
种群是指在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
2．种群的数量特征

(1)种群密度是种群最基本的数量特征。
(2)直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。
(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。
3．种群的空间特征
(1)含义：种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
(2)类型

易错整合，判断正误。
(1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群(　√　)
(2)年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征(　×　)
(3)橡树种子常在母株附近形成集群是空间特征，由于微甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征(　√　)
(4)种群出生率增加，种群密度一定增大(　×　)
(5)稳定型的种群的种群数量在任何情况下都能保持稳定(　×　)
(6)性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的(　×　)
(7)田鼠的种群密度是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的(　√　)
(8)用标志重捕法调查某动物的种群密度时，由于被标记动物经过一次捕捉，被再次重捕的概率减小，由此将会导致被调查的种群的数量较实际值偏小(　×　)
(9)用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，要选择植物生长茂盛处取样(　×　)

　如图是有关种群特征的概念图，据图分析：

(1)图中①～⑤分别代表种群的什么特征？
(2)春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是什么？
(3)利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的密度，原理是怎样的？
(4)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重，他得出此结论的依据最可能是什么？
[提示](1)①～⑤分别代表种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。其中，年龄组成既影响出生率又影响死亡率，但性别比例只影响出生率。
(2)迁入率和迁出率。
(3)性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，降低出生率，从而降低种群密度。
(4)蝗虫的年龄组成为增长型。


1．“两看法”选择种群密度的调查方法

2．样方法与标志重捕法的区别
比较项目
样方法
标志重捕法
调查对象
植物或活动范围小的动物
活动范围大的动物
调查程序
确定调查对象
↓

↓
计数
↓
计算种群密度
(取平均值)
确定调查对象
↓
捕获并标记(数量为N1)
↓
重捕、计数
↓
计算种群密度
(＝)
注意事项
①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少
④宜选用双子叶植物
①标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同
②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰
③标记物和标记方法不能影响动物正常的生命活动
④标记物不能过于醒目，不易脱落
　　■
样方法应注意的六个问题
(1)调查对象要选熟悉的又容易计数的植物，如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。
(2)选取样方时，要注意随机取样，且选取平坦、宽阔、被调查种群分布比较均匀的地段。
(3)选取样方的个体数要依总面积的大小而定。总面积大的选取的样方要多些。
(4)植物的种类不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积约为100 m2，灌木约为16 m2，草本植物为1 m2。
(5)样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查。
(6)计数原则。若有正好长在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右，顶角只计一次”的原则，即只计数样方相邻两条边上及其顶角的个体。 同种植物无论大小都应计数。如下图(图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示应统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径)。


考向一　种群的基本特征及其内在联系
　　例1 (不定项选择题)种群的数量特征之间的关系可用下图表示，下列有关叙述正确的是( BD )

