1、第1章种群及其动态第2节 种群数量的变化基础巩固1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。调查某种一年生植物的种群时有下列情形:只有80%的种子能发育为成熟植株,每株植物平均产400粒种子。目前有a粒种子,则m年后种子数量为()A.0.8a400m B.400a0.8mC.a320m D.320am解析:由于每株植物每年平均产400粒种子,只有80%能发育为成熟植株,即320粒,则m年后变为320m,现有a粒种子,则m年后种子数量为a320m。答案:C2.下图是种群数量增长曲线,下列叙述正确的是()A.鱼类种群数量的增长不受自身种群密度的制约B.气候条件的改变不会影响种群的环境容纳量
2、C.防治蝗灾应在害虫数量达到C点时进行D.渔业捕捞后剩余量需控制在C点以保持最高的增长速率解析:由于环境资源有限,种群密度越大,种内竞争越剧烈,从而影响种群数量的增长;种群的环境容纳量受环境(包括气候条件)的影响;C点时种群的增长速率最大,不利于防治蝗灾,防治蝗灾应在害虫数量达到C点前进行,且越早防治效果越好;渔业捕捞后剩余量需控制在C点,有利于种群数量迅速恢复。答案:D3.向某天然牧场引入良种肉牛100只,自然放养,任其自然繁殖。下图表示种群增长速率随时间变化的曲线,下列叙述正确的是()A.在t0t2时间内,种群数量呈“J”形增长B.若在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量约为N/2C
3、.捕杀肉牛的最佳时期为t1时D.在t1t2时,该肉牛的种群数量呈下降趋势解析:在t0t2时间内,种群数量呈“S”形增长;t2时种群达到环境容纳量,所以t1时种群的数量约为K/2,即N/2;捕杀肉牛的最佳时期为t1t2时,捕杀后的肉牛种群数量应为K/2;在t1t2时,种群增长速率下降,但种群数量仍然呈上升趋势。答案:B4.下列关于种群的叙述,正确的是()A.种群密度是种群最基本的数量特征,这一特征能反映种群数量的变化趋势B.呈“J”形增长的不同种群,其数学模型中的参数也可能不同C.种群数量在K/2K值时,其增长速率在下降、年龄结构为衰退型D.培养瓶中酵母菌种群数量达到K值前,种群密度对其增长的制
4、约逐渐减弱解析:年龄结构能够预测种群数量的变化趋势,种群密度不能反映种群数量的变化趋势;种群数量在K/2K值时,其增长速率在下降,但种群数量一直在增加,故年龄结构为增长型;培养瓶中酵母菌种群数量达到K值前,随着种群数量的增加,种群密度对其增长的制约逐渐增强。答案:B5.下列关于环境容纳量的叙述,错误的是()A.种群数量在K/2值时增长最快B.同一群落各种群的环境容纳量是相同的C.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变D.环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度解析:在实际环境中,种群呈“S”形增长,种群数量在K/2值时增长最快,A项正确;同一群落内,不同种群在同一环境中的环境容纳量是不同的
5、,B项错误;环境容纳量会受到环境的影响,随环境条件的改变而改变,C项正确;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,故环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度,D项正确。答案:B6.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,种群数量开始增长,随着时间的推移,种群数量停止增长并维持相对稳定。下列有关叙述正确的是()A.田鼠种群数量停止增长时,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零时,其天敌黄鼬的增长速率可能小于零解析:田鼠种群数量停止增长时,出生率和死
6、亡率均不为零,但是两者的差值为零,A项错误;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项错误;种群数量增长到K值后,将在K值上下波动,C项错误;田鼠种群增长速率大于零时,其天敌黄鼬的增长速率可能小于零,因为黄鼬的种群数量还受其天敌的影响,D项正确。答案:D7.假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长,该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如下图所示。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解析:题图所示曲线的最高点所对应的种群增长
7、速率最大,对应的种群数量为K/2。为持续尽可能多地收获该种家畜,应在种群数量超过K/2时捕获,使剩余量保持在K/2,此时种群增长速率最大,可使种群数量快速恢复。答案:D8.用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌,其数量随时间变化情况如下图甲所示,a为每3 h换一次培养液的培养曲线,b为不更换培养液的培养曲线。请据图回答下列问题。甲乙(1)曲线a表示种群呈“”形增长。理论上讲,呈现这种增长模型的条件是、等。(2)曲线b表示种群呈“”形增长。属于这种增长模型的种群,随种群密度的增加,其增长速率的变化是。当种群数量达到K/2时,种群的增长速率达到。(3)在实际情况下,某绵羊种群增长情况如上图乙所示,
