还剩25页未读，
继续阅读
30 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第9单元 第30讲 种群的数量特征、数量变化及影响因素
展开
这是一份30 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第9单元 第30讲 种群的数量特征、数量变化及影响因素，共28页。
第30讲 种群的数量特征、数量变化及影响因素
[目标要求] 1.列举种群的数量特征。2.了解种群密度的调查方法。3.尝试建立数学模型解释种群的变动。4.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。5.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群特征。
考点一 种群的数量特征及种群密度的调查方法
1．种群密度及其调查方法
(1)种群密度的概念
种群在单位面积或单位体积中的个体数。
(2)种群密度的调查方法
①“两看法”选择合适的种群密度调查方法
②样方法与标记重捕法的比较
教材中的隐性知识 (1)源于选择性必修2 P2：黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？分别属于生态系统中的何种信息传递？
提示 原理不同。前者利用了昆虫的趋光性，后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理。前者属于物理信息，后者属于化学信息。
(2)源于选择性必修2 P6“生物科技进展”
调查种群数量的其他方法
①用红外触发相机拍摄照片和视频；②根据动物的粪便特征计数；③通过动物的声音特征进行计数。
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)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度，年龄结构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。
教材中的隐性知识 源于选择性必修2 P4“思考·讨论2”：年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？ 不一定(填“一定”或“不一定”)；原因是出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还受食物、天敌、气候等多种因素影响，且种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
(1)种群出生率升高，种群密度一定增大( × )
(2)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( × )
(3)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × )
(4)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( × )
(1)(源于选择性必修2 P4)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迁入率和迁出率。
(2)(源于选择性必修2 P4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度，原理是性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，从而降低出生率，降低种群密度。
1．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。例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9 m2，草本植物为1 m2。
(4)选取样方时，要注意随机取样。例如对于方形地块常用五点取样法，狭长地块常用等距取样法。
(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，如图所示。
注：图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示要统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。
2．标记重捕法调查种群密度误差分析
考向一 种群密度及调查方法
1．下列有关种群密度调查的叙述，正确的是( )
A．调查不同种类植物的种群密度时，选取的样方大小可以不同
B．调查动物种群密度时不能用样方法，应采用标记重捕法
C．可用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算各种昆虫的种群密度
D．用标记重捕法调查动物种群密度时，两次捕捉之间的时间间隔越长，结果越接近实际值
答案 A
解析 样方的大小可因植物的种类不同而不同，故调查不同种类植物的种群密度时，选取的样方大小可以不同，A 正确；样方法可适用于一些活动范围较小的动物(如跳蝻等)的种群密度的调查，B错误；黑光灯诱捕法可用于估算具有趋光性的昆虫的种群密度，C错误；用标记重捕法调查动物种群密度时，两次捕捉之间的时间间隔越长，结果可能越偏离实际值，D错误。
2．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，不适合用标记重捕法调查其物种丰富度，常用取样器取样的方法进行调查，A项错误；标记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。
考向二 种群的数量特征及其相互关系
3．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为年龄结构，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；丁为年龄结构。图1中b为年龄结构，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中丁为年龄结构，而图1中a为性别比例，C项错误。
4．(2020·河南九师联盟高三3月联考)蚂蚁种群中蚁后(吃富含蛋白质食物的雌性蚂蚁幼虫发育而成)负责产卵，工蚁(雌性蚂蚁幼虫因摄食蛋白质食物较少发育而成)负责照顾蚁后和幼崽、觅食等，但其很可能永远不会有自己的后代，下列相关叙述正确的是( )
A．只有蚁后具有繁殖能力，出生率很低，不利于种群的维持
B．年龄结构为增长型的蚂蚁种群，其未来种群数量不一定会增多
C．用性引诱剂诱杀蚂蚁雄性个体，主要以增大死亡率来降低其种群密度
D．采用样方法调查该种蚂蚁的种群密度时，应在富含蛋白质的地区取样
答案 B
解析 蚂蚁种群只有蚁后这种雌性个体具有繁殖能力，但繁殖能力很强，一定时间内的出生率并不低，且这是长期进化的结果，对其种群的维持是有利的，A错误；年龄结构为增长型的蚂蚁种群，在环境条件不变的情况下，其种群数量可能会增多，若环境条件变差，种群数量也可能下降，B正确；利用性引诱剂诱杀蚂蚁种群中的雄性个体，主要使种群中性别比例失调，从而使出生率降低，进而导致种群密度下降，C错误；采用样方法调查蚂蚁种群密度时，应随机取样，D错误。
考点二 种群数量的变化及其应用
1．种群数量变化的研究方法
(1)研究方法：建立数学模型。