A．①为性别比例，人类的性别比例接近1︰1
B．②为出生率和死亡率、迁入率和迁出率
C．④为年龄结构，可以影响出生率和死亡率
D．③为种群数量，其增长方式在自然界中一般呈“S”型增长
[解析]　种群的年龄组成可预测种群密度变化，所以图中①为年龄组成，A项错误；出生率和死亡率、迁入率和迁出率可决定种群密度的大小，所以图中②为出生率和死亡率、迁入率和迁出率，B项正确；性别比例对种群密度也有一定的影响，所以图中④为性别比例，C项错误；③为种群数量，其增长方式在自然界中一般呈“S”型增长，D项正确。
〔对应训练〕
1．(2018·浙江省高三生物联考)下列有关种群特征的叙述，正确的是(　C　)
A．种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比例都是种群内个体特征的统计值
B．年龄金字塔底部的大小代表种群中最年轻年龄组的个体数
C．出生率主要由性成熟的早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定
D．种群数量稳定在K值时，其性别比率为11
[解析]　种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比例都是种群数量特征的统计值，A错误；年龄金字塔底部的大小代表种群中幼年年龄组的个体数，B错误；出生率主要由性成熟的早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定，C正确；种群数量稳定在K值时，其出生率和死亡率相当、迁出率与迁入率相当，但其性别比率未必是11，D错误。
考向二　种群密度的调查
例2 (2019·东北三省名校联考)某兴趣小组成员在草原上调查田鼠的生存状况，根据所学知识，回答下列问题：
(1)调查动物的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。某次调查时，在3 km2的区域内共捕获了60只田鼠，做好标记后重新放回到草原上，一周后再次捕获了60只，其中发现带有标记的只有4只，则该区域内田鼠的种群密度为300只/km2。
(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。
(3)调查过程中，如果标记物容易脱落，则用标志重捕法得到的数据会偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”)；如果动物被捕获并标记后难以被再次捕获，则利用标志重捕法计算出的种群密度与实际种群密度相比可能偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”)；误将部分未标记个体统计为标记个体，则计算出的种群密度与实际种群密度相比会偏小(填“偏大”“偏小”或“不变”)。重捕时方法不当造成已捕获的标记个体死亡，会导致估算数值与实际数值相比会不变(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[解析]　(1)标志重捕法的计算公式为：标记总数/N＝重捕中被标记的个体数/重捕总数(N代表种群个体总数)，根据题意，则60/N＝4/60，得N＝900(只)，由于区域面积是3 km2，故该区域内田鼠的种群密度为300只/km2。(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。(3)根据标志重捕法的计算公式：标记总数/N＝重捕中被标记的个体数/重捕总数(N代表种群个体总数)，如果标记物容易脱落，会导致重捕中被标记个体数量减少，所以所得数值可能偏大；如果动物被捕获并标记后难以被再次捕获，导致重捕中被标记个体数量减少，则利用标志重捕法计算出的种群密度与实际种群密度相比可能偏大；如果误将部分未标记个体统计为标记个体，则计算时重捕中被标记个体数量增多，导致计算出的种群密度与实际种群密度相比会偏小。如果已捕获的标记个体死亡，则不会影响估算数值。
〔对应训练〕
2．如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是(　C　)
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
[解析]　蒲公英个体较小，分布较广，不方便逐个计数，A错误；样方法是估算种群密度的方法，应在被调查范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内种群密度的平均值作为该地区种群的种群密度估计值，故B、D错误，C正确。

考点二　种群数量的变化规律及应用

1．种群数量变化的研究
(1)方法：构建数学模型。
(2)步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。

2．种群数量增长的两种曲线
(1)区别
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型


前提条件
理想状态：
①食物和空间条件充裕；
②气候适宜；
③没有敌害；
④无迁入、迁出
现实状态：
①食物、空间有限；
②不断变化的自然条件；
③有种内斗争和种间竞争
K值
无K值，增长率保持不变
有K值，K/2时增长速率最大
(2)联系
①图中阴影部分代表环境阻力或被环境所淘汰的个体数目。
②两种增长曲线的差异主要是由环境阻力的有无造成的，它们可以发生转化：“J”型曲线“S”型曲线

3．种群数量波动和下降
大多数种群数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。
4．影响种群数量变化的因素


易错整合，判断正误。
(1)在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量(　×　)
(2)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的(　√　)
(3)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变(　×　)
(4)种群数量变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响(　√　)
(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(　√　)
(6)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动(　×　)
(7)为有效防治蝗灾，应在种群数量为K/2时及时控制种群密度(　×　)
(8)在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄组成为衰退型(　×　)
(9)对于“S”型曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关(　×　)
(10)“J”型增长曲线的增长率是一定的，而增长速率逐渐增大(　√　)

1．调查某地乌鸦连续10年的种群数量变化，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：
(1)图示模型是否可表示种群“J”型增长？
(2)图中第3年和第9年的乌鸦种群数量是否相同？
(3)图中第6年种群数量最少，对吗？

[提示](1)“J“型增长曲线其λ值应固定，故图示曲线不可代表“J”型增长。(2)、(3)在第3年到第9年间，λ<1，说明种群数量在逐年减少，到第9年数量最少。
2．下图表示的是种群数量增长曲线，据图分析：