8、说明在自然界中,种群数量变化会出现现象。解析:(1)曲线a对应的酵母菌种群,在每3 h更换一次培养液的情况下,处于理想状态,故呈“J”形增长。呈现“J”形增长的条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。(2)曲线b对应的酵母菌种群,由于不更换培养液,生活条件受到限制,故呈“S”形增长。呈现“S”形增长的种群,其增长速率先增大,后减小,最后为零。当种群数量达到环境容纳量的一半时,种群的增长速率达到最大。(3)图乙显示种群数量达到K值时并非固定不变,而是在K值附近波动。答案:(1)J食物和空间充裕气候适宜没有天敌和其他竞争物种(2)S先增大,再减小,最后为零最大(3)波动拓展提高9
9、.(不定项)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3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,3组的更新时间间隔分别为3 h、10 h、23 h,得到a、b、c 3条种群数量的增长曲线,如下图所示。下列叙述正确的是()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”形增长阶段解析:细菌甲是异养生物,可通过呼吸作用将培养基中的有机物分解成无机物,A项正确;更换培
10、养基,为细菌提供了新的营养物质并除去了代谢废物,因此,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;据题图可知,在培养到23 h之前,a组细菌甲的生长曲线呈“J”形,说明a组培养基中资源和空间充足,C项正确;由题图曲线可知,培养基更新时间间隔为23 h时,种群在早期会出现“J”形增长阶段,D项错误。答案:ABC10.(不定项)在某种人工控制的种群中,其增长速率v=第(n+1)年的种群数量-第n年的种群数量/年。下列说法错误的是()A.总体上来说,该种群的数量先增加后减少B.0t4时该种群呈“J”形增长C.t1与t3时年增加的个体数量基本相等D.t2与t5时种群数量的差值等于t4与
11、t6时种群数量的差值解析:由题图可知,0t4时种群数量增长,在t4时种群数量达到最大值,t4t6时种群数量减少,所以总体上来说,该种群的数量先增加后减少,A项正确;0t4时种群的增长速率先增大后减小,在t4时增长速率为0,种群数量达到最大值,故0t4时该种群呈“S”形增长,B项错误;t1与t3时增长速率相同,即年增加的个体数量基本相等,C项正确;t2t5时种群数量先增加后减少,t4t6时种群数量一直减少,故t2与t5时种群数量的差值和t4与t6时种群数量的差值不相等,D项错误。答案:BD11.科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查,并研究Nt+1Nt随时间的变化趋势,结果如下图所示图
12、中Nt表示第t年的种群数量,Nt+1表示第(t+1)年的种群数量。下列分析正确的是()A.甲种群在0t3时的年龄结构为增长型B.乙种群在0t1时的种群数量呈“J”形增长C.乙种群在t2时种群数量最少D.甲种群在t3后种群数量相对稳定可能是生存条件比较理想解析:若=Nt+1Nt,当=1时,代表种群数量趋于稳定;当1时,种群数量增加。甲种群在0t3时,种群数量先减少再增加,A项错误;乙种群在0t1时,1且不变,种群数量呈“J”形增长,B项正确;乙种群在t2之后,种群数量还有一段时间在减少,因此乙种群在t2时种群数量不是最少的,C项错误;甲种群在t3后1且不变,种群数量呈“J”形增长,D项错误。答案
13、:B挑战创新12.调查草原田鼠数量变化对畜牧业有一定的指导意义。假如某时期有一批田鼠迁入某草原,该田鼠以某种优质牧草的根为食。某科研小组对该草原的这一批田鼠进行了长期追踪调查,并绘制了如下图所示的曲线图,请据图回答下列问题。(1)图中虚线表示在条件下田鼠种群的增长方式,该增长方式中(填“增长率”或“增长速率”)保持不变。(2)图中实线表示该田鼠种群在该草原上的实际增长情况,图中AB段内实线和虚线重合的原因是,而B点以后同一时刻虚线与实线的差值表示。(3)牧民为了减少田鼠的数量,在图中(填“B”“C”“D”或“E”)点投放鼠药效果最好。(4)若在图中E点之后,由于过度放牧导致草原退化,请在图上描
14、绘E点之后田鼠的数量变化曲线。解析:(1)图中虚线表示田鼠数量呈“J”形增长,是在食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下产生的,该过程中增长率保持不变。(2)田鼠迁入之初草原上的食物和空间充足,并且没有天敌,近似理想条件,所以图中AB段内实线和虚线重合。B点以后同一时刻虚线与实线的差值表示生存斗争中被淘汰的个体数。(3)牧民为了减少田鼠的数量,在图中B点投放鼠药效果最好。(4)在图中E点之后,由于过度放牧导致草原退化,则田鼠数量会下降。答案:(1)食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等增长率(2)田鼠迁入之初草原上的食物和空间充足,并且没有天敌,近似理想条件生存斗
