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2020-2021学年高中生物 第4章 种群和群落 2 种群数量的变化学案 新人教版必修3

2020-2021学年高中生物 第4章 种群和群落 2 种群数量的变化学案 新人教版必修3

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第2节　种群数量的变化

必备知识·自主学习
一、种群数量的变化
1.建构种群增长模型：
(1)构建方式：数学模型。
(2)构建方法：
2.种群增长的“J”型曲线：
(1)模型假设：
①条件：理想状态——食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等条件。
②数量变化：种群的数量每年以一定倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
(2)建立模型：
①数学模型公式：t年后种群数量表达式：Nt=N0λt。
②参数意义：N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
③曲线图：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”型。

(3)曲线特点：无限增长。
3.种群增长的“S”型曲线：

(2)形成原因：

(3)曲线如图所示，表现为“S”型增长，种群数量达到环境容纳量后停止增长。

(4)环境容纳量：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，又称K值。
(5)应用：
①保护濒危生物：建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。
②控制有害生物：应降低其环境容纳量。
4.种群数量的波动和下降：
(1)影响因素：
①自然因素：气候、食物、天敌、传染病。
②人为因素：人类活动的影响。
(2)数量变化：大多数种群的数量总是在波动中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
(3)研究意义：
①利用及保护野生生物资源。
②控制人工养殖及种植业中的种群数量。
③科学预测及防治有害生物。
④拯救和恢复濒危动物种群。
5.判一判：结合种群数量的变化及影响因素，判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变。 (×)
提示：K值会随着环境条件的改变而发生变化。
(2)种群数量的变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响。 (√)
(3)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。 (√)
(4)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”型增长。 (×)
提示：种群数量增长受外界环境的影响，当环境不适合其生长时，外来入侵物种不会表现出“J”型增长。
二、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)在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
2.实验步骤：

关键能力·合作学习
　知识点一 种群的数量变化 
1.种群的“J”型曲线和“S”型曲线的比较：
项目
“S”型增长
“J”型增长
前提条件
环境资源有限
环境资源无限
曲线

种群增长
速率曲线

K值
有K值，K/2时有最大增长速率
无K值，增长速率保持不变
曲线形成
原因
种内斗争加剧，天敌数量增多
无种内斗争，缺少天敌
联系

两种增长曲线的差异主要是因为环境阻力大小不同，对种群数量增长的影响不同
2.“S”型曲线的分析解读：

三图对比分析解读：
(1)t1之前，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，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。
(2)t1～t2，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。
(3)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。
3.“S”型曲线中K值和K/2值的应用：
应 用
措 施
目 的
野生资
源保护
保护野生生物的生存环境，减小环境阻力
增大K值
有害生
物防治
增大环境阻力
降低K值
在种群数量达到K/2以前采取相应措施
防止害虫数量快速增长
资源开发
与利用
捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2
保证持续
获取高产量
4.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均为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量均为K/2值。
【知识拓展】λ、增长率与增长速率
(1)“J”型增长中λ和增长率的关系：
λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。增长率=(末数-初数)/初数×100%=(N0λt+1-N0λt)/N0λt×100%=(λ-1)×100%。
①当λ>1时，增长率>0，种群数量增加；
②当λ=1时，增长率=0，种群数量稳定；
③当λ<1时，增长率<0，种群数量下降。
(2)种群增长率和增长速率：
①增长率：单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，即增长率=一定时间内增长的数量/初始数量×100%。
②增长速率：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=一定时间内增长的数量/时间。
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增长到数量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=(末数-初数)/初数×100%=(Nt-N0)/N0×100%(无单位)；
增长速率=(末数-初数)/单位时间=(Nt-N0)/t(有单位，如个/年)。
(3)种群增长率曲线：

——拓展探究
　种群的最大数量是不是就是环境容纳量？为什么？
提示：不是。环境容纳量是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，而实际数量有可能超过K值，只不过超过K值后，环境容纳不下，数量会再降下来。

