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2020版高考生物大一轮人教讲义：第九单元 第28讲 种群的特征和数量变化
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这是一份2020版高考生物大一轮人教讲义：第九单元 第28讲 种群的特征和数量变化，共26页。
第28讲 种群的特征和数量变化
[考纲要求] 1.种群的特征(Ⅰ)。2.种群的数量变化(Ⅱ)。3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
考点一 种群的特征及种群密度的调查方法
1．种群的特征
(1)种群的概念
种群是在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
(2)种群的数量特征及相互关系
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因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
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。
2．种群密度的调查方法
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
活动能力强、活动范围大的动物
调查程序
确定调查对象
↓
选取样方
↓
计数
↓
计算种群密度，取平均值
确定调查对象
↓
捕获并标记个体数(数量为M)
↓
重捕、计数
↓
计算种群数量：N＝M·n/m
3.种群的空间特征及类型
(1)含义：组成种群中的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。
(2)类型(连线)
1．有关种群及其特征的判断
(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空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于种群数量特征( √ )
(4)种群出生率升高，种群密度一定增大( × )
(5)稳定型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( √ )
2．有关种群密度调查的判断
(1)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × )
(2)对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度( × )
(3)池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法( √ )
(4)对农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵常采用标志重捕法调查种群密度( × )
(5)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？
提示 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)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？
提示 迁入率和迁出率。
(3)利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的种群密度，原理是怎样的？
提示 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)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 蝗虫的年龄组成为增长型。
1．种群年龄组成的类型及判断技巧
(1)统计图
(2)曲线图和柱形图
项目
增长型
稳定型
衰退型
曲线图
柱形图
(3)各图示共性及判断技巧
无论何种图示，均应注意各年龄段个体的比例。增长型中的幼年个体多、老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
2．两种种群密度调查方法的分析
(1)“两看法”选择种群密度的调查方法
(2)样方法调查种群密度应注意的问题
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、活动范围小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。
③植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积为100 m2，灌木为16 m2，草本植物为1 m2。
④选取样方时，要注意随机取样。对于方形地块常用五点取样法(如图1所示)，狭长地块常用等距取样法(如图2所示)。
⑤样方法中的计数要准确：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
(3)标志重捕法调查种群密度应注意的问题
①标志重捕法中标记物要合适，不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。
②标志重捕法中两次捕捉期间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。
命题点一 种群的特征及其相互关系的分析
1．(2019·福州质检)随着“二胎”政策的放开，有专家预测，我国人口数量在以后几年将出现明显增长。下列有关(人口)种群特征的叙述，正确的是( )
A．该政策的实施有利于改变性别比例
B．自然增长率主要由出生率决定
C．一个城市的人口数量可以反映其人口密度
D．年龄组成稳定的人群保持零增长
答案 C
解析 该政策的实施有利于调整年龄结构，A项错误；自然增长率除了取决于出生率，还取决于死亡率，B项错误；对一个城市而言，面积是一定的，人口数量的多少可以反映出人口密度的大小，C项正确；年龄组成稳定型的人群，还受迁入、迁出人口的影响，所以，无法知晓人群是否为零增长，D项错误。
2．下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是( )
A．图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
B．图1中的c为种群最基本的数量特征
C．图2中丁与图1中的a表示的含义相同
D．图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
答案 C
解析 图1中a只影响出生率，而b既影响出生率也影响死亡率，从而判断出a为性别比例，b为年龄组成，进而可知c为种群密度。图2为图1的变式，图2中甲使种群密度增加，应为出生率和迁入率；乙使种群密度减小，应为死亡率和迁出率；丙只影响出生率，应为性别比例；丁为年龄组成。图1中b为年龄组成，是预测种群数量未来变化趋势的主要依据，A项正确；图1中c为种群密度，是种群最基本的数量特征，B项正确；图2中丁为年龄组成，而图1中a为性别比例，C项错误；图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度，D项正确。
命题点二 种群密度调查方法的选择及分析
3．假如要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度，通常采用的调查方法分别是( )
A．标志重捕法、样方法 B．标志重捕法、标志重捕法
C．样方法、样方法 D．样方法、标志重捕法
答案 A
解析 鼠的活动能力强、活动范围广，可用标志重捕法调查；蚯蚓的活动能力较弱，可用样方法调查。
4．某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，统计所捕获的田鼠数量、性别等，进行标记后放归，3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表：
项目
捕获数(只)
标记数(只)
雌性个体数(只)
雄性个体数(只)
初捕
50
50
28
22
重捕
50
10
32
18
以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是( )
A．此调查方法可以用来调查土壤中小动物的物种丰富度
B．若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度比实际低
C．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为7∶2
D．该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2
答案 D
解析 因土壤中小动物具有较强的活动能力，且身体微小，不适合用标志重捕法调查其物种丰富度，A项错误；标志重捕法理论计算公式：N(种群个体数)＝M(标记个体数)×，若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即m值减小，N值会增大，B项错误；通过两次捕获情况，不能确定该田鼠种群的性别比例(捕获次数过少，偶然性较大)，C项错误；该地区田鼠的平均种群密度约为50×50÷10÷2＝125(只/hm2)，D项正确。
科学探究 利用标志重捕法估算种群密度的误差分析
设种群数量为N只，第一次捕获M只并标记，第二次捕获了n只，其中有m只被标记，根据公式＝，得N＝。
由上式分析可知：
(1)若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体被捕获概率降低、被标记个体易于被捕食、被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体稀少处捕获等)造成m偏小，则N偏大。
(2)若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等)造成m偏大，则N偏小。
(3)若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。
考点二 种群数量的变化及应用
1．种群数量变化的研究方法
(1)研究方法：建构数学模型。
(2)一般步骤：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．种群数量的“J”型增长
(1)形成原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。
(2)数学模型
Nt＝N0λt
(3)曲线特点：种群的数量以一定的倍数连续增长。
3．种群数量的“S”型增长
(1)形成原因：资源、空间有限。
(2)曲线特点
4．种群数量的波动和下降
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。
5．影响种群数量变化的因素
(1)自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。
(2)人为因素：人类活动。
(1)在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量( × )
(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)不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的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( × )
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？
提示 b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。
(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？
提示 b类曲线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 在生存斗争中被淘汰的个体数量。