(1)图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？
(2)曲线a、b哪类更符合自然界的种群数量变化的实际情况？
(3)图中阴影部分表示的含义是什么？
[提示](1)b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。
(2)b类曲线更符合自然界的种群数量变化的实际情况。
(3)在生存斗争中被淘汰的个体数量。


1．K值和K/2值在实践中的应用
(1)K值的应用
①野生生物资源保护：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。
②有害生物的防治：增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。
(2)K/2值的应用
①资源开发与利用：种群数量达到环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
②有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾)。
2．K值的易误点解读

(1)K值不是一成不变的：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；当环境条件状况改善时，K值会上升。
(2)在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在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。
(3)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
　　■
(1)“S”型曲线的开始部分并非“J”型曲线。“J”型曲线由始到终都保持指数式增长，“S”型曲线自始至终具有环境阻力，增长速率先增加后减少。所以绝不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。
(2)种群增长率≠种群增长速率
①种群增长率：指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，无单位。计算公式：
增长率＝×100%
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)有单位，如个/年。计算公式：增长速率＝ 。
(3)λ≠增长率
①λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。
②增长率＝(末数－初数)/初数×100%
＝(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%。

考向一　种群增长曲线分析
例3 (2019·内蒙古赤峰二中一模)某生物兴趣小组对一种以优质牧草的根为食的田鼠进行了一段时间的追踪调查，绘制出如图曲线，下列分析正确的是(　D　)

A．图示属于模型建构法，该模型的种类与构建DNA双螺旋结构模型的种类相同
B．如果田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度会比实际值偏小
C．图中K值反映的是环境容纳量，该值不受气候因素的影响
D．图中D点时，该种群的年龄组成为增长型
[解析]　图示种群数量增长曲线为“S”型属于数学模型，而DNA双螺旋结构模型为物理模型，A错误；调查田鼠种群密度的方法是标志重捕法，若田鼠在一次被捕后更难捕捉，则统计结果实际值偏大，B错误；图中K为环境容纳量，受环境因素影响，C错误；图中D点种群数量未到K值，所以种群的年龄组成为增长型，D正确。
〔对应训练〕
3. (不定项选择题)(2020·山东省菏泽市高三期末)在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与前一年种群数量的比值(λ)，并得到如图所示曲线，下列结论中正确的是( ABD )

A．前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄组成可能为衰退型
B．第4～8年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多
C．第8年时种群数量最少，第8～16年间种群数量增加，且呈“S”型增长
D．如果持续第16～20年间的趋势，后期种群数量将呈“J”型增长
[解析]　前4年，λ值为定值，λ＝1，说明种群增长率为0，种群数量保持不变，第5年时λ＜1，说明种群增长率为负值，种群数量下降，年龄组成为衰退型，A正确；影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等，B正确；第8到10年间λ＜1，种群数量减少，第10年的种群数量最少，“S”型曲线的增长率应该是先增加后减少，而图中第8到第16年种群增长率先减少后增加，C错误；由图示曲线图趋势知如果持续第16到第20年间趋势，λ大于2，而且基本不变，说明种群数量将持续增加，呈“J”型曲线增长，D正确。
考向二　种群数量变化规律的应用分析
例4 (2019·湖南省怀化市高三期末)下列有关“S”型曲线的说法，与事实相符合的是(　C　)

