第2节　种群数量的变化

1.建立数学模型的一般步骤是(　　)

A.提出假设→观察研究对象→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正

B.观察研究对象→提出合理假设→检验和修正→用数学形式对事物的性质进行表达

C.观察研究对象→提出合理假设→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正

D.观察研究对象→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正→提出合理假设

解析:建立数学模型的大致过程是以下几个步骤:首先要观察研究对象并且分析、提出问题;其次选择具有关键性作用的基本数量关系并确定其间的相互关系,提出合理假设;接下来就要根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达,建立数学模型;最后一般要通过进一步的实验或观察等,对模型进行检验和修正。

答案:C

2.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,关于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:N_t=N₀λ^t

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.K值是固定的

解析:种群的“S”型增长过程中,一定空间中所能维持的种群最大数量是K值。“J”型增长是理想的条件下发生的,因此没有K值。

答案:D

3.在下图中,表示种群在无环境阻力状况下增长的是(　　)

解析:种群在无环境阻力状况下的增长是在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的情况下的增长。在这样的条件下,种群会呈指数增长,B图所示的增长曲线便属于此种情况。

答案:B

4.下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述,错误的是(　　)

A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”型

B.达到K值时种群增长速率为零

C.种群增长受自身密度的影响

D.种群的增长速率逐步降低

解析:由于空间和资源的限制,自然界中的多数生物种群的数量增长都要达到最大值,因此自然界中的种群增长曲线通常呈“S”型;对于“S”型曲线来说,种群在K/2时增长速率最大,然后种群的增长速率随种群密度的上升而下降,当达到环境所允许的最大值(K值)时,增长速率降为0;种群数量的增加除受环境因素影响外,随着种群密度的增加,种内斗争也会加剧,影响种群数量的增长;在种群数量增长至K/2的过程,种群的增长速率是逐渐增大的。在K/2时,增长速率达到最大值,以后增长速率逐步降低,达到K值时,种群增长速率为零。

答案:D

5.关于种群数量变化的叙述,错误的是(　　)

A.种群数量的变化包括增长、波动、下降等

B.种群的增长一般呈“J”型曲线

C.种群的增长一般呈“S”型曲线

D.种群的变化主要取决于出生率和死亡率等

解析:种群的数量变化主要取决于出生率和死亡率、迁入和迁出,包括增长、波动、下降等。由于受到资源、空间、敌害等的限制,种群的数量增长一般呈“S”型曲线。

答案:B

6.当种群数量达到K值时,可能出现的现象是(　　)

A.生态因素对该种群的影响没有作用

B.种群的数量保持相对稳定

C.食物将不再是限制种群发展的因素

D.出生率再也不会超过死亡率

解析:“S”型曲线的特点是:开始时经过一个适应环境的停滞期后,随即进入指数增长时期,种群密度增加,然后增长速率变慢,最后增量和减量相等,种群不再增长而达到最高密度的稳定期,这时种群的数量达到一个最大值。此时的增长速率为零,此时的环境条件刚好维持生物的生活,所以种群的数量暂时会保持稳定。

答案:B

7.探究“培养液中酵母菌数量动态变化”的实验方法与注意事项中,不正确的是(　　)

A.计数培养液中酵母菌数量可用抽样检测法

B.该实验不需要设置对照组,不需要做重复实验

C.从试管中吸取培养液时要将试管轻轻振荡几次

D.在显微镜下统计酵母菌数量时视野不能太亮

解析:统计培养液中酵母菌数量一般用抽样检测法,A项正确;该实验中,酵母菌种群数量的变化在时间上形成自身对照,无需设置对照组,要获得准确的实验数据,必须重复实验,求平均值,B项错误;为了使酵母菌分布均匀和计数准确,取样前要将试管轻轻振荡几次,C项正确;因酵母菌和培养液的折光率比较低,用显微镜观察时视野不能太亮,D项正确。

答案:B

8.用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌,将其数量随时间的变化绘制如下图1,a表示每3 h更换一次培养液的培养曲线,b表示不更换培养液的一段时间内的培养曲线。

(1)曲线a表示种群呈“　　　”型增长。理论上讲,呈现这种增长模型的条件是　　　　、　　　　、　　　　等。 

(2)曲线b表示的增长为“　　　”型增长。属于这种增长模型的种群,随种群密度(个体数量)的增加,种群的增长速率的变化是　　　　　　　　　　　　。当种群个体数量达到最大值一半时,种群的增长速率达到　　　　。 

(3)在实际情况下,塔斯马尼亚绵羊种群增长如图2,说明在自然界中,种群数量变化会出现　　　　现象。 

解析:根据图1中的曲线a可以看出,种群呈“J”型增长,曲线b表示的是“S”型增长。种群“S”型增长曲线中,种群的增长速率的变化是先增大,再减小,最后为零。当种群个体数量为时,种群的增长速率最大。自然界的种群数量变化会出现波动现象。

答案:(1)J　食物和空间充裕　气候适宜　没有敌害

(2)S　先增大,再减小,最后为零　最大

(3)波动

9.下列关于种群数量变化的叙述中,不正确的是(　　)

A.1990年紫茎泽兰(一种毒草)侵入我国四川凉山地区后,泛滥成灾,其增长曲线近似于“J”型

B.对农作物合理密植时,其数量不应大于K值

C.一个呈“S”型增长的种群,数量在K/2左右时增长速率最大

D.一个物种引入新的地区后,一定呈“J”型增长

解析:紫茎泽兰侵入后,能泛滥成灾,说明环境条件适宜,所以开始一段时间其种群近似于“J”型增长是正确的。K值是环境容纳量,所以合理密植时,其数量不应超过此量。当一个物种引入新的地区,其环境可能对种群的增长十分有利,也可能有多种限制因素。在对种群增长有限制的情况下,不可能呈“J”型增长。