1．两种曲线的增长率和增长速率
增长类型
“J”型
“S”型
增长率
增长速率
2.“J”型增长中λ和增长率的关系
种群“J”型增长的数学方程式模型：Nt＝N0λt，λ为某时段结束时种群数量为前一年种群数量的倍数，而非增长率，增长率＝(λ－1)×100%。如图：
(1)λ＞1时，种群数量增大，如图中AB段(不包括B点)。
(2)λ＝1时，种群数量保持稳定，如图中B、D点。
(3)λ＜1时，种群数量减小，如图中BD段(不包括B、D点)。
3．“S”型曲线中K值与K/2值的分析与应用
(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值可能会下降；当环境条件状况改善时，K值可能会上升。
(2)在环境条件稳定，K值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的：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。
(3)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境条件不被破坏前提下，一定空间中所能维持的种群最大数量；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，因为环境条件已遭到破坏。
(4)K值与K/2值的应用
命题点一 “J”型增长和“S”型增长的比较与分析
1．(2018·全国Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是( )
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的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
答案 D
解析 当空间、资源有限时，种群呈“S”型增长，A项正确；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，B项正确；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，C项正确；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，D项错误。
2．(2018·孝义高三一模)图1表示某种群数量变化的相关曲线图，图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是( )
A．图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况
B．图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点
C．图2中B点时种群增长速率最大
D．图1中第15年种群数量最少
答案 D
解析 据图1可以看出，该种群在前5年种群的λ值不变，说明种群的数量每年以一定的倍数增长，所以该种群在前5年种群数量的变化类型是“J”型增长，即图2中曲线X表示的种群数量增长曲线，A正确；图1中第10年种群的λ值等于1，表示当年种群数量与前一年种群数量相等，而图2中曲线Y表示种群数量的“S”型增长曲线，C点已达到K值，种群数量不再发生变化，即当年种群数量与前一年种群数量也相等，B正确；图2中B点时位于种群“S”型增长曲线的K/2处，此时种群增长速率最大，C正确；图1中，第10年到第20年之间λ＜1，则种群数量越来越少，故该种群数量最少的年份是第20年，D错误。
3．下图中关于“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，出生率大于死亡率，种群数量增长较快
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．在t1时控制有害生物最有效
答案 D
解析 t0～t1之间种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，且二者的差值逐渐加大，种群增长速率不断增加，因此种群数量增长较快，A项正确；t1～t2之间，由于资源和空间有限，随着种群密度增大，种内斗争不断加剧，天敌数量也在增加，虽然出生率大于死亡率，但二者的差值逐渐减小，所以种群增长速率下降，B项正确；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，C项正确；在t1时种群数量为K/2，种群增长速率最大，因此若在t1时进行有害生物防治，不能将有害生物控制在较低水平，D项错误。
科学思维 不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
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K/2值。
命题点二 种群数量变化的影响因素及其应用分析
4．(2018·漳州高三考前模拟)如图表示处于平衡状态的某生物种群因某些外界环境变化导致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分析中，不正确的是( )
A．若图①所示为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后的变化可能是大量放养该种鱼
B．若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后变化的原因可能是增加了营养供应
C．图③中c点后种群个体的数量变化反映出该种群的出生率大于死亡率
D．图④曲线可用于指导海洋渔业生产中的捕捞活动
答案 C
解析 若图①所示为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后种群数量突然增加，超过了其环境容纳量，可能是大量放养该种鱼造成的，A项正确；若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，在一定的空间和营养物质的前提下，种群的环境容纳量是一定的，b点后种群数量增加可能是增加了营养供应，B项正确；图③中c点后种群个体的数量急剧减少，反映出种群的出生率小于死亡率，C项错误；图④曲线表明种群数量在K/2左右时，种群的增长速率最快，这一结论可用于指导海洋渔业生产中的捕捞活动，D项正确。
5．某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查，如表为调查结果。下列相关叙述正确的是( )
年份
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
第六年
第七年
增长速率
0.50
1.33
2.69
3.78
2.88
1.36
0.09
A.第四年的该种群数量大约是该环境容纳量的一半
B．第一年至第七年，该种群的年龄组成从增长型向衰退型转变
C．该种群数量呈“S”型增长，种群增长速率不受种群密度制约
D．对该濒危动物最好的保护方式为就地保护
答案 A
解析 从表中数据可知，该种群的增长速率在调查的七年内，先增大后减小，符合“S”型增长模型，第四年该种群的增长速率最大，对应的种群数量应为K/2，A正确；种群数量呈“S”型增长的种群，其年龄组成从增长型逐渐向稳定型转变，B错误；种群数量呈“S”型增长的种群，其种群密度制约种群的增长速率，C错误；对动物繁育中心的该濒危动物最好的保护方式为易地保护，D错误。
考点三 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)在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线增长。
(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
1．实验注意事项及分析
(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。
(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)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。
(4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。结果记录最好用记录表，如下：
时间/d
1
2
3
4
5
6
……
数量/个
2.血细胞计数板及相关计算
(1)血细胞计数板(如下图所示)
血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格(如上图A所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。另外，中央大方格(计数室)以双线等分为25个中方格(如上图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。
(2)计算公式
①在计数时，先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为a，菌液稀释倍数为b，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(a/5)×25×b。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(a/5)×25×10 000×b＝50 000a·b。
问题探究
如图为探究培养液中酵母菌种群数量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？
提示 符合“S”型曲线增长。
(2)de段曲线下降的原因可能有哪些？
提示 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)试着在下面坐标系中画出该酵母菌的增长速率的曲线。
提示
命题点一 实验过程和结果分析
1．下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是( )
①培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧 ②将适量干酵母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 ③将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液 ④在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液⑤待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台中央，在显微镜下观察、计数
⑥计数时，压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其顶角上的 ⑦早期培养不需取样，培养后期每天取样一次
A．①②③④⑥ B．②③④⑥⑦
C．①②③⑥ D．②③⑤⑥
答案 D
解析 ①培养酵母菌时，不需要去除培养液中的溶解氧；④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液，再盖上盖玻片，应该是盖上盖玻片之后再滴培养液；⑦早期培养也要取样观察。
2．(2018·西安一中期末)某小组在探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，同样实验条件下分别在4个锥形瓶中进行如下图所示的培养，均获得了“S”型增长曲线。下列叙述错误的是( )
A．达到K值的时间不同
B．可采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数
C．Ⅳ内的种群数量先于Ⅱ内的开始下降
D．4个锥形瓶中酵母菌种群的K值均相同
答案 D
解析 由于4个锥形瓶中的培养液体积和起始酵母菌数目不同，因此它们达到K值的时间不同，A正确；可采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数，B正确；Ⅳ和Ⅱ的培养液的体积是相同的，因此K值相同，但是第Ⅳ组的起始酵母菌数高，先达到K值，因此Ⅳ号锥形瓶内的种群数量先于Ⅱ号锥形瓶下降，C正确；由于4个锥形瓶中培养液的体积不同，因此它们的K值不都相同，D错误。