15、争中被淘汰的个体数(3)B(4)如下图所示探究实践课:培养液中酵母菌种群数量的变化一、实验目的1.了解培养液中酵母菌种群数量的变化。2.学会绘制种群数量变化曲线图。3.了解影响酵母菌种群数量变化的因素。二、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.在理想的无限环境中,酵母菌种群数量的增长呈“J”形曲线;在有限的环境下,酵母菌种群数量的增长呈“S”形曲线。3.计算酵母菌数量可用抽样检测的方法显微计数法。三、实验材料酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、血细胞计数板、试管、锥形瓶、酒精灯、超净工作台、滴管、显微镜等。四、探究过程五、实验操作1.
16、操作提醒。(1)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次。(2)制片时,先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余的培养液用滤纸吸去。(3)制片后,应稍等片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部,再用显微镜进行观察、计数。(4)用显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌(类似于“样方法”)。(5)若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,以每个小方格内含有45个酵母菌为宜。(6)实验结束后,应将血细胞计数板冲洗干净后自然晾干或烘干,培养液等进行高压蒸汽灭菌处理。2.实验报告。实验时间某
17、年某月某日。实验地点实验1室。实验环境常压、无菌。实验结果(1)实验记录。组别起始1234567甲乙丙平均值答案:略(根据具体实验记录即可)。实验结果(2)绘制曲线。将测量数值的平均值换算成10 mL培养液中酵母菌的总数,并以此为纵坐标,以培养天数为横坐标,绘制曲线。答案:略(根据具体实验记录进行绘制)。实验结论开始时酵母菌种群数量呈“J”形增长;随着时间的推移,种群数量呈“S”形增长。实验反思成功之处利用血细胞计数板进行数量统计。不足之处初时在计数时,由于稀释倍数过低导致一个小方格内酵母菌数量过多,难以数清,而后通过增大稀释倍数解决此问题。3.实验拓展。若7 d后继续培养酵母菌,记录实验结果
18、并绘制酵母菌种群数量变化曲线。提示:由于培养液中的营养物质是有限的,而且是不能循环的,当消耗殆尽时种群数量变为0,曲线如下图所示。实验精炼血细胞计数板血细胞计数板是一个特制的载玻片,中部有一个横向的凹槽将其分为上下两部分,每部分各有一个方格网,每个方格网分9个大方格。中央的一个大方格为计数用,称为计数室。(1)计数室的规格。2516型,即一个计数室被分为25个中方格,每个中方格又分成16个小方格。1625型,即一个计数室被分为16个中方格,每个中方格又分成25个小方格。计数室的边长通常为1 mm,盖玻片和计数室之间有0.1 mm的缝隙,所以计数室的容积为0.1 mm3。(2)培养液中酵母菌的种
19、群密度的计算公式。2516型。酵母菌种群密度(个/mL)=中方格中酵母菌数量的平均值25104稀释倍数。1625型。酵母菌种群密度(个/mL)=中方格中酵母菌数量的平均值16104稀释倍数。实验评价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()A.先将培养液滴在血细胞计数板上,轻盖盖玻片防止气泡产生B.培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧C.早期培养不需取样,培养后期每天取样一次D.计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌解析:制片时,应先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,再将培养液滴于盖玻片边缘,让其自行渗入,A项错误;酵母菌主要进
20、行有氧呼吸,所以在培养酵母菌时,不能去除培养液中的溶解氧,B项错误;早期培养和培养后期每天都需要取样一次,C项错误;计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角上的酵母菌,D项正确。答案:D2.下图是酵母菌通气培养的生长曲线示意图,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批次的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:a批次若有大量细菌污染,则K值会下降,与题图不符,A项错误;b批次先达到K值,可能是b批次的接种量高于a批次的,B项正确;图中曲线是在通气的条件
21、下绘制的,t1时种群增长速率较大,说明此时氧气充足,而酒精发酵需要在无氧条件下进行,故此时产生的酒精很少或几乎没有,C项错误;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,D项错误。答案:B3.下图表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母菌数量的动态变化。下列关于酵母菌数量的叙述,正确的是()A.种内竞争导致初始阶段增长缓慢B.可用数学模型Nt=N0t表示C.可用取样器取样法计数D.K值约为120 000个解析:初始阶段酵母菌数量少,个体之间几乎不存在种内竞争。在资源和空间有限的环境中,酵母菌的数量呈“S”形增长,而Nt=N