A．该图可表示密闭的恒定容器培养液中酵母菌种群数量增长的变化曲线
B．若该种群为海洋经济鱼类，种群数量最好保持在c的水平
C．ab段种群数量增长速率变慢，其主要原因是受天敌、生活空间和资源等的影响
D．该曲线是在理想条件下测得的，人工培养中不会出现这样的曲线
[解析]　在探究培养液中酵母菌种群数量增长的变化实验中，空间与资源是有限的，则酵母菌种群数量应为先增加后减少，A错误；若该种群为海洋经济鱼类，种群数量最好保持在a的水平，因为a时期种群增长速率最快，B错误；ab段种群数量增长速率变慢，其主要原因是受天敌、生活空间和资源等的影响，C正确；理想条件下测得的曲线为“J”型曲线，人工培养可以得出“S”型曲线，D错误。
〔对应训练〕
4．(2019·广东省清远市高三期末)经调查，珠江西段鲮鱼的种群增长速率会随种群数量增加而逐渐上升，但达到最快增长速率后，却随种群数量的继续增加而逐渐下降。下列叙述正确的是(　C　)
A．若种群增长速率相等时，种内斗争程度相同
B．种群增长速率增加时，种群年龄组成为增长型；反之，为衰退型
C．若环境条件稳定，该种群的K值为种群增长速率最大时种群数量的两倍
D．用标志重捕法调查该种群密度时，若标记个体不易被再捕则估算值偏低
[解析]　鲮鱼的种群数量呈现“S”型增长。若种群增长速率相等时，种群的数量不一定相同，种内斗争程度会不同，A错误；种群增长速率增加时，种群数量不断增加，其年龄组成为增长型，若种群增长速率减少、且大于零时，种群数量仍在增加，其年龄组成仍为增长型，B错误；种群增长速率最大时种群的数量为K/2，因此若环境条件稳定，该种群的K值为种群增长速率最大时种群数量的两倍，C正确；用标志重捕法调查该种群密度，其估算值＝(第一次捕获并标记的个体数×第二次捕获的个体数)÷第二次捕获的有标记的个体数，如果标记个体不易被再捕，会使第二次捕获的有标记的个体数偏小，则估算值偏大，D错误。
考点三　实验：探究培养液中酵母菌种群数量的变化

1．实验原理
(1)用液体培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)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)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
2．实验流程



易错整合，判断正误。
(1)一定容积的培养液中酵母菌的数量增长呈“S”型(　√　)
(2)在取样液前要将培养液振荡，目的是使酵母菌均匀分布(　√　)
(3)酵母菌的数量随时间的变化情况只能用“S”型曲线的形式表示(　×　)
(4)重复实验次数可以减少实验的误差(　√　)

　如图为探究培养液中酵母菌种群数量的变化的实验相关曲线，据图回答下列问题：

(1)相当一段时间内，酵母菌的增长符合哪种模型？
(2)de段曲线下降的原因可能有哪些？
(3)试着画出酵母菌的增长速率的曲线。

[提示](1)符合“S”型增长。
(2)营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等。
(3)如右图所示



　血细胞计数板计数法
(1)适用于需借助显微镜计数的微生物。
(2)计数方法：血细胞计数板有两种方格网，对于16×25的方格网，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于25×16的方格网，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。如图所示。

(3)计算方法：大方格长度为1 mm，高度为0.1 mm(即规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)，则每个大方格的体积为0.1 mm3(10－4 mL)，故1 mL培养液中细胞个数：(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。
(4)注意事项：摇匀取样，适当稀释。
　　■
(1)显微计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计数相邻两个边及其顶角的酵母菌。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
(3)结果记录最好用记录表，如下：
时间/天
1
2
3
4
5
6
……
数量/个
……






(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(5)培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。

例5 某学生在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验结果绘制出如下图所示的曲线。下列有关分析错误的是(　C　)

A．实验过程中酵母菌种群的年龄组成先是增长型，后是稳定型，最后变为衰退型
B．种群数量在不同时间的增长速率可能相同
C．本实验中不存在对照
D．每次取样前应将培养瓶振荡摇匀
[解析]　由题意可知，种群数量先增加，然后维持稳定，最后减少，表明种群的年龄组成先是增长型，然后是稳定型，最后变为衰退型，A正确；本实验的不同时间的取样起到相互对照的作用，C错误；为了实验的准确性，在每次取样前都应将培养瓶振荡摇匀，使酵母菌均匀分布，D正确。
〔对应训练〕
5．(2019·河北唐山模拟)检测员将1 mL酵母菌培养液稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升酵母菌的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1 mm3。现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有酵母菌n上，则上述水样中约有酵母菌(　　)个/mL。(　A　)