命题点二 实验的拓展与应用
3．(2018·海南，25)将相等数量的硝化细菌和大肠杆菌分别接种到含铵盐的无机盐培养液中，在适宜温度下振荡培养。若用虚线表示大肠杆菌的生长趋势，实线表示硝化细菌的生长趋势，则下图中能正确表示两种菌体生长趋势的是( )
答案 C
解析 大肠杆菌为异养型生物，在含铵盐的无机盐培养液中无法生存，硝化细菌为自养型生物，可利用培养液中的铵盐合成有机物，呈“S”型增长，C正确。
4．用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：
时间/天
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
成虫数/只
6
10
28
71
131
207
270
302
327
341
根据表中数据分析，下列结果正确的是( )
A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快
B．第17～29天，成虫增长率上升，死亡率下降
C．第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关
D．第1～37天，成虫数量呈“J”型增长
答案 C
解析 分析表格中的数据可知，第13～25天，由于环境条件适宜，成虫数量增长快的主要原因是个体繁殖加快，A错误；第17～29天，成虫的数量虽然增加，但其增长率下降，说明死亡率应该是升高的，B错误；第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关，C正确；第1～37天，成虫数量呈“S”型增长，D错误。
矫正易错 强记长句
1．关于种群特征的3点说明
(1)种群数量≠种群密度：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。
(2)年龄组成为稳定型的种群，其种群数量不一定保持稳定，因为出生率和死亡率还与气候、食物等有关。此外，迁入率和迁出率也与种群数量有关。
(3)样方法并非只适用于植物种群密度的调查，对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵的种群密度也可用样方法调查。
2．辨析增长曲线的2个误区
(1)“S”型曲线的开始部分≠“J”型曲线：“J”型曲线自始至终都保持指数式增长，而“S”型曲线自始至终都具有环境阻力，因此不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线，只能说比较接近。
(2)环境容纳量≠种群所能达到的最大数量：环境容纳量是指环境所能维持的种群的最大数量；种群能达到的最大值是种群在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，大于环境容纳量。
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。
重温高考 演练模拟
1．(2017·全国Ⅰ，5)假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是( )
A．甲点对应的种群数量 B．乙点对应的种群数量
C．丙点对应的种群数量 D．丁点对应的种群数量
答案 D
解析 在由甲点到丙点时，种群数量的增长率上升，种群数量在增长；丁点时种群增长率虽然下降，但种群增长率仍然大于0，种群数量仍然在增加，在该点时开始捕获，会使种群数量降低到，此时种群增长率达到最大，更新能力更强，可实现持续发展。
2．(2017·全国Ⅲ，5)某陆生植物种群的个体数量减少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是( )
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
答案 B
解析 使用样方法时不需要对样方内的个体进行标记，A错误；样方法都要做到随机取样，由于个体数量减少，应适当扩大样方面积，B正确；在用样方法调查时，取的样方过小或过少，可能导致搜集到的数据较少，偶然性增大，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。
3．(2016·全国Ⅱ，5)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( )
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
答案 C
解析 估算种群密度最常用的方法之一是样方法：在被调查种群分布的范围内，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。综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。
4．(2016·浙江，5)下列是表示蝉在夏季的年龄组成示意图(甲、乙、丙分别代表生殖前期、生殖期和生殖后期)，其中正确的是( )
答案 A
解析 蝉基本上无生殖后期，C、D错误；蝉在地下生存多年，在夏季羽化后只能生存一个夏季，所以在夏季时，蝉种群中生殖前期所占的比例大，A正确、B错误。
5．(2017·全国Ⅱ，31)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：
(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈________型。
(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是________________________________________________________。
(3)理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是________________。
(4)通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄组成等。那么，种群的年龄组成是指______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)J (2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出 (3)捕食
(4)种群中各年龄期的个体数目在种群中所占的比例
解析 (1)在资源不受限制的理想条件下，种群数量呈“J”型增长。(2)在鼠害较为严重的林场局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后，山鼠种群数量下降与药物引起的死亡率升高有关，同时山鼠种群中部分个体迁出苗圃也会导致山鼠种群数量下降。(3)天敌和山鼠之间是捕食关系。(4)种群的年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目在种群中所占的比例，分为增长型、稳定型和衰退型。
一、选择题
1．(2018·哈尔滨三中模拟)种群是生态研究的一个重要单位，下列有关种群的叙述，正确的是( )
A．种群是指一个生态系统中同种生物所有成熟个体的总和
B．一个呈“S”型增长的种群中，种群增长速率在各阶段是不同的，数量为K/2时增长速率最大
C．种群中各年龄期的个体数目比例适中，这样的种群正处于发展阶段
D．合理密植农作物时，其数量可以大于最大值即K值
答案 B
解析 种群是指一定自然区域内同种生物所有个体的总和，A项错误；一个呈“S”型增长的种群中，种群增长速率在各阶段是不同的，数量为K/2时增长速率最大，B项正确；种群中各年龄期的个体数目比例适中，这样的种群正处于稳定阶段，C项错误；K值是指该环境中所能承载的该种群的最大个体数目，合理密植农作物时，其数量不应大于K值，D项错误。
2．福寿螺原产于亚马孙河流域，1981年引入广东地区后因过度繁殖被释放到野外，因其破坏了原生态系统的稳定性，被我国列为首批外来入侵物种。下列相关叙述正确的是( )
A．调查福寿螺的种群密度可采用标志重捕法
B．福寿螺引入初期，其种群数量呈“S”型增长
C．福寿螺引入后导致该地区原有物种数量剧增
D．不能引入该地区没有的天敌来防治福寿螺
答案 D
解析 福寿螺属于活动能力弱、活动范围小的动物，应采用样方法调查福寿螺的种群密度，A错误；福寿螺引入广东地区初期，食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等，其种群数量呈“J”型增长，B错误；福寿螺引入该地区后破坏了该地区原生态系统的稳定性，导致原有物种数量减少，甚至灭绝，C错误；引入该地区没有的天敌，该天敌可能大量繁殖，造成新的物种入侵，故不能引入该地区没有的天敌来防治福寿螺，D正确。
3．某同学为了模拟标志重捕法，用若干黄粒玉米种子代表一定区域内某动物种群个体总数，用50粒白玉米种子代表被标记的个体，则最接近自然条件下种群个体总数和实际操作的模拟步骤是( )
A．取全部黄粒倒入烧杯→加入50粒白种子→混合均匀→随机抓取→统计黄粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
B．取出50粒黄种子→剩余黄粒种子倒入烧杯→加入50粒白种子→混合均匀→随机抓取→统计白粒与黄粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
C．取全部黄粒倒入烧杯→加入50粒白种子→随机抓取→统计白粒与黄粒数→混合均匀→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
D．取出50粒黄种子→剩余黄粒种子倒入烧杯→加入50粒白种子→随机抓取→混合均匀→统计白粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
答案 B
解析 由于若干黄粒玉米种子代表一定区域内某动物种群个体总数，而50粒白玉米种子代表被标记的个体，因此设置该动物种群个体总数的操作应为：取出50粒黄种子→剩余黄粒种子倒入烧杯→加入50粒白种子，然后混合均匀→随机抓取→统计白粒与黄粒数，由于抓取的白粒数占总抓取数的比例等于50粒白种子数占烧杯中总种子数的比例，可求出烧杯中黄粒总数，重复3～5次→计算每次总数的平均值，即最接近自然条件下种群个体总数，B正确。
4．下列有关种群数量变化的叙述，正确的是( )
A．依据某生物的种群密度即可反映该生物种群数量的变化趋势
B．北京、上海等大城市人口的数量变化直接取决于出生率和死亡率
C．自然界中大多数种群的数量总是在K/2值上下波动
D．影响种群数量变化的外因有气候、食物、天敌、传染病等
答案 D
解析 种群密度只反映种群在一定时期的数量，不能反映种群数量的变化趋势，年龄组成可以预测种群数量的变化趋势，A项错误；北京、上海等大城市人口的数量变化直接取决于出生率和死亡率、迁入率和迁出率，B项错误；自然界中大多数种群的数量总是在K值上下波动，C项错误；影响种群数量变化的外因有气候、食物、天敌、传染病等，D项正确。
5．下图表示某生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列判断错误的是( )
A．甲、乙两种群数量的增长曲线均为“S”型曲线
B．t2～t3时间段内，甲种群的出生率大于死亡率
C．t5时种群密度对乙种群的制约作用大于t4时
D．甲种群数量最多的时刻为t2，乙种群为t4
答案 D
解析 两个种群的增长速率变化趋势都是0→最大→0，说明两个种群数量增长曲线都是“S”型曲线，A项正确；t2～t3时间段内，甲种群增长速率虽然下降但大于0，甲种群出生率仍大于死亡率，B项正确；图中乙种群在t5时种群密度最大，所以t5时种群密度对种群的制约作用大于t4时，C项正确；甲种群数量最多的时刻为t3，乙种群为t5，D项错误。
6．(2018·大连高三二模)下表表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母菌细胞数量的动态变化，关于酵母菌细胞数量的叙述，正确的是( )
培养时间(h)
0
10
20
30
40
50
60
70
酵母菌细胞数量(×1 000个/mL)
0.2
0.4
2
5
10
12