答案:D

10.下列关于种群以“S”型曲线增长的叙述正确的是(　　)

A.种群的数量每年以一定的倍数增长,可用数学模型N_t=N₀λ^t表示

B.K值会随着环境因素的变化而发生变化

C.各阶段的增长速率不同,随着时间的增加越来越大

D.环境条件是资源和空间充裕、气候适宜、没有敌害等

解析:A、D选项是种群以“J”型曲线增长的规律和条件,“S”型曲线各阶段的增长速率不同,随着时间的增加种群的增长速率先增大然后逐渐减小,达到稳定状态时增长速率为0。

答案:B

11.下图表示某种鱼迁入一生态系统后,种群数量增长速率随时间变化的曲线,下列叙述正确的是(　　)

A.在t₀~t₂时间内,种群数量呈“J”型增长

B.若在t₂时种群的数量为N,则在t₁时种群的数量为N/2

C.捕获该鱼的最佳时期为t₂时

D.在t₁~t₂时,该鱼的种群数量呈下降趋势

解析:“J”型曲线的增长速率是一直增大的,而“S”型曲线中当种群数量为时,增长速率最大,即t₁所对应的时间,当t₂时增长速率变为零,种群数量不再增长即达到了最大值。

答案:B

12.有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”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:用培养液培养酵母菌时,营养条件、pH、O₂浓度等都能影响酵母菌数量。用抽检检测法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化。调查酵母菌的数量时,可采用血球板计数法,不可用普通载玻片。

答案:D

13.下图为某种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出,下列有关叙述错误的是(　　)

A.改善空间和资源条件有望使K值提高

B.bc段种群增长速率逐渐下降,出生率小于死亡率

C.b到c变化过程中,其天敌捕食成功率将会增加

D.比较曲线y与曲线x表明自然状态下种群无法超出理想状态下的最大增长速率

解析:K值的大小与环境因素有关,改善空间和资源条件有望使K值提高。bc段种群增长速率逐渐下降,但种群数量仍然增加,即出生率大于死亡率。b到c变化过程中,伴随着种群数量的增加,其天敌捕食成功率将会增加。受资源、空间和食物的影响,自然状态下,种群无法超出理想状态下的最大增长速率。

答案:B

14.下图是一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线,请回答 :

(1)图中表示的是种群增长的　　　　型曲线,表示K值的一点是　　　　。 

(2)图中表示种群增长速率最快的一点是　。 

(3)影响该种群增长的环境阻力明显增大是在迁入第　　　　年后开始的。 

(4)既要获得最大的捕获量,又要使该动物资源的更新能力不受破坏,应该使该动物种群的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?　　　　。 

(5)你认为种群增长速率在一段时间之后明显加快的原因主要是　。 

(6)第8年后,种群数量趋于稳定,阻碍种群继续增长的环境因素主要有　。 

解析:由图示可以看出,该种群增长曲线呈“S”型。在有限的环境中,种群一般都是“S”型增长。当种群数量达到环境条件所允许的最大值时,种群的数量将停止增长,或在最大值左右保持相对稳定,该动物种群在该环境条件下的最大值是图示曲线上的d点。该动物种群增长速率最快的一点就是曲线上斜率最大的一点b。准确分析种群增长曲线上每一点所表示的含义是做此题的关键。曲线上每一点表示在该时间种群数量的相对值,每一点的斜率表示种群在该时间的增长速率。

答案:(1)“S”　d　(2)b　(3)6　(4)b　(5)食物充足,没有天敌　(6)食物减少,天敌增加,种内斗争等

15.某生物兴趣小组开展探究实验,课题是“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。

实验材料、用具:菌种和无菌培养液、试管、血球计数板(2 mm×2 mm方格)、滴管、显微镜等。

酵母菌的显微计数方法:

①血球计数板:是带有微小方格刻度的玻璃片,用于在显微镜下对微生物的计数。

②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。连续观察7天,并记录每天的数值。

根据以上叙述回答下列问题:

(1)根据所学知识,该课题的实验假设是:开始一段时间酵母菌呈“J”型增长,随着时间的推移, 　,酵母菌呈“S”型增长。 

(2)本实验没有另设对照实验,原因是 

　　　　。该实验是否需要重复实验?　　　　　,试解释原因。　 　。 

(3)在吸取培养液计数前,要轻轻振荡几次试管,原因是　　　　　　。如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取的措施是　。 

(4)请你设计表格处理实验数据。

(5)在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题。　。 

解析:用培养液来培养酵母菌,由于培养液中所含有的营养物质、空间等条件是有限的,种群数量增长出现“S”型曲线,本实验的前后相互对照不用另设对照组,为了保证结果的准确性应多次实验求平均值。当小方格内种群密度过大而无法数清时应稀释相应的倍数便于计数。影响酵母菌种群生长的因素有温度、溶氧量、pH、营养物质等。可以探究它们与种群增长的关系。

答案:(1)环境中资源和空间变得有限

(2)该实验在时间上形成前后对照　需要　为了提高实验数据的准确性

(3)使酵母菌分布均匀　增加稀释倍数

(4)

(5)酵母菌的种群数量与营养物质(代谢废物或溶氧量)的变化关系