(2020·太原高二检测)假设在某草原上散养的某种家畜的种群数量呈“S”型增长，该种群的增长速率随时间的变化趋势如图所示，下列叙述中错误的是(　　)

A.种群增长速率为甲时，该家畜种群的年龄结构为增长型
B.种群增长速率为乙时，该家畜种群的数量达到最大
C.若要持续尽可能多地收获该家畜，可以在丙点时适当捕获
D.种群增长速率为丁时对应的种群数量可随环境的变化而发生变化
　【解题思维】

【解析】选B。种群增长速率为甲时，该家畜种群的出生率大于死亡率，其年龄结构为增长型，A正确。种群增长速率为丁时，该家畜种群的数量达到最大(K值)；种群增长速率为乙时，该家畜种群的数量达到K/2，B错误。在丙点时适当捕获，捕获后使种群处于最大增长速率附近，能达到持续尽可能多地收获该家畜的目的，C正确。种群增长速率为丁时，对应的种群数量(K值)可随环境的变化而发生变化，D正确。
　【审答误区】
(1)对“S”型曲线的特点理解错误：在达到丁点之前种群数量一直在增加，因此丁点时，种群数量最多。
(2)对K、K/2的应用理解错误：持续尽可能多地收获，应在K/2点之后一段时间，在丙点。
【母题追问】
(1)如果控制家鼠等有害动物，应该在哪一点进行控制？
提示：应在K/2点之前，严防达到K/2点，在图中对应的是乙点之前。
(2)在图中乙点种群增长速率最高，为什么要在丙点收获才能获得较多的产量？
提示：丙点种群数量较大，由于食物等因素导致种群增长速率开始下降，此时开始捕获，可以获得较大产量，也可以使种群增长速率升高，有利于种群数量的恢复。
【类题精练】
　　某研究所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查，发现某种鱼迁入此生态系统后的种群增长速率随时间的变化呈现如图所示曲线。

则在t1时该种群的年龄组成类型、能反映该种群数量变化的曲线分别
是 (　　)

A.衰退型和①　　 B.增长型和②
C.衰退型和③ D.增长型和④
【解析】选B。种群增长的“J”型曲线中，增长速率不断增大；而“S”型增长曲线，由于种内斗争和天敌数量变化，增长速率先增大后减小，故据图可判断该图为“S型”曲线的增长速率变化曲线。t1时种群增长速率最大，此时的年龄组成应为增长型。
【补偿训练】
　　美国人为了清除水域内的藻类，从亚洲国家引进亚洲鲤鱼，导致亚洲鲤鱼在美国泛滥成灾，下列有关说法正确的是 (　　)
A.现阶段美国水域中亚洲鲤鱼种群的数量已达到环境容纳量
B.在美国水域，亚洲鲤鱼种群增长曲线为“J”型
C.亚洲鲤鱼在美国水域的环境容纳量是一个固定的数值
D.为控制亚洲鲤鱼的种群数量，防止其继续增长，应将其数量控制在K/2
【解析】选A。现阶段美国水域中亚洲鲤鱼泛滥成灾，种群的数量已达到环境容纳量，A正确。在美国水域，亚洲鲤鱼种群初期的增长曲线为“J”型，后期泛滥成灾，种群增长受到食物、空间等限制，不能无限增长，B错误。环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下，环境所能维持的种群最大数量，K值不是固定不变的，会受到环境的影响，当环境遭受破坏时， K值下降，当生物生存环境改善时， K值上升，C错误。为控制亚洲鲤鱼的种群数量，防止其继续增长，应将其数量控制在K/2以下，K/2时种群增长最快，D错误。
　知识点二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 
1.实验结果与分析：
(1)酵母菌增长曲线图：