(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，即建立数学模型→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
2．种群的“J”形增长
教材中的隐性知识 源于选择性必修2 P9“正文”
(1)种群的增长率＝(λ－1)×100%，对于“J”形曲线，增长率不变(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)①λ>1时，种群密度增大；②λ＝1时，种群密度稳定不变；③λ<1时，种群密度减小(均填变化趋势)。
3．种群的“S”形增长
4．种群数量的波动
(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动中的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。
(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。
(3)当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
(1)环境容纳量是指种群的最大数量( × )
(2)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( × )
(3)种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( × )
(4)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动( × )
(5)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( × )
(6)在“S”形增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄结构为衰退型( × )
源于选择性必修2 P12“拓展题”
(1)“J”形增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种。“S”形增长曲线的成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内竞争加剧，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。
(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？始终存在环境阻力。
②曲线a、b哪类更符合自然界种群数量变化的实际情况？b类。
③图中阴影部分表示的含义是在生存斗争中被淘汰的个体数量。
1．准确分析“λ”曲线
(1)a段——λ＞1且恒定，种群数量呈“J”形增长。
(2)b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。
(3)c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。
(4)d段——λ＜1，种群数量逐年下降。
(5)e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。
2．明确K值的三个易错点
(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受破坏的前提下，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。
考向一 “J”形增长和“S”形增长曲线
5．(2020·北京四中高三上期末改编)如图为种群数量增长曲线，下列有关叙述正确的是( )
A．年龄结构呈增长型的种群，其数量将呈“J”形增长
B．ce段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率
C．第4年时，甲曲线所示种群个体数多于乙曲线所示种群，其种内竞争也大于乙
D．图示阴影部分表示环境阻力，也就是在生存斗争中被淘汰的个体数
答案 D
解析 年龄结构是增长型时，种群数量增加，可能呈“S”形增长，也可能呈“J”形增长，A错误；ce段种群增长速率逐渐下降，但种群数量仍增加，出生率大于死亡率，B错误；甲曲线呈“J”形增长，该增长模型发生的条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等，该条件下无种内竞争，C错误；图示阴影部分表示环境阻力，即自然选择学说中在生存斗争中被淘汰的个体数，D正确。
6．关于下图中“S”形曲线的叙述，错误的是( )
A．t0～t1之间种群数量小于K/2时，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，种内竞争加剧，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，种内竞争不断加剧，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；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。
归纳总结 不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
图中A、B、C、D对应的种群数量为K值，A′、C′、D′对应的种群数量为K/2值。
考向二 种群数量的变化及应用
7．(2020·湖南永州期末改编)下列关于环境容纳量(K值)的叙述，不正确的是(不定项)( )
A．K值是种群的最大数量，种群数量任何时候都不可能超过K值
B．人为地一次性捕杀部分家鼠后，其K值迅速降低
C．改善空间和资源条件会使种群数量增加，但K值不变
D．建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的K值
答案 ABC
解析 种群数量可围绕环境容纳量上下波动，因此种群数量可以超过环境容纳量，A错误；人为地一次性捕杀家鼠，不能使其环境容纳量降低，只是使种群数量降低，B错误；改善空间和资源条件会使种群数量增加，同时K值也会增加，C错误；建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的环境容纳量，即K值，D正确。
8．(2019·全国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________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)________(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______________________________________。
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
解析 (1)由题意可知，试管中该种群个体数量达到环境条件所允许的最大值a(K值)时，种群个体数量不再增加，因此该种群数量增长曲线为“S”形。当种群数量为a/2(即K/2)时，种群增长最快。(2)该种菌的K值不是固定不变的，改变空间和营养条件等会使其K值发生变化，培养基的体积变小，该种菌的K值也减小。K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，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。