12
12
A.可用数学模型Nt＝N0λt表示种群数量 B．种内斗争导致初始阶段种群增长缓慢
C．可用抽样检测法估算酵母菌细胞总数 D．该酵母菌种群的K值约为12 000个
答案 C
解析 根据表格数据分析，酵母菌种群数量先增加后维持稳定，表现为“S”型增长，而种群的数量每年以一定的倍数增长，可用数学模型Nt＝N0λt表示，即指的是“J”型增长，A错误；初始阶段增长缓慢是由于酵母菌种群数量太少，且对环境有一个适应的过程，B错误；可用抽样检测法估算酵母菌细胞总数，C正确；该酵母菌种群的K值约为12×1 000个/mL×10 mL＝120 000个，D错误。
7．社鼠出生1个月后即性成熟，科研人员对湖泊中一个岛屿的社鼠种群特征进行调查研究，部分结果如图。下列分析正确的是( )
A．社鼠在夏秋季出生率大于死亡率
B．上半年种群中幼年个体所占比例高于下半年
C．迁入和迁出是影响社鼠种群密度的主要因素
D．种群密度增大过程中，雄性个体死亡率高于雌性个体
答案 B
解析 分析曲线可知，与春季相比，夏秋季种群数量下降，说明社鼠在夏秋季出生率小于死亡率，A项错误；上半年种群数量增加，属于增长型，下半年种群数量下降，属于衰退型，上半年幼年个体占比高于下半年，B项正确；该种群位于湖泊中一个岛屿，迁入和迁出不是影响社鼠种群密度的主要因素，C项错误；春夏季节，种群密度增大，性别比例下降，雄性个体死亡率低于雌性个体，D项错误。
8．图中甲、乙为同一群落中的两个种群，曲线表示δ(δ＝出生率/死亡率)随时间的变化，下列叙述正确的是( )
A．t1和t4时刻乙种群的种群密度相同 B．t2时刻甲、乙种群的自然增长率一定相同
C．t2和t3时刻乙种群的自然增长率一定相同 D．t2～t4甲种群密度先上升后下降
答案 D
解析 δ＞1，个体数目增加，种群密度增大；δ＝1，个体数目不变，种群密度稳定；δ＜1，个体数目减少，种群密度减小。t1和t4时刻，δ＝1，但种群密度各自稳定不相等，乙种群t1之后δ>1，种群数量增加，故t4时种群密度大于t1时；自然增长率＝出生率－死亡率，δ的值相等，但自然增长率不一定相同。故选D。
9．(2018·广州华南师大附中高三三模)科学工作者为了检测和预报某草原鼠害的发生情况，采用标志重捕法对田鼠种群数量进行调查。发现在最初调查的一个月内，种群数量每天增加1.5%，下列分析正确的是( )
A．最初调查的一个月内，田鼠种群数量呈“S”型增长
B．田鼠种群增长的模型可构建为Nt＝N0λt，其中λ为1.5
C．若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到，则估算数值会偏大
D．数月之后，当田鼠种群的出生率等于死亡率时，是防治鼠害的最佳时期
答案 C
解析 在最初调查的一个月内，种群数量每天增加1.5%，田鼠种群数量呈“J”型增长，A错误；田鼠种群增长模型可构建为Nt＝N0λt，其中λ为1＋0.015＝1.015，B错误；若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到，由标志重捕法理论计算公式：N(种群个体数)＝M(标记个体数)×可知，m偏小，则估算数值(N)会偏大，C正确；当田鼠种群的出生率等于死亡率时，种群数量已达到环境容纳量，不是防治鼠害的最佳时期，D错误。
10．研究人员调查了8年间某养兔场种群数量的变化情况，并据此绘制了如图的λ值变化曲线，以下叙述正确的是( )
A．种群密度是种群最基本的数量特征，决定种群密度的因素是年龄组成和性别比例
B．第2～4年兔种群的年龄组成为增长型
C．8年间兔种群数量呈“S”型增长
D．第8年兔种群密度小于起始种群密度
答案 D
解析 决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率，A错误；第2～4年λ小于1，说明当年种群数量少于上一年的，种群数量在减少，故年龄组成应为衰退型，B错误；据图分析可知，前4年种群数量呈下降趋势，说明8年间种群数量并非呈“S”型增长，C错误；假设起始种群密度为N0，则第1年种群密度为0.5N0，第2年种群密度为0.5×0.5N0＝0.25N0，第3年种群密度约为0.75×0.25N0，第4～6年种群密度不变，第7年种群密度约为0.25N0×0.75×1.25，第8年种群密度为0.25N0×0.75×1.25×1.5＜N0，故第8年兔种群密度小于刚开始的种群密度，D正确。
二、非选择题
11．下列为小李同学构建的种群知识框架图，请据图回答下列问题：
(1)图中①表示______________，⑤表示____________。
(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间充裕、____________________等，其数学模型：Nt＝N0λt中，λ值与增长率的关系是增长率＝__________。
(3)利用方法⑦调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的________，从而降低该种群密度。这里运用的防治方法是____________(填“化学防治”或“生物防治”)。
(5)在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出__________分布特点。
答案 (1)出生率或迁入率 年龄组成 (2)气候适宜、没有敌害 (λ－1)×100% (3)偏大 (4)性别比例 生物防治 (5)集群
解析 分析题图可知，①、②表示出生率或迁入率，③、④表示死亡率或迁出率，⑤表示年龄组成，⑥表示性别比例，⑦表示标志重捕法，⑧表示样方法。(1)种群中个体的出生或迁入会使种群密度升高；利用年龄组成可以预测种群密度变化趋势。(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等；“J”型曲线的数学模型为：Nt＝N0λt，λ值与增长率的关系是增长率＝(λ－1)×100%。(3)⑦表示标志重捕法，其计算公式为：种群中个体数÷初次捕获总数＝重捕总数÷重捕中被标记的个体数，利用该方法调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致重捕中被标记的个体数偏小，最终导致种群密度估算结果偏大。(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，使种群出生率降低，进而导致种群密度降低。这里运用的防治方法是生物防治。(5)种群的空间特征有随机分布、集群分布和均匀分布三种。在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出集群分布特点。
12．(2018·东北三省四城联考)“种群存活力”分析可用于研究一些因素如何影响到种群灭绝的可能性，这种研究方法目前已被用来评价秦岭大熊猫现有种群的存活能力，并借此探讨相应的保护措施。请回答下列问题：
(1)研究秦岭大熊猫种群动态，常需要调查种群密度，它是种群最基本的________特征。
(2)在环境条件不变的情况下，对秦岭大熊猫进行“种群存活力”分析时，得到如下表所示的数据，请据表分析回答：
初始种群规模/只
10
20
25
28
30
40
50
70
种群在200年内的灭绝概率
0.412
0.132
0.076
0.065
0.041
0.010
0.002
0
若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准，则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在________只之间。
(3)若以环境质量下降、自然灾害以及人类的偷猎和捕捉等限制种群数量增长的环境阻力为“限制压”，下图曲线表示不同“限制压”下(以小数表示)初始规模不同的种群与其在200年内的灭绝概率(%)的关系。请据图分析：
由图可知，随着限制压的增大，种群灭绝的可能性会_____(填“增大”“减小”或“不变”)，维持种群存活的最小规模会________(填“增大”减小”或“不变”)。若以种群的灭绝概率5%为可维持存活的标准，则当限制压为0.02时，“最小存活种群”的规模为________只。
(4)基于上述研究结果，请你提出2个针对秦岭大熊猫的保护建议：________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)数量 (2)28～30 (3)增大 增大 160 (4)保证现有的环境状况不恶化(或逐步恢复大熊猫的生存环境)、将偷猎和捕捉限制在一定范围之内
解析 (1)种群最基本的数量特征是种群密度。(2)根据表格数据分析，初始种群规模为28只时，种群灭绝概率为6.5%，初始种群规模为30只时，种群灭绝概率为4.1%，因此若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为该种群可以维持存活的标准，则所需的最小初始规模范围在28～30只之间。(3)据图分析，随着限制压的增大，种群的灭绝概率越来越高，即种群灭绝的可能性增大，维持种群存活的最小规模也会增大；若以种群的灭绝概率5%为可维持存活的标准，则当限制压为0.02时，由曲线图可知，该种群的“最小存活种群”的规模为160只。(4)根据以上分析可知，影响种群存活率的因素有限制压、初始种群规模，因此针对秦岭大熊猫的保护建议为：保证现有的环境状况不恶化、将偷猎和捕捉限制在一定范围之内。
13．在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中：
(1)从试管中吸出酵母菌培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次的目的是__________________。如果实验时发现血细胞计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是________________________。
(2)若提出的问题是“培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的”，该实验__________(填“需要”或“不需要”)另设置对照实验，原因是该实验___________________
_______________________________________________________________________________。
为了提高实验的准确性，实验时应进行______________________________________________。
(3)随着时间的推移，由于________和________有限，酵母菌呈“S”型增长。
(4)另一组同学为探究培养液中酵母菌种群数量的变化，设计了3组实验(见下表)。每隔24小时取样并计数，实验结果略。
试管编号
培养液(mL)
无菌水(mL)
酵母菌母液(mL)
温度(℃)
A
10
—
0.1
28
B
10
—
0.1
5
C
—
10
0.1
28
上述实验目的是：探究________________对酵母菌种群数量动态变化的影响。
答案 (1)使酵母菌分布均匀 适当稀释菌液(或增加稀释倍数) (2)不需要 时间上已形成前后自身对照 重复实验 (3)资源(营养物质) 空间 (4)温度和营养成分
解析 (1)对酵母菌进行计数可采用抽样检测法：从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次，目的是使酵母菌分布均匀。若血细胞计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应适当稀释菌液，最后计数的结果需要乘以稀释的倍数。(2)探究培养液中酵母菌种群数量随时间变化的实验中，需要在相同间隔的时间内对酵母菌种群数量进行取样调查，因此实验前后本身就是对照实验，故不需要另设置对照实验；因实验存在偶然性，为了提高实验数据的准确性，该实验还需遵循平行重复原则，即进行重复实验，取平均值。(3)培养液中的酵母菌种群数量的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关，开始在资源和空间充裕的环境中，酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，由于环境中资源和空间逐渐变得有限，代谢废物积累，酵母菌呈“S”型增长。(4)根据表格可知，该探究实验的自变量为温度和营养成分，因此实验目的是探究温度和营养成分对酵母菌种群数量动态变化的影响。