(2)趋势：先增加再减少。
(3)分析。
①增长：在开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，出生率高于死亡率，种群数量剧增。
②稳定和波动：随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、pH变化、有害产物积累等，酵母菌死亡率逐渐升高，当死亡率等于出生率时，种群数量不再增长。
③衰退：随生存条件进一步恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。
2.实验中的注意事项：
(1)制片：制片时，要先在计数室上盖上盖玻片，然后用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去。
(2)计数：
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每天计数酵母菌数量的时间要固定。
④若视野中细胞数目多，培养液要进行定量稀释重新计数，以每个小方格内含有4～5个酵母菌为宜。
⑤由于计数室中的培养液有一定的高度(0.1 mm)，故需要让细胞沉降到计数室底部的网格线中，避免细胞分布在不同液层深度，导致计数时被遗漏。

拓展探究：(1)若试管中培养液的体积、浓度不变，接种的酵母菌数量增加，则酵母菌种群数量达到最大时所需要的时间怎样变化？ (科学思维)
提示：酵母菌的数量增加，利用现有的资源和空间，其种群数量可以较快达到最大值。
(2)若接种的酵母菌数量和培养液浓度不变，减少培养液的体积， 则酵母菌种群数量达到最大时所需要的时间怎样变化？(科学思维)
提示：培养液的体积减少，受到资源限制，其种群数量也可以较快达到最大值。

(2019·全国卷Ⅰ)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 (　　)

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
【解题思维】

【解析】选D。本题考查种群的数量变化。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；培养基更换频率越快，细菌可利用的资源就越多，所以培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同，B项正确；在培养到23 h之前，a组培养基中的细菌呈J型增长，说明培养基中的营养和空间条件都是充裕的，C项正确；题图中三组起始段曲线是重合的，c组曲线在种群数量达到K/2之前，其增长曲线符合J型增长，种群增长出现J型增长阶段，D项错误。
【母题追问】
(1)若培养液更新时间间隔为7 h，试描述所得曲线的大致位置。
提示：介于曲线a和b之间。
(2)若实验进行到23 h后，不再更新培养液，a、b、c三组曲线的变化趋势是怎样的？
提示：上升一段时间后下降。

(2020·江苏高考)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，错误的是 (　　)
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】选B。本题主要考查酵母菌的培养与计数方法。将酵母菌接种到培养液后，需要对酵母菌进行初次计数，以获得酵母菌种群密度初始值，A正确；每次计数前，都需要轻缓地将培养液摇匀，使其中的酵母菌分布均匀，再取适量培养液用血细胞计数板计数，B错误；需要定时取样和计数，用于绘制酵母菌种群数量的动态变化曲线，C正确；酵母菌种群数量的动态变化受营养条件、代谢废物、空间等的影响，D正确。
【补偿训练】
(2020·唐山高二检测) 有关“探究培养液中酵母菌数量的动态变化”的实验，正确的叙述是 (　　)
A.改变培养液的pH不影响K值(环境容纳量)大小
B.用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化
C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D.营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素
【解析】选D。环境的改变会影响K值的大小，而pH为环境因素中较为重要的一项，因此会影响K值的大小，A错误。酵母菌个体微小，不能采用样方法，应采用抽样检测的方法，B错误。应先将盖玻片放在计数室上，用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，C错误。影响酵母菌种群数量变化的因素除营养条件外，还有温度、pH等，D正确。
核心素养·情境探究
【生活情境】人口的数量常常随环境资源的改变而发生波动。如图为人口自动调控图(注：环境中的人口容纳量是指环境资源能承载的最大人口数量)。请据图回答下列问题：