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”形曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线增长。
(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
3．结果分析
(1)开始一段时间内，酵母菌的增长符合“S”形曲线增长模型。
(2)de段曲线下降的原因可能有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。
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。
(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，应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。
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(计数室底部)以双线等分为25个中方格(如图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×b×10 000＝50 000 a·b。
考向一 实验过程和结果分析
9．(2020·江苏连云港下学期模拟)下列对探究酵母菌种群数量变化规律实验的叙述，正确的是( )
A．取样时为避免吸到培养液底部的死菌，滴管应轻轻吸取，避免溶液晃动
B．对于压在一个方格界线上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数
C．已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
D．与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
答案 C
解析 从试管中吸取培养液进行计数之前，应将试管轻轻振荡几次，使酵母菌在培养液中分布均匀，A错误；对于压在一个方格界线上的酵母菌的处理方法是计数相邻两边及其顶角上的酵母菌数，B错误；计数室的体积＝2×2×0.1＝0.4 mm3，共有酵母菌细胞M个，则10 mL培养液中酵母菌的个数＝M×10×1 000×10÷0.4＝2.5M×105(个)，C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，D错误。
10．(2020·海南海口市6月模拟)某研究性学习小组将一定数量的酵母菌接种到装有100 mL培养液的密闭容器中进行培养，接种后不再更换或添加培养液，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．酵母菌种群数量达到K值时所用时间与培养液的体积无关
B．向培养液中通入无菌空气将会使酵母菌种群达到K值所用时间延长
C．0～8 h酵母菌种群的出生率大于死亡率导致种群增长速率一直增大
D．8～10 h酵母菌种群数量下降的原因可能是营养物质减少和代谢产物积累
答案 D
考向二 实验的拓展与应用
11．(2020·天津河北区高三总复习质量检测)某小组开展酵母菌培养实验，下图是摇瓶培养中酵母菌种群变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A．培养初期，酵母菌因种内竞争强而生长缓慢
B．培养后期，酵母菌的呼吸场所由胞外转为胞内
C．该实验中酵母菌计数应采用取样器取样法
D．转速150 r/min 时，预测种群增长曲线呈“S”形
答案 D
解析 培养初期，摇瓶中酵母菌较少，种内竞争较弱，是因为数量基数小增长缓慢，A错误；无论培养初期还是后期，细胞呼吸场所都是胞内，B错误；该实验中酵母菌计数应该采用抽样检测法，不能用取样器取样法，C错误；在一定时间范围内，转速150 r/min 时，种群密度不断增大，但由于营养物质和空间有限且代谢产物积累，预测后期种群数量增长速度变小直至保持相对稳定，符合“S”形增长曲线，D正确。
12．(2019·江苏，14)如图是一种酵母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
答案 B
解析 a批次和b批次的最大细胞密度相同，故a批次中不可能含有大量细菌，否则a批次中的最大细胞密度会变小，A错误；由于培养条件相同，而b批次在t1时增长速率较快，可能是接种量较高，酵母菌更快进入对数期，B正确；由于是通气培养，而乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，故该培养过程中不会产生较多的乙醇，C错误；因t2前两批次的酵母菌数量和代谢强度不同，故t2时两批次发酵液中营养物质剩余量不同，D错误。
考点四 影响种群数量变化的因素
1．影响种群数量变化的因素
教材中的隐性知识 来源于选择性必修2 P16“小字部分”：
食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，称为密度制约因素，而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，称为非密度制约因素。
2．种群研究的应用
(1)意义：研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。
(2)应用
①有利于为濒危动物的保护采取合理的保护对策。
②在渔业上的应用：中等强度的捕捞(捕捞量在左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
③在有害生物防治中的应用：既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又可以通过引入天敌、减少食物等方法，降低其环境容纳量。
(1)非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的( √ )
(2)食物匮乏，动物种群会出现出生率降低死亡率升高的现象( √ )
(3)气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素( × )
(4)引入天敌，有利于将害虫的数量控制在较低水平( √ )
(1)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应使种群数量剩余在左右，原因是种群数量在时种群的增长速率最大，捕捞剩余在能使种群数量快速增长，有利于获得最大持续产量。
(2)(源于选择性必修2P15“思考·讨论”)猞猁和雪兔种群的数量变动过程中，二者的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系。
考向一 影响种群数量变化的因素
13．下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述，不正确的是( )
A．林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越多
B．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