第28讲 种群的特征和数量变化
[考纲要求] 1.种群的特征(Ⅰ)。2.种群的数量变化(Ⅱ)。3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
考点一 种群的特征及种群密度的调查方法
1．种群的特征
(1)种群的概念
种群是在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
(2)种群的数量特征及相互关系
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因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
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。
2．种群密度的调查方法
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
活动能力强、活动范围大的动物
调查程序
确定调查对象
↓
选取样方
↓
计数
↓
计算种群密度，取平均值
确定调查对象
↓
捕获并标记个体数(数量为M)
↓
重捕、计数
↓
计算种群数量：N＝M·n/m
3.种群的空间特征及类型
(1)含义：组成种群中的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。
(2)类型(连线)
1．有关种群及其特征的判断
(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空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于种群数量特征( √ )
(4)种群出生率升高，种群密度一定增大( × )
(5)稳定型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( √ )
2．有关种群密度调查的判断
(1)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × )
(2)对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度( × )
(3)池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法( √ )
(4)对农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵常采用标志重捕法调查种群密度( × )
(5)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？
提示 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)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？
提示 迁入率和迁出率。
(3)利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的种群密度，原理是怎样的？
提示 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)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 蝗虫的年龄组成为增长型。
1．种群年龄组成的类型及判断技巧
(1)统计图
(2)曲线图和柱形图
项目
增长型
稳定型
衰退型
曲线图
柱形图
(3)各图示共性及判断技巧
无论何种图示，均应注意各年龄段个体的比例。增长型中的幼年个体多、老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
2．两种种群密度调查方法的分析
(1)“两看法”选择种群密度的调查方法
(2)样方法调查种群密度应注意的问题
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、活动范围小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。
③植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积为100 m2，灌木为16 m2，草本植物为1 m2。
④选取样方时，要注意随机取样。对于方形地块常用五点取样法(如图1所示)，狭长地块常用等距取样法(如图2所示)。
⑤样方法中的计数要准确：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
(3)标志重捕法调查种群密度应注意的问题
①标志重捕法中标记物要合适，不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。
②标志重捕法中两次捕捉期间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。
命题点一 种群的特征及其相互关系的分析
1．(2019·福州质检)随着“二胎”政策的放开，有专家预测，我国人口数量在以后几年将出现明显增长。下列有关(人口)种群特征的叙述，正确的是( )
A．该政策的实施有利于改变性别比例
B．自然增长率主要由出生率决定
C．一个城市的人口数量可以反映其人口密度
D．年龄组成稳定的人群保持零增长
答案 C
解析 该政策的实施有利于调整年龄结构，A项错误；自然增长率除了取决于出生率，还取决于死亡率，B项错误；对一个城市而言，面积是一定的，人口数量的多少可以反映出人口密度的大小，C项正确；年龄组成稳定型的人群，还受迁入、迁出人口的影响，所以，无法知晓人群是否为零增长，D项错误。
2．下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是( )
A．图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
B．图1中的c为种群最基本的数量特征
C．图2中丁与图1中的a表示的含义相同
D．图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
答案 C
解析 图1中a只影响出生率，而b既影响出生率也影响死亡率，从而判断出a为性别比例，b为年龄组成，进而可知c为种群密度。图2为图1的变式，图2中甲使种群密度增加，应为出生率和迁入率；乙使种群密度减小，应为死亡率和迁出率；丙只影响出生率，应为性别比例；丁为年龄组成。图1中b为年龄组成，是预测种群数量未来变化趋势的主要依据，A项正确；图1中c为种群密度，是种群最基本的数量特征，B项正确；图2中丁为年龄组成，而图1中a为性别比例，C项错误；图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度，D项正确。
命题点二 种群密度调查方法的选择及分析
3．假如要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度，通常采用的调查方法分别是( )
A．标志重捕法、样方法 B．标志重捕法、标志重捕法
C．样方法、样方法 D．样方法、标志重捕法
答案 A
解析 鼠的活动能力强、活动范围广，可用标志重捕法调查；蚯蚓的活动能力较弱，可用样方法调查。
4．某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，统计所捕获的田鼠数量、性别等，进行标记后放归，3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表：
项目
捕获数(只)
标记数(只)
雌性个体数(只)
雄性个体数(只)
初捕
50
50
28
22
重捕
50
10
32
18
以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是( )
A．此调查方法可以用来调查土壤中小动物的物种丰富度
B．若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度比实际低
C．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为7∶2
D．该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2
答案 D
解析 因土壤中小动物具有较强的活动能力，且身体微小，不适合用标志重捕法调查其物种丰富度，A项错误；标志重捕法理论计算公式：N(种群个体数)＝M(标记个体数)×，若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即m值减小，N值会增大，B项错误；通过两次捕获情况，不能确定该田鼠种群的性别比例(捕获次数过少，偶然性较大)，C项错误；该地区田鼠的平均种群密度约为50×50÷10÷2＝125(只/hm2)，D项正确。
科学探究 利用标志重捕法估算种群密度的误差分析
设种群数量为N只，第一次捕获M只并标记，第二次捕获了n只，其中有m只被标记，根据公式＝，得N＝。
由上式分析可知：
(1)若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体被捕获概率降低、被标记个体易于被捕食、被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体稀少处捕获等)造成m偏小，则N偏大。
(2)若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等)造成m偏大，则N偏小。
(3)若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。
考点二 种群数量的变化及应用
1．种群数量变化的研究方法
(1)研究方法：建构数学模型。
(2)一般步骤：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．种群数量的“J”型增长
(1)形成原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。
(2)数学模型
Nt＝N0λt
(3)曲线特点：种群的数量以一定的倍数连续增长。
3．种群数量的“S”型增长
(1)形成原因：资源、空间有限。
(2)曲线特点
4．种群数量的波动和下降
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。
5．影响种群数量变化的因素
(1)自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。
(2)人为因素：人类活动。
(1)在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量( × )
(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)不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的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( × )
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？
提示 b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。
(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？
提示 b类曲线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 在生存斗争中被淘汰的个体数量。
1．两种曲线的增长率和增长速率
增长类型
“J”型
“S”型
增长率
增长速率
2.“J”型增长中λ和增长率的关系
种群“J”型增长的数学方程式模型：Nt＝N0λt，λ为某时段结束时种群数量为前一年种群数量的倍数，而非增长率，增长率＝(λ－1)×100%。如图：