探究：
(1)在自然界中，人口数量为什么不可能无限增长？(科学思维)
提示：由于受到食物、空间等因素的限制，人口数量不可能无限增长。
(2)由图可以看出，当人口数量大于人口容纳量时，人类生存的环境阻力将会怎样变化？(科学思维)
提示：当人口数量大于人口容纳量时，人口过多，资源大量消耗，人类生存的环境阻力将随之增加。
课堂检测·素养达标
1.关于种群的数量变化，下列叙述正确的是_________。 
①种群的数量变化仅受自然因素影响
②种群的“J”型增长过程中，增长率不变
③种群的“S”型增长过程中，增长速率下降时，种群数量开始减少
④在理想条件下，种群数量呈“J”型增长，K值逐渐增大
⑤呈“S”型增长的种群在数量达到K值时，增长速率为0
【解析】选②⑤。种群的数量变化受自然因素和人为因素影响，①错误；种群的“J”型增长过程中，增长率不变，增长速率越来越大，②正确；种群的“S”型增长过程中，增长速率下降时，种群数量仍会增加，③错误；在理想条件下，种群数量呈“J”型增长，不存在K值，④错误；呈“S”型增长的种群在数量达到K值时，种群数量相对稳定，增长速率为0，⑤正确。
2.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，建立数学模型一般包括以下步骤，下列排列顺序正确的是 (　　)
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】选A。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，故A项正确。
3.下列关于种群数量变化的叙述，错误的是 (　　)
A.在理想条件下，种群数量增长可用一定的数学模型表示
B.一个物种引入新的地区后，一定呈“J”型增长
C.对家鼠等有害动物的控制，要尽量降低其K值
D.研究一个呈“S”型增长的种群的增长速率可预测其K值
【解析】选B。理想条件下，种群表现为“J”型增长；一个物种引入新的地区后，当地环境可能不适于其生长繁殖。控制有害生物，应尽量降低其K值。呈“S”型增长的种群，其增长速率最大值一般出现在K/2时，只要统计此时的种群密度就可预算出K值。
4. 下列关于环境容纳量的叙述，正确的是 (　　)
A.环境容纳量是种群在该环境中的最大数量
B.环境容纳量会随着环境条件的改变而变化
C.环境容纳量由种群的出生率和死亡率决定
D.种群的指数增长会受到环境容纳量的限制
【解析】选B。环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下，环境所能维持的种群最大数量，种群数量可能在一段时间内超过环境容纳量，A错误。环境容纳量会随着环境条件的改变而改变，环境更适合生存，资源更多，环境容纳量就会更高，反之更低，B正确。环境容纳量主要由环境中的有效资源决定，C错误。种群指数增长模型中不存在环境容纳量，D错误。
5.(2020·太原高二检测)如图所示四个不同种群中，种内斗争最激烈的是种
群(　　)

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解析】选C。环境容纳量是指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量。种群的个体数量超过环境容纳量越多，种内斗争越激烈。
6.(2020·顺义高二检测)向装有10 mL培养液的试管中接种少量酵母菌菌种，在适宜条件下培养较长时间，酵母菌种群数量(Y)随时间(X)的变化情况最可能是 (　　)