22、0t为“J”形增长的数学模型。对培养液中的酵母菌进行计数,可采用抽样检测的方法(具体用血细胞计数板进行计数)。由题图可知,1 mL培养液中最多含12 000个酵母菌,则10 mL 培养液中的K值约为120 000个。答案:D4.在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干,抽样镜检,如下图甲所示(图中黑点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5 h后,稀释100倍,再抽样镜检,如下图乙所示。下列叙述正确的是() 甲 乙A.培养5 h后,酵母菌种群密度增加400倍左右B.探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法C.用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内的菌体D.培养5 h后,酵母菌种群数量不
23、一定达到K值解析:用血细胞计数板计数时,除统计方格内的酵母菌外,还要统计相邻两边及其顶角上的酵母菌。5 h前每个小方格内约有5个酵母菌,而5 h后每个小方格内约有10个酵母菌,这是稀释100倍后的值,所以5 h后种群密度增加200倍左右,此时无法判断酵母菌种群数量是否达到K值。答案:D5.温度在1535 时,酵母菌种群数量增长较快。下表是同学们进行相关探究实验得到的结果(单位:106个/mL),下列分析错误的是()温度/第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0 h24 h48 h72 h96 h120 h144 h168 h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.
24、25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6A.可以用血细胞计数板在显微镜下对酵母菌进行计数B.据表分析,酵母菌种群数量增长的最适温度约为25 C.不同温度条件下酵母菌种群数量达到K值所需的时间不同D.每天取样检测一次即可,不需要固定取样的时间解析:每天取样检测一次即可,但需要固定取样的时间,否则无法比较酵母菌在每天某一特定时间的数量的变化。答案:D6.为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某同学进行了如下操作,其中错误的是()A.将适
25、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B.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C.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的培养液D.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、计数解析:在探究培养液中酵母菌种群数量动态变化时,将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。答案:C7.某同学在进行探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时,根据实验的结果绘制出了下图所示的酵母菌种群数量变化曲线。下列有关实验的分析,错误的是()A.实验过程中酵
26、母菌种群的年龄结构先是增长型,后是稳定型,最后变为衰退型B.在酵母菌种群数量增长的不同阶段,可能具有相同的增长速率C.DE段种群的数量开始下降,其主要原因是营养物质的缺乏D.本实验中不存在对照,统计酵母菌个体数常用抽样检测法解析:由题图可知,种群数量先增加,然后维持稳定,最后减少,表明种群的年龄结构先是增长型,然后是稳定型,最后变为衰退型;AC段接近种群数量增长的“S”形曲线,增长速率先增大后减小,当种群数量为K/2时,增长速率最大,因此在种群数量增长的不同阶段,可能具有相同的增长速率;DE段种群的数量开始下降,其主要原因是营养物质的缺乏;本实验属于时间上的自身相互对照,统计酵母菌个体数常用抽
27、样检测法。答案:D8.请分析并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,该种群的增长曲线为形,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)会(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值会(填“增大”“不变”或“减小”),原因是 。解析:(1)“J”形曲线中种群数量呈指数增长,没有峰值。“S”形曲线中,由于环境阻力(培养液有限、试管体积有限等),种群数量先增加后不变。该单细胞菌数量达到a时,种群数量不再增加,故该种群的增长曲线为“S”形,种群数量为K/2,即a/2时,种群增长速率最大;达到K值,即a时,种群增长速率为0。(2)若把该种单细胞菌接种到装有5 mL培养基M的试管中,由于培养基减少,营养物质减少,故该菌的K值会下降。若该菌的接种量增加一倍,则会较快达到K值,但由于培养基的量不变,K值是由环境资源量决定的,与接种量无关,故K值不变。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