(1)λ＞1时，种群数量增大，如图中AB段(不包括B点)。
(2)λ＝1时，种群数量保持稳定，如图中B、D点。
(3)λ＜1时，种群数量减小，如图中BD段(不包括B、D点)。
3．“S”型曲线中K值与K/2值的分析与应用
(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值可能会下降；当环境条件状况改善时，K值可能会上升。
(2)在环境条件稳定，K值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的：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。
(3)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境条件不被破坏前提下，一定空间中所能维持的种群最大数量；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，因为环境条件已遭到破坏。
(4)K值与K/2值的应用
命题点一 “J”型增长和“S”型增长的比较与分析
1．(2018·全国Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是( )
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的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
答案 D
解析 当空间、资源有限时，种群呈“S”型增长，A项正确；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，B项正确；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，C项正确；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，D项错误。
2．(2018·孝义高三一模)图1表示某种群数量变化的相关曲线图，图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是( )
A．图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况
B．图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点
C．图2中B点时种群增长速率最大
D．图1中第15年种群数量最少
答案 D
解析 据图1可以看出，该种群在前5年种群的λ值不变，说明种群的数量每年以一定的倍数增长，所以该种群在前5年种群数量的变化类型是“J”型增长，即图2中曲线X表示的种群数量增长曲线，A正确；图1中第10年种群的λ值等于1，表示当年种群数量与前一年种群数量相等，而图2中曲线Y表示种群数量的“S”型增长曲线，C点已达到K值，种群数量不再发生变化，即当年种群数量与前一年种群数量也相等，B正确；图2中B点时位于种群“S”型增长曲线的K/2处，此时种群增长速率最大，C正确；图1中，第10年到第20年之间λ＜1，则种群数量越来越少，故该种群数量最少的年份是第20年，D错误。
3．下图中关于“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，出生率大于死亡率，种群数量增长较快
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．在t1时控制有害生物最有效
答案 D
解析 t0～t1之间种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，且二者的差值逐渐加大，种群增长速率不断增加，因此种群数量增长较快，A项正确；t1～t2之间，由于资源和空间有限，随着种群密度增大，种内斗争不断加剧，天敌数量也在增加，虽然出生率大于死亡率，但二者的差值逐渐减小，所以种群增长速率下降，B项正确；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，C项正确；在t1时种群数量为K/2，种群增长速率最大，因此若在t1时进行有害生物防治，不能将有害生物控制在较低水平，D项错误。
科学思维 不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
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K/2值。
命题点二 种群数量变化的影响因素及其应用分析
4．(2018·漳州高三考前模拟)如图表示处于平衡状态的某生物种群因某些外界环境变化导致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分析中，不正确的是( )
A．若图①所示为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后的变化可能是大量放养该种鱼
B．若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后变化的原因可能是增加了营养供应
C．图③中c点后种群个体的数量变化反映出该种群的出生率大于死亡率
D．图④曲线可用于指导海洋渔业生产中的捕捞活动
答案 C
解析 若图①所示为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后种群数量突然增加，超过了其环境容纳量，可能是大量放养该种鱼造成的，A项正确；若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，在一定的空间和营养物质的前提下，种群的环境容纳量是一定的，b点后种群数量增加可能是增加了营养供应，B项正确；图③中c点后种群个体的数量急剧减少，反映出种群的出生率小于死亡率，C项错误；图④曲线表明种群数量在K/2左右时，种群的增长速率最快，这一结论可用于指导海洋渔业生产中的捕捞活动，D项正确。
5．某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查，如表为调查结果。下列相关叙述正确的是( )
年份
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
第六年
第七年
增长速率
0.50
1.33
2.69
3.78
2.88
1.36
0.09
A.第四年的该种群数量大约是该环境容纳量的一半
B．第一年至第七年，该种群的年龄组成从增长型向衰退型转变
C．该种群数量呈“S”型增长，种群增长速率不受种群密度制约
D．对该濒危动物最好的保护方式为就地保护
答案 A
解析 从表中数据可知，该种群的增长速率在调查的七年内，先增大后减小，符合“S”型增长模型，第四年该种群的增长速率最大，对应的种群数量应为K/2，A正确；种群数量呈“S”型增长的种群，其年龄组成从增长型逐渐向稳定型转变，B错误；种群数量呈“S”型增长的种群，其种群密度制约种群的增长速率，C错误；对动物繁育中心的该濒危动物最好的保护方式为易地保护，D错误。
考点三 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)在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线增长。
(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
1．实验注意事项及分析
(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。
(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)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。
(4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。结果记录最好用记录表，如下：
时间/d
1
2
3
4
5
6
……
数量/个
2.血细胞计数板及相关计算
(1)血细胞计数板(如下图所示)
血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格(如上图A所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。另外，中央大方格(计数室)以双线等分为25个中方格(如上图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。
(2)计算公式
①在计数时，先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为a，菌液稀释倍数为b，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(a/5)×25×b。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(a/5)×25×10 000×b＝50 000a·b。
问题探究
如图为探究培养液中酵母菌种群数量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？
提示 符合“S”型曲线增长。
(2)de段曲线下降的原因可能有哪些？
提示 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)试着在下面坐标系中画出该酵母菌的增长速率的曲线。
提示
命题点一 实验过程和结果分析
1．下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是( )
①培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧 ②将适量干酵母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 ③将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液 ④在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液⑤待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台中央，在显微镜下观察、计数
⑥计数时，压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其顶角上的 ⑦早期培养不需取样，培养后期每天取样一次
A．①②③④⑥ B．②③④⑥⑦
C．①②③⑥ D．②③⑤⑥
答案 D
解析 ①培养酵母菌时，不需要去除培养液中的溶解氧；④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液，再盖上盖玻片，应该是盖上盖玻片之后再滴培养液；⑦早期培养也要取样观察。
2．(2018·西安一中期末)某小组在探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，同样实验条件下分别在4个锥形瓶中进行如下图所示的培养，均获得了“S”型增长曲线。下列叙述错误的是( )
A．达到K值的时间不同
B．可采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数
C．Ⅳ内的种群数量先于Ⅱ内的开始下降
D．4个锥形瓶中酵母菌种群的K值均相同
答案 D
解析 由于4个锥形瓶中的培养液体积和起始酵母菌数目不同，因此它们达到K值的时间不同，A正确；可采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数，B正确；Ⅳ和Ⅱ的培养液的体积是相同的，因此K值相同，但是第Ⅳ组的起始酵母菌数高，先达到K值，因此Ⅳ号锥形瓶内的种群数量先于Ⅱ号锥形瓶下降，C正确；由于4个锥形瓶中培养液的体积不同，因此它们的K值不都相同，D错误。
命题点二 实验的拓展与应用
3．(2018·海南，25)将相等数量的硝化细菌和大肠杆菌分别接种到含铵盐的无机盐培养液中，在适宜温度下振荡培养。若用虚线表示大肠杆菌的生长趋势，实线表示硝化细菌的生长趋势，则下图中能正确表示两种菌体生长趋势的是( )