【解析】选D。刚开始，条件比较适宜，种群数量增长快，到达一定程度后保持不变；最后由于代谢废物等的积累，导致种群数量下降。
7.某科研小组于2010年在一座小山上调查发现该处有700株杨树，但到2020年再去调查时发现杨树种群数量因死亡而减少了200株。这不能说明(　　)
A.2010年时杨树种群的年龄结构可能是衰退型
B.种群中的个体数量是随时间而变化的
C.此处杨树种群的环境容纳量为500株
D.杨树种群数量的变化可能与气候、天敌、病虫害等因素有关
【解析】选C。10年间杨树种群数量减少了200株，说明2010年时杨树种群的年龄结构可能是衰退型，A正确。10年间杨树种群数量发生了变化，说明种群中的个体数量是随时间而变化的，B正确。根据题干信息不能确定此处杨树种群的环境容纳量为500株，C错误。杨树种群数量的变化可能与气候、天敌、病虫害等因素有关，D正确。
8.20世纪初，人们将驼鹿引入加拿大密歇根湖的一个孤岛。该种群从1915年到1960年的数量变化情况如表所示，下列相关叙述正确的是 (　　)
年份
1915
1917
1921
1925
1928
1930
1934
1943
1947
1950
1960
数量/只
200
300
1 000
2 000
2 500
3 000
400
170
600
500
600
A.1915～1930年间，驼鹿的种群数量呈“S”型增长
B.1915～1930年间，驼鹿的种群数量不断增加的原因可能是食物充足，没有敌害
C.1930～1943年间，数量急剧下降的原因最可能是天敌数量的增加
D.1932年，该驼鹿种群的年龄组成一定为衰退型
【解析】选B。驼鹿被引入加拿大密歇根湖的一个孤岛上的初期，食物充足，没有敌害，因此其种群数量呈“J”型增长，但增长了一段时间后，其种群数量会急剧下降，因为孤岛的资源和空间是有限的，当种群密度达到一定程度时，就不能满足大量驼鹿的生存要求了。据题中信息我们无法判断1932年该驼鹿种群的年龄组成。
9.(2019·全国卷Ⅲ)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_________型，且种群数量为___________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)_________(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___________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是___________________ 。
【解析】(1)试管中该种单细胞菌的总数达到a时，数量不再增加，这说明达到了该种群的环境容纳量，所以该种群的增长曲线为“S”型，在种群数量为环境容纳量的一半(a/2)时，种群增长速率最大，即增长最快。
(2)试管中培养液的体积由10 mL变为5 mL，该菌的生活空间和物质来源均减少，其环境容纳量会下降；种群的环境容纳量决定于环境资源量，与接种量无关，由于培养液体积不变，虽然接种量增加一倍，但是该条件下种群的环境容纳量保持不变。
答案：(1)S　a/2　(2)减小　不变　K值是由环境资源量决定的，与接种量无关
课时素养评价
十三　种群数量的变化
(20分钟·70分)
一、选择题(共9小题，每小题4分，共36分)
1.下列关于环境容纳量的叙述，正确的是 (　　)
A.环境容纳量是指种群的最大数量
B.种群的种内斗争不会改变环境容纳量的大小
C.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
D.植食动物在自然环境条件下，一年四季的环境容纳量以冬季最大
【解析】选B。环境容纳量只代表种群数量的一个平均值，实际的种群数量在这个平均值上下波动；环境容纳量由环境因素决定，种群的种内斗争不会改变环境容纳量的大小；在理想条件下，种群数量呈指数增长，没有环境容纳量；植食动物在冬天食物减少，环境容纳量不会达到最大。
2.(2020·济南高二检测)田鼠是主要生活在农田中的植食性鼠类，当田鼠种群刚迁入一个新的栖息地后，种群开始增长，随着时间的推移，种群停止增长并维持相对稳定。下列叙述正确的是 (　　)
A.田鼠种群停止增长时，出生率和死亡率均为零
B.人为地一次性捕杀田鼠后，其环境容纳量迅速降低
C.田鼠的种群数量总是在环境容纳量之下波动
D.田鼠种群增长速率大于0时，其天敌黄鼬的增长速率可能小于0
【解析】选D。田鼠种群停止增长时，出生率和死亡率均不为零，但是两者的差值为0，A错误。人为地一次性捕杀田鼠后，其种群数量迅速降低，但是环境容纳量不变，B错误。在种群数量增长到K值时，其在K值上下波动，C错误。田鼠种群增长速率大于0时，其天敌黄鼬的增长速率可能小于0，因为黄鼬的种群数量还受气候、天敌、传染病等多种因素影响，D正确。
3.一种生物迁入新的环境，由于食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌。t年后种群的个体数量为：Nt=N0λt。下列关于该表达式参数意义的叙述，错误的是 (　　)
A.Nt表示t年后该种群的个体数量
B.N0为该种群的起始个体数量
C.t表示该生物迁入该地的时间是t年
D.λ表示第二年比第一年增加的个体数量
【解析】选D。根据题中的条件可知，该生物种群数量变化符合“J”型曲线，其数学模型表达式中的λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
【补偿训练】
经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率以0.2保持不变，则第三年该种群数量为 (　　)
A.1.2N0 B.1.44N0 C.2.2N0 D.3.6N0
【解析】选B。由于是在理想条件下，种群数量的增长模型为Nt=N0λt，由于λ=1+0.2=1.2，t=2，所以第三年的种群数量为1.44N0。
4.棕榈蓟马是一种体型微小的害虫，在茄子叶片上集群分布，研究人员调查了茄子叶片上的棕榈蓟马的种群增长情况，结果如表所示，下列说法错误的
是(　　)
天数
8
15
22
29
38
45
种群密度
/(只/叶)
4
17
24
31
34
34
A.集群分布是棕榈蓟马种群的空间特征
B.棕榈蓟马种群呈“S”型增长
C.第8～15天时棕榈蓟马种群增长速率最大
D.可用标志重捕法调查棕榈蓟马的种群密度
【解析】选D。棕榈蓟马种群呈集群分布，这属于种群特征中的空间特征，A正确。分析表中随时间变化的种群数量变化规律——先增大后稳定，棕榈蓟马种群数量变化呈“S”型增长，B正确。分析表中每相邻两个测定时间的棕榈蓟马种群数量差值可知，第8天到第15天之间棕榈蓟马种群数量增长最多，说明该段时间内种群增长速率最大，C正确。由于棕榈蓟马活动范围小，活动能力弱，常采用样方法调查其种群密度，D错误。
5.(2020·朔州高二检测)如图表示某湖泊中鲫鱼种群增长速率的变化情况，下列相关叙述不合理的是 (　　)