A．5×105 n 　　　　　 B．5×108 n
B．500 n 　 D．50 n
[解析]　依题意和图示分析可知：1 mL水样中酵母菌数量＝80个小方格内酵母菌总数n/80×400×10 000×稀释倍数＝n×5×10 000×10＝5×105 n，A正确。

课末总结

1．〔思维导图〕

2．〔简答题常考长句分析〕
1．种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率及迁入率与迁出率，其中种群密度是种群最基本的数量特征。
2．直接决定种群密度的是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，年龄组成是预测种群数量变化趋势的依据。
3．“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。“S”型增长曲线的成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。
4．在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
5．渔业捕捞中，捕捞后让鱼的种群数量维持在K/2的原因：K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2019·全国卷Ⅰ，6)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3 h、10 h、23 h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是(　D　)

A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物
B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同
C．在培养到23 h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的
D．培养基更新时间间隔为23 h时，种群增长不会出现J型增长阶段
[解析]　细菌甲为异养生物，能够将培养基中的有机物分解成无机物，A项正确。培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同：更换频率快，环境资源相对丰富；更换频率慢，环境资源相对匮乏，B项正确。通过对比题图中三条曲线可知，a组为培养基更新时间间隔为3 h的实验组，细菌数量呈J型增长，由此可知其营养和空间条件都是充裕的，C项正确。培养基更新时间间隔为23 h时，在培养的初始阶段，由于营养和空间条件充裕，因此种群增长也会出现J型增长阶段，D项错误。
2．(2018·全国卷Ⅰ)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是(　D　)
A．种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果
B．某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同
D．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
[解析]　A对：当空间、资源有限时，种群呈S型增长。B对：林场空间、资源有限，老鼠种群的增长会由于密度增加而逐渐减慢。C对：鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同。D错：培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，密度对其增长的制约逐渐增强。
3．(2017·全国卷Ⅲ，5)某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是(　B　)
A．将样方内的个体进行标记后再计数
B．进行随机取样，适当扩大样方的面积
C．采用等距取样法，适当减少样方数量
D．采用五点取样法，适当缩小样方的面积
[解析]　根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”，在用样方法调查时，选取的样方过小，可能导致收集到的数据较少，偶然性较大，因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量，C、D错误。用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记，A错误。
4．(全国卷Ⅱ，31)某生态系统总面积为250 km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物，乙种动物种群的K值为1 000头。回答下列问题：
(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为2.2头/km2；当乙种动物的种群密度为2头/km2时，其种群增长速度最快。
(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物数量增加导致乙种动物数量减少，从而导致甲种植物数量增加(其他合理答案也可)。
(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量大于(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。
[解析]　(1)乙的种群密度为550/250＝2.2头/km2；因乙动物的K值是1 000，K/2时增长速率最快，此时的种群密度为500/250＝2头/km2。(2)丙的数量增加会导致乙的数量减少，从而引起甲的数量增加。(3)在甲种植物→乙种动物→两种动物，这一食物链中，根据能量流动逐级递减的特点可知，乙种动物同化的能量大于丙种动物同化的能量。
5．(2019·全国卷Ⅲ，31)回答下列与种群数量有关的问题。
(1)将某种单细胞菌接种到装有10 mL液体培养基(培养基M)的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为S型，且种群数量为a/2时，种群增长最快。
(2)若将该种菌接种在5 mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量(K值)减小(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5 mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是K值是由环境资源量决定的，与接种量无关。
[解析]　(1)液体培养基中的营养物质等是有限的，试管中该种菌的种群数量达到a时不再增加，所以该种群增长曲线为S型，K值为a，种群数量在a/2时增长最快。
(2)K值为在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。当培养基由10 mL减少到5 mL后，环境容纳量减小；若都是5 mL培养基，且培养条件不变，由于环境资源量不变，即使该种菌的起始接种量增加一倍，K值也不会改变。