答案 C
解析 大肠杆菌为异养型生物，在含铵盐的无机盐培养液中无法生存，硝化细菌为自养型生物，可利用培养液中的铵盐合成有机物，呈“S”型增长，C正确。
4．用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：
时间/天
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
成虫数/只
6
10
28
71
131
207
270
302
327
341
根据表中数据分析，下列结果正确的是( )
A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快
B．第17～29天，成虫增长率上升，死亡率下降
C．第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关
D．第1～37天，成虫数量呈“J”型增长
答案 C
解析 分析表格中的数据可知，第13～25天，由于环境条件适宜，成虫数量增长快的主要原因是个体繁殖加快，A错误；第17～29天，成虫的数量虽然增加，但其增长率下降，说明死亡率应该是升高的，B错误；第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关，C正确；第1～37天，成虫数量呈“S”型增长，D错误。
矫正易错 强记长句
1．关于种群特征的3点说明
(1)种群数量≠种群密度：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。
(2)年龄组成为稳定型的种群，其种群数量不一定保持稳定，因为出生率和死亡率还与气候、食物等有关。此外，迁入率和迁出率也与种群数量有关。
(3)样方法并非只适用于植物种群密度的调查，对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵的种群密度也可用样方法调查。
2．辨析增长曲线的2个误区
(1)“S”型曲线的开始部分≠“J”型曲线：“J”型曲线自始至终都保持指数式增长，而“S”型曲线自始至终都具有环境阻力，因此不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线，只能说比较接近。
(2)环境容纳量≠种群所能达到的最大数量：环境容纳量是指环境所能维持的种群的最大数量；种群能达到的最大值是种群在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，大于环境容纳量。
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。
重温高考 演练模拟
1．(2017·全国Ⅰ，5)假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是( )
A．甲点对应的种群数量 B．乙点对应的种群数量
C．丙点对应的种群数量 D．丁点对应的种群数量
答案 D
解析 在由甲点到丙点时，种群数量的增长率上升，种群数量在增长；丁点时种群增长率虽然下降，但种群增长率仍然大于0，种群数量仍然在增加，在该点时开始捕获，会使种群数量降低到，此时种群增长率达到最大，更新能力更强，可实现持续发展。
2．(2017·全国Ⅲ，5)某陆生植物种群的个体数量减少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是( )
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
答案 B
解析 使用样方法时不需要对样方内的个体进行标记，A错误；样方法都要做到随机取样，由于个体数量减少，应适当扩大样方面积，B正确；在用样方法调查时，取的样方过小或过少，可能导致搜集到的数据较少，偶然性增大，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。
3．(2016·全国Ⅱ，5)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( )
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
答案 C
解析 估算种群密度最常用的方法之一是样方法：在被调查种群分布的范围内，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。综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。
4．(2016·浙江，5)下列是表示蝉在夏季的年龄组成示意图(甲、乙、丙分别代表生殖前期、生殖期和生殖后期)，其中正确的是( )
答案 A
解析 蝉基本上无生殖后期，C、D错误；蝉在地下生存多年，在夏季羽化后只能生存一个夏季，所以在夏季时，蝉种群中生殖前期所占的比例大，A正确、B错误。
5．(2017·全国Ⅱ，31)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：
(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈________型。
(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是________________________________________________________。
(3)理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是________________。
(4)通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄组成等。那么，种群的年龄组成是指______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)J (2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出 (3)捕食
(4)种群中各年龄期的个体数目在种群中所占的比例
解析 (1)在资源不受限制的理想条件下，种群数量呈“J”型增长。(2)在鼠害较为严重的林场局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后，山鼠种群数量下降与药物引起的死亡率升高有关，同时山鼠种群中部分个体迁出苗圃也会导致山鼠种群数量下降。(3)天敌和山鼠之间是捕食关系。(4)种群的年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目在种群中所占的比例，分为增长型、稳定型和衰退型。
一、选择题
1．(2018·哈尔滨三中模拟)种群是生态研究的一个重要单位，下列有关种群的叙述，正确的是( )
A．种群是指一个生态系统中同种生物所有成熟个体的总和
B．一个呈“S”型增长的种群中，种群增长速率在各阶段是不同的，数量为K/2时增长速率最大
C．种群中各年龄期的个体数目比例适中，这样的种群正处于发展阶段
D．合理密植农作物时，其数量可以大于最大值即K值
答案 B
解析 种群是指一定自然区域内同种生物所有个体的总和，A项错误；一个呈“S”型增长的种群中，种群增长速率在各阶段是不同的，数量为K/2时增长速率最大，B项正确；种群中各年龄期的个体数目比例适中，这样的种群正处于稳定阶段，C项错误；K值是指该环境中所能承载的该种群的最大个体数目，合理密植农作物时，其数量不应大于K值，D项错误。
2．福寿螺原产于亚马孙河流域，1981年引入广东地区后因过度繁殖被释放到野外，因其破坏了原生态系统的稳定性，被我国列为首批外来入侵物种。下列相关叙述正确的是( )
A．调查福寿螺的种群密度可采用标志重捕法
B．福寿螺引入初期，其种群数量呈“S”型增长
C．福寿螺引入后导致该地区原有物种数量剧增
D．不能引入该地区没有的天敌来防治福寿螺
答案 D
解析 福寿螺属于活动能力弱、活动范围小的动物，应采用样方法调查福寿螺的种群密度，A错误；福寿螺引入广东地区初期，食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等，其种群数量呈“J”型增长，B错误；福寿螺引入该地区后破坏了该地区原生态系统的稳定性，导致原有物种数量减少，甚至灭绝，C错误；引入该地区没有的天敌，该天敌可能大量繁殖，造成新的物种入侵，故不能引入该地区没有的天敌来防治福寿螺，D正确。
3．某同学为了模拟标志重捕法，用若干黄粒玉米种子代表一定区域内某动物种群个体总数，用50粒白玉米种子代表被标记的个体，则最接近自然条件下种群个体总数和实际操作的模拟步骤是( )
A．取全部黄粒倒入烧杯→加入50粒白种子→混合均匀→随机抓取→统计黄粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
B．取出50粒黄种子→剩余黄粒种子倒入烧杯→加入50粒白种子→混合均匀→随机抓取→统计白粒与黄粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
C．取全部黄粒倒入烧杯→加入50粒白种子→随机抓取→统计白粒与黄粒数→混合均匀→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
D．取出50粒黄种子→剩余黄粒种子倒入烧杯→加入50粒白种子→随机抓取→混合均匀→统计白粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值
答案 B
解析 由于若干黄粒玉米种子代表一定区域内某动物种群个体总数，而50粒白玉米种子代表被标记的个体，因此设置该动物种群个体总数的操作应为：取出50粒黄种子→剩余黄粒种子倒入烧杯→加入50粒白种子，然后混合均匀→随机抓取→统计白粒与黄粒数，由于抓取的白粒数占总抓取数的比例等于50粒白种子数占烧杯中总种子数的比例，可求出烧杯中黄粒总数，重复3～5次→计算每次总数的平均值，即最接近自然条件下种群个体总数，B正确。
4．下列有关种群数量变化的叙述，正确的是( )
A．依据某生物的种群密度即可反映该生物种群数量的变化趋势
B．北京、上海等大城市人口的数量变化直接取决于出生率和死亡率
C．自然界中大多数种群的数量总是在K/2值上下波动
D．影响种群数量变化的外因有气候、食物、天敌、传染病等
答案 D
解析 种群密度只反映种群在一定时期的数量，不能反映种群数量的变化趋势，年龄组成可以预测种群数量的变化趋势，A项错误；北京、上海等大城市人口的数量变化直接取决于出生率和死亡率、迁入率和迁出率，B项错误；自然界中大多数种群的数量总是在K值上下波动，C项错误；影响种群数量变化的外因有气候、食物、天敌、传染病等，D项正确。
5．下图表示某生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列判断错误的是( )
A．甲、乙两种群数量的增长曲线均为“S”型曲线
B．t2～t3时间段内，甲种群的出生率大于死亡率
C．t5时种群密度对乙种群的制约作用大于t4时
D．甲种群数量最多的时刻为t2，乙种群为t4
答案 D
解析 两个种群的增长速率变化趋势都是0→最大→0，说明两个种群数量增长曲线都是“S”型曲线，A项正确；t2～t3时间段内，甲种群增长速率虽然下降但大于0，甲种群出生率仍大于死亡率，B项正确；图中乙种群在t5时种群密度最大，所以t5时种群密度对种群的制约作用大于t4时，C项正确；甲种群数量最多的时刻为t3，乙种群为t5，D项错误。
6．(2018·大连高三二模)下表表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母菌细胞数量的动态变化，关于酵母菌细胞数量的叙述，正确的是( )
培养时间(h)
0
10
20
30
40
50
60
70
酵母菌细胞数量(×1 000个/mL)
0.2
0.4
2
5
10
12
12
12
A.可用数学模型Nt＝N0λt表示种群数量 B．种内斗争导致初始阶段种群增长缓慢
C．可用抽样检测法估算酵母菌细胞总数 D．该酵母菌种群的K值约为12 000个
答案 C