A.t3时该湖泊中鲫鱼种群的密度大约是t2时的一半
B.与a点相比，b点时更适合对该鲫鱼种群进行捕捞
C.出生率、死亡率、迁入率、迁出率都是直接影响种群数量变化的因素
D.t1～ t3时间段内，鲫鱼种群数量在不断增加
【解析】选A。t3时该湖泊中鲫鱼种群的密度达到了K值，t2时种群增长速率最大，一般认为此时种群数量为K/2，故t3时该湖泊中鲫鱼种群的密度大约是t2时的2倍， A错误。a点与b点时虽然种群的增长速率相同，但b点比a点对应的种群数量要大，所以b点比a点更适合对该鲫鱼种群进行捕捞， B正确。据分析可知出生率、死亡率、迁入率、迁出率都是直接影响种群数量变化的因素， C正确。t1～ t3时间段内，尽管种群增长速率在下降但是鲫鱼种群数量在不断增加，D正确。
【互动探究】
如图表示两种增长方式的增长速率变化，依图回答下列问题。

(1)图甲和图乙分别表示哪种增长方式？
提示：图甲表示的是种群的“J”型增长方式；图乙表示的是种群的“S”型增长方式。
(2)若图乙为鲫鱼的增长速率随时间变化的曲线，某养殖基地捕鱼后常将鲫鱼的种群数量保持在K/2左右，这样做的目的是什么？
提示：此时鱼类增长速度最快，有利于鱼的种群数量增长。
(3)t2～t3时段，种群的出生率和死亡率具有怎样的大小关系？
提示：t2～t3时段，该种群的增长速率下降，但其数量还在增加，因此其出生率大于死亡率。
6.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(　　)
A.培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌
B.培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧
C.该实验需要设置空白对照组
D.每次取样前应将培养瓶振荡摇匀
【解析】选D。培养用具和培养液均必须经过严格的灭菌处理，A错误。酵母菌只有在有氧条件下才能大量繁殖，所以在培养酵母菌时，不能去除培养液中的溶解氧，B错误。该实验为前后自身对照实验，因此不需要另外设置空白对照组，C错误。每次取样前应将培养瓶振荡摇匀，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差，D正确。
7.如图是一种酵母菌通气培养的生长曲线，a、b是相同培养条件下两批次培养的结果，下列叙述合理的是 (　　)