解析 根据表格数据分析，酵母菌种群数量先增加后维持稳定，表现为“S”型增长，而种群的数量每年以一定的倍数增长，可用数学模型Nt＝N0λt表示，即指的是“J”型增长，A错误；初始阶段增长缓慢是由于酵母菌种群数量太少，且对环境有一个适应的过程，B错误；可用抽样检测法估算酵母菌细胞总数，C正确；该酵母菌种群的K值约为12×1 000个/mL×10 mL＝120 000个，D错误。
7．社鼠出生1个月后即性成熟，科研人员对湖泊中一个岛屿的社鼠种群特征进行调查研究，部分结果如图。下列分析正确的是( )
A．社鼠在夏秋季出生率大于死亡率
B．上半年种群中幼年个体所占比例高于下半年
C．迁入和迁出是影响社鼠种群密度的主要因素
D．种群密度增大过程中，雄性个体死亡率高于雌性个体
答案 B
解析 分析曲线可知，与春季相比，夏秋季种群数量下降，说明社鼠在夏秋季出生率小于死亡率，A项错误；上半年种群数量增加，属于增长型，下半年种群数量下降，属于衰退型，上半年幼年个体占比高于下半年，B项正确；该种群位于湖泊中一个岛屿，迁入和迁出不是影响社鼠种群密度的主要因素，C项错误；春夏季节，种群密度增大，性别比例下降，雄性个体死亡率低于雌性个体，D项错误。
8．图中甲、乙为同一群落中的两个种群，曲线表示δ(δ＝出生率/死亡率)随时间的变化，下列叙述正确的是( )
A．t1和t4时刻乙种群的种群密度相同 B．t2时刻甲、乙种群的自然增长率一定相同
C．t2和t3时刻乙种群的自然增长率一定相同 D．t2～t4甲种群密度先上升后下降
答案 D
解析 δ＞1，个体数目增加，种群密度增大；δ＝1，个体数目不变，种群密度稳定；δ＜1，个体数目减少，种群密度减小。t1和t4时刻，δ＝1，但种群密度各自稳定不相等，乙种群t1之后δ>1，种群数量增加，故t4时种群密度大于t1时；自然增长率＝出生率－死亡率，δ的值相等，但自然增长率不一定相同。故选D。
9．(2018·广州华南师大附中高三三模)科学工作者为了检测和预报某草原鼠害的发生情况，采用标志重捕法对田鼠种群数量进行调查。发现在最初调查的一个月内，种群数量每天增加1.5%，下列分析正确的是( )
A．最初调查的一个月内，田鼠种群数量呈“S”型增长
B．田鼠种群增长的模型可构建为Nt＝N0λt，其中λ为1.5
C．若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到，则估算数值会偏大
D．数月之后，当田鼠种群的出生率等于死亡率时，是防治鼠害的最佳时期
答案 C
解析 在最初调查的一个月内，种群数量每天增加1.5%，田鼠种群数量呈“J”型增长，A错误；田鼠种群增长模型可构建为Nt＝N0λt，其中λ为1＋0.015＝1.015，B错误；若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到，由标志重捕法理论计算公式：N(种群个体数)＝M(标记个体数)×可知，m偏小，则估算数值(N)会偏大，C正确；当田鼠种群的出生率等于死亡率时，种群数量已达到环境容纳量，不是防治鼠害的最佳时期，D错误。
10．研究人员调查了8年间某养兔场种群数量的变化情况，并据此绘制了如图的λ值变化曲线，以下叙述正确的是( )
A．种群密度是种群最基本的数量特征，决定种群密度的因素是年龄组成和性别比例
B．第2～4年兔种群的年龄组成为增长型
C．8年间兔种群数量呈“S”型增长
D．第8年兔种群密度小于起始种群密度
答案 D
解析 决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率，A错误；第2～4年λ小于1，说明当年种群数量少于上一年的，种群数量在减少，故年龄组成应为衰退型，B错误；据图分析可知，前4年种群数量呈下降趋势，说明8年间种群数量并非呈“S”型增长，C错误；假设起始种群密度为N0，则第1年种群密度为0.5N0，第2年种群密度为0.5×0.5N0＝0.25N0，第3年种群密度约为0.75×0.25N0，第4～6年种群密度不变，第7年种群密度约为0.25N0×0.75×1.25，第8年种群密度为0.25N0×0.75×1.25×1.5＜N0，故第8年兔种群密度小于刚开始的种群密度，D正确。
二、非选择题
11．下列为小李同学构建的种群知识框架图，请据图回答下列问题：
(1)图中①表示______________，⑤表示____________。
(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间充裕、____________________等，其数学模型：Nt＝N0λt中，λ值与增长率的关系是增长率＝__________。
(3)利用方法⑦调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的________，从而降低该种群密度。这里运用的防治方法是____________(填“化学防治”或“生物防治”)。
(5)在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出__________分布特点。
答案 (1)出生率或迁入率 年龄组成 (2)气候适宜、没有敌害 (λ－1)×100% (3)偏大 (4)性别比例 生物防治 (5)集群
解析 分析题图可知，①、②表示出生率或迁入率，③、④表示死亡率或迁出率，⑤表示年龄组成，⑥表示性别比例，⑦表示标志重捕法，⑧表示样方法。(1)种群中个体的出生或迁入会使种群密度升高；利用年龄组成可以预测种群密度变化趋势。(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等；“J”型曲线的数学模型为：Nt＝N0λt，λ值与增长率的关系是增长率＝(λ－1)×100%。(3)⑦表示标志重捕法，其计算公式为：种群中个体数÷初次捕获总数＝重捕总数÷重捕中被标记的个体数，利用该方法调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致重捕中被标记的个体数偏小，最终导致种群密度估算结果偏大。(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，使种群出生率降低，进而导致种群密度降低。这里运用的防治方法是生物防治。(5)种群的空间特征有随机分布、集群分布和均匀分布三种。在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出集群分布特点。
12．(2018·东北三省四城联考)“种群存活力”分析可用于研究一些因素如何影响到种群灭绝的可能性，这种研究方法目前已被用来评价秦岭大熊猫现有种群的存活能力，并借此探讨相应的保护措施。请回答下列问题：
(1)研究秦岭大熊猫种群动态，常需要调查种群密度，它是种群最基本的________特征。
(2)在环境条件不变的情况下，对秦岭大熊猫进行“种群存活力”分析时，得到如下表所示的数据，请据表分析回答：
初始种群规模/只
10
20
25
28
30
40
50
70
种群在200年内的灭绝概率
0.412
0.132
0.076
0.065
0.041
0.010
0.002
0
若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准，则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在________只之间。
(3)若以环境质量下降、自然灾害以及人类的偷猎和捕捉等限制种群数量增长的环境阻力为“限制压”，下图曲线表示不同“限制压”下(以小数表示)初始规模不同的种群与其在200年内的灭绝概率(%)的关系。请据图分析：
由图可知，随着限制压的增大，种群灭绝的可能性会_____(填“增大”“减小”或“不变”)，维持种群存活的最小规模会________(填“增大”减小”或“不变”)。若以种群的灭绝概率5%为可维持存活的标准，则当限制压为0.02时，“最小存活种群”的规模为________只。
(4)基于上述研究结果，请你提出2个针对秦岭大熊猫的保护建议：________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)数量 (2)28～30 (3)增大 增大 160 (4)保证现有的环境状况不恶化(或逐步恢复大熊猫的生存环境)、将偷猎和捕捉限制在一定范围之内
解析 (1)种群最基本的数量特征是种群密度。(2)根据表格数据分析，初始种群规模为28只时，种群灭绝概率为6.5%，初始种群规模为30只时，种群灭绝概率为4.1%，因此若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为该种群可以维持存活的标准，则所需的最小初始规模范围在28～30只之间。(3)据图分析，随着限制压的增大，种群的灭绝概率越来越高，即种群灭绝的可能性增大，维持种群存活的最小规模也会增大；若以种群的灭绝概率5%为可维持存活的标准，则当限制压为0.02时，由曲线图可知，该种群的“最小存活种群”的规模为160只。(4)根据以上分析可知，影响种群存活率的因素有限制压、初始种群规模，因此针对秦岭大熊猫的保护建议为：保证现有的环境状况不恶化、将偷猎和捕捉限制在一定范围之内。
13．在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中：
(1)从试管中吸出酵母菌培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次的目的是__________________。如果实验时发现血细胞计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是________________________。
(2)若提出的问题是“培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的”，该实验__________(填“需要”或“不需要”)另设置对照实验，原因是该实验___________________
_______________________________________________________________________________。
为了提高实验的准确性，实验时应进行______________________________________________。
(3)随着时间的推移，由于________和________有限，酵母菌呈“S”型增长。
(4)另一组同学为探究培养液中酵母菌种群数量的变化，设计了3组实验(见下表)。每隔24小时取样并计数，实验结果略。
试管编号
培养液(mL)
无菌水(mL)
酵母菌母液(mL)
温度(℃)
A
10
—
0.1
28
B
10
—
0.1
5
C
—
10
0.1
28
上述实验目的是：探究________________对酵母菌种群数量动态变化的影响。
答案 (1)使酵母菌分布均匀 适当稀释菌液(或增加稀释倍数) (2)不需要 时间上已形成前后自身对照 重复实验 (3)资源(营养物质) 空间 (4)温度和营养成分
解析 (1)对酵母菌进行计数可采用抽样检测法：从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次，目的是使酵母菌分布均匀。若血细胞计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应适当稀释菌液，最后计数的结果需要乘以稀释的倍数。(2)探究培养液中酵母菌种群数量随时间变化的实验中，需要在相同间隔的时间内对酵母菌种群数量进行取样调查，因此实验前后本身就是对照实验，故不需要另设置对照实验；因实验存在偶然性，为了提高实验数据的准确性，该实验还需遵循平行重复原则，即进行重复实验，取平均值。(3)培养液中的酵母菌种群数量的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关，开始在资源和空间充裕的环境中，酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，由于环境中资源和空间逐渐变得有限，代谢废物积累，酵母菌呈“S”型增长。(4)根据表格可知，该探究实验的自变量为温度和营养成分，因此实验目的是探究温度和营养成分对酵母菌种群数量动态变化的影响。
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