A.a批次中可能有大量细菌污染
B.b批次的接种量可能高于a批次
C.t1时两批次都会产生较多的乙醇
D.t2时两批次发酵液中营养物质剩余量相同
【解析】选B。如果有细菌污染，细菌也消耗营养，最终达到的细胞密度不相同，A错误。b批次在前期大量繁殖，可能是因为接种量高于a批次，B正确。酵母菌通气培养，不会进行无氧呼吸，不产生乙醇，C错误。b批次前期大量繁殖，消耗的营养物质更多，而a批次逐步增长，前期消耗的营养物质更少，因此t2时发酵液中营养物质剩余量b批次更少，D错误。
8.科研人员对某草原一种野生动物的种群进行研究，得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化，如图所示。下列叙述正确的是 (　　)

A.该生物的种群增长曲线呈“J”型
B.死亡率增加的原因是食物、空间和天敌等因素
C.要合理利用该种动物资源，应将种群密度控制在d点
D.b点时，种群增长速率最大，种群达到最大环境容纳量
【解析】选B。从图中可以看出，在d点之前，种群的增长率先增大(b点最大)后减小，最后为零(d点)，该种群的增长曲线呈“S”型；死亡率增加的原因一方面是种群数量增大，食物和空间相对有限，导致种内斗争加剧，另一方面是天敌数量增加；要合理利用该动物资源，应使种群密度维持在增长率最大的b点；该种群的最大环境容纳量为d点所对应的种群数量。
【补偿训练】
加拿大一枝黄花具有超强的繁殖能力和极强的环境适应能力。如图为某地5年内主要植物种类及数量变化曲线，下列叙述正确的是 (　　)

A.因巢菜数量不断减少，调查其种群密度时应在植株密集处多取样方
B.此地5年内群落进行次生演替且植物丰富度呈不断增多趋势
C.此地5年内狗牙根的数量不断减少与其和加拿大一枝黄花的竞争有关
D.加拿大一枝黄花具有超强的繁殖能力，故其在此地将持续呈“J”型增长
【解析】选C。调查植物种群密度，为使估算值接近实际值，选取样方时，要随机取样，A错误。根据题图分析，此地5年内群落进行次生演替且植物丰富度呈不断减少趋势，B错误。生活在同一地域的植物，相互之间争夺阳光、水分、矿物质营养，此地5年内狗牙根的数量不断减少与其和加拿大一枝黄花的竞争有关，C正确。加拿大一枝黄花虽然具有超强的繁殖能力，但是资源条件有限，其在此地不会持续呈“J”型增长，应该是“S”型增长，D错误。
9.某小组开展酵母菌培养实验，如图是培养液中酵母菌种群密度的变化曲线。下列相关叙述正确的是 (　　)

A.培养初期，酵母菌因种内斗争强而生长缓慢
B.转速150 r/min 时，预测种群增长曲线呈“S”型
C.该实验中酵母菌计数应采用稀释涂布平板法
D.培养后期，酵母菌的呼吸场所由胞外转为胞内
【解析】选B。培养初期，酵母菌因基数小而生长缓慢，A错误。由题图可知，转速150 r/min 时，可预测种群增长曲线呈“S”型，B正确。对培养液中的酵母菌进行计数应该采用抽样检测法，C错误。无论培养初期还是培养后期，酵母菌的呼吸场所都是胞内，D错误。
二、非选择题(共2小题，共34分)
10. (16分)(2020·南昌高二检测)如图为种群在不同环境条件下的增长曲线，据图回答问题。

(1)图甲的种群呈“_______”型曲线增长，图乙中的阴影部分表示___________.
(2)图甲在t1～t2时，该种群数量呈_______(填“上升”或“下降”)趋势，若在t1时种群的数量为X，则在t2时种群的数量为__________________。 
(3)根据种群数量变化的曲线，我们采取有效措施控制鼠害的原则是________。为什么不能等鼠群达到K/2时再投药灭鼠？__________________　.
【解析】(1)图甲在t0～t2时间内， t2时种群增长速率为0，即出生率等于死亡率，此时种群数量达到最大值，因此种群数量呈“S”型增长；图乙中A曲线是生物在理想状态下的种群增长曲线，而B曲线是生物种群数量在有限条件下的实际变化，故阴影部分表示由于环境阻力而淘汰的个体数。
(2)图甲在t1～t2时，种群增长速率仍大于0，即出生率仍大于死亡率，因此该种群数量呈上升趋势，S型曲线在种群数量为K/2时增长速率最大，若在增长速率最大的t1时种群的数量为X，即X= K/2，则在t2时种群的数量最大，为2X。
(3)老鼠生活在自然环境中，其种群数量增长呈“S”型曲线；根据种群数量变化的曲线，我们采取有效措施控制鼠害的原则是增大环境阻力，尽可能降低其环境容纳量。种群数量达到K/2时，种群增长速率最快，种群出生率远大于死亡率，若等到此时再投药，减少的老鼠数量会在很短的时间内通过繁殖得到补偿而不能达到灭鼠的目的。
答案：(1)S　 由于环境阻力，被淘汰的个体数　(2)上升　2X　(3)降低环境容纳量　因为在K/2时种群增长速率最快，若等到此时再投药， 减少的老鼠数量会在很短的时间内通过繁殖而得到补偿
11.(18分)如图是某物种迁移到一个新环境后，某种群数量的变化情况。

(1)从曲线的走势来看，该种群刚迁入时，经历了一个快速的增长时期，曲线呈现出近似_____________的增长；当种群数量越来越多，由于_________有限，曲线呈现出___________增长；最后曲线呈现出有规律的_____ ______.
(2)该种群的环境容纳量(K值)大约对应于图中的_____________ ____点。 
(3)该物种的进入可能会对当地其他生物的K值产生影响，说出一种影响并加以解释： 　 。 
【解析】(1)当一个种群迁入一个新环境中，由于食物、空间等都很充裕，所以短时间内呈“J”型增长，但随着种群个体数的增加，环境阻力增大，所以又呈“S”型增长，最后会处于一个动态的波动状态。
(2)“S”型曲线达到环境容纳量以后，种群数量在最大容纳量上下波动。
(3)外来物种的入侵可能与当地物种在资源和空间上发生冲突，也可能对当地物种影响不大。各种情况都应考虑全面。
答案：(1)“J”型(或指数)　资源和空间　“S”型(或对数)　波动　(2)b　
(3)有多种可能，答出一种即可，如：与其他生物竞争资源和空间，因而使其他生物的K值降低；为其他生物提供了资源和空间，因而使其他生物的K值升高；对其他生物的资源和空间影响不大，因而基本不影响其他生物的K值
(10分钟·30分)
1.(10分)对笠螺多个种群的调查，发现其体长、种群生物量(有机物质量)与种群密度的关系如图所示。下列叙述正确的是 (　　)

A.A点个体平均生物量比B点少
B.随着种群密度增加，笠螺体长逐渐减小
C.种群密度低于A点时，个体间的斗争最激烈
D.笠螺种群生物量和体长呈正相关
【解析】选B。生物量指种群中所有个体含有的有机物质量，A点时个体较少，故A点个体平均生物量比B点多，A错误；种群密度最大时，个体间的斗争最激烈，C错误；由图可知，笠螺种群生物量和体长不呈正相关，D错误。
【实验·探究】
2.(20分)为研究酵母菌种群密度的动态变化，某实验小组进行了如下操作，请分析回答：
实验一：按表中所列条件进行了A、B、C、D共4组实验，用 1 000 mL 的锥形瓶作为培养器皿，用棉塞封口，在25 ℃下静置培养，其他实验条件均相同，并根据实验结果绘出了酵母菌种群密度变化曲线图。
实验组
A
B
C
D
培养液中葡萄
糖质量分数/%
4.0
4.0
0.8
0.8
培养液体积/mL
200
800
200
800

实验二：进一步进行了下表有关实验。
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
(1)为提高实验的精确度，吸取培养液进行计数之前，应将试管________，每次计数要做_______ _。 
(2)实验一：图中曲线②代表的是________组的结果；A组和B组的实验结果不同的原因是B组______________________。 
(3)实验二想研究________因素对酵母菌数量增长的影响；此实验中酵母菌的年龄组成为衰退