C．地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关，属于非密度制约因素
D．影响种群数量的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等
答案 A
解析 林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越少，A错误。
14．(2020·山东济南历城二中高三上期中改编)某生物的种群数量随时间的变化情况如图所示，下列叙述正确的是(不定项)( )
A．甲曲线的出现可能是气候突然变化造成的，该因素对种群数量变化的影响不受种群密度的制约
B．a～b段，种群出生率与死亡率大致相同，说明气候、天敌等因素对出生率和死亡率不再产生影响
C．若该生物种群为农业害虫种群，则在a点时对其进行捕杀效果最好
D．若b点时环境发生变化，则形成丙曲线的环境更适合该生物种群生存
答案 AD
解析 甲曲线种群数量下降，可能是由气候突然变得不适宜造成的，该因素是非密度制约因素，A正确；a～b段，气候、天敌等因素使种群出生率和死亡率大致相等，种群数量维持相对稳定，B错误；有害生物的防治应在K/2以前，a点时已经达到环境容纳量，C错误；丙曲线K值增大，形成丙曲线的环境更有利于该生物种群生存，D正确。
考向二 种群研究的应用
15．下图表示种群在理想环境中和有环境阻力情况下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是( )
A．图甲为“J”形增长，每年增加的个体数量始终不变
B．图乙为“S”形增长，G点时增长速率达到最大值
C．防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行
D．渔业捕捞后剩余量应该在E点左右
答案 D
解析 图甲曲线的斜率代表种群的增长速率(即单位时间内种群个体的增加数目)，由题图曲线特征可以看出，在不同的时间点，曲线的斜率不同，即种群的增长速率不同，A项错误；图乙中G点时种群的数目不再变化，增长速率为0，B项错误；防治蝗灾应该在D点附近，超过D点，蝗虫增长速率加快，灭虫效果差，C项错误；渔业捕捞应该在超过K/2时进行，且每次捕捞后的剩余量应保持在E点左右，此时种群的增长速率最快，D项正确。
16．(2020·北京东城高三上期末改编)2020年春，一场历史罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，给农业生产带来巨大损失。
(1)春夏时节，田间各种植物种群数量迅速增长，这些植物种群数量的增加除与温度升高有关外，还受到________________等非生物因素的影响，这一实例说明________________
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)蝗虫等动物种群在春夏时节数量增加除与上述非生物因素有关外，食物、天敌等生物因素也是重要的影响因素。请尝试根据影响种群数量变化的生物因素提出两种可有效防止蝗灾爆发或治理蝗灾的具体方法。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。曲线a～b段，飞蝗数量呈现爆发式增长，从影响种群数量变化的因素考虑，其原因可能是______________；b～c段，种群增长速率逐渐________，出生率________(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率；为有效防止蝗灾，应在________点之前及时进行控制。
答案 (1)光照、水分(或日照延长、降水增多) 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的 (2)在蝗虫易爆发区种植蝗虫不喜食的作物，减少蝗虫的食物来源防止蝗灾爆发；引入蝗虫的天敌如鸭等治理蝗灾(合理即可) (3)气候干旱 减小 大于 b
解析 (1)春夏时节，气温升高、日照延长、降水增多等因素利于植物种子萌发及生长，多数植物种群数量增加，这说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。(2)影响种群数量变化的生物因素有食物、天敌、竞争者、引起传染病的病菌等，可从不同方面提出具体措施。注意此处要对农作物进行保护，不能引入竞争者来降低蝗虫种群数量。(3)气候干旱是蝗灾爆发的主要原因。图示b～c段种群数量增加，出生率大于死亡率，但种群增长速率不断减小。为有效防止蝗灾，应在b点之前进行控制。
1．核心概念
(1)(选择性必修2 P2)种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。种群密度是种群最基本的数量特征。
(2)(选择性必修2 P8)种群增长的“J”形曲线：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，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”形。
(3)(选择性必修2 P9)种群增长的“S”形曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”形曲线。
(4)(选择性必修2 P9)环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
2．教材结论性语句
(1)(选择性必修2 P2～3)估算种群密度常用的方法是样方法和标记重捕法，前者适用于植物及活动能力弱、活动范围小的动物，后者适用于身体较大、活动能力强、活动范围大的动物。
(2)(选择性必修2 P2～4)种群密度是种群最基本的数量特征。种群的其他数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等，这些特征是影响种群密度的重要因素，其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群的密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率。
(3)(选择性必修2 P9)环境容纳量即K值是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，同一种群的K值并不是固定不变的。
(4)(选择性必修2 P9)在理想条件下，种群数量会实现快速增长，其数学模型为Nt＝N0λt，呈“J”形曲线。然而在自然界中，由于资源和空间的限制，种群数量不可能无限增长。有些种群的数量快速增长到K值后能保持相对稳定，使种群增长曲线呈“S”形。
(5)(选择性必修2 P16)细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。
1．(2019·全国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( )
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
答案 D
解析 异养生物可以把有机物转化成无机物，A项正确；随着微生物的生长繁殖，培养基中的营养物质不断减少，代谢废物不断增加，故更换培养基的频率不同可以表示环境资源量的不同，B项正确；由曲线可知，a组中细菌甲在23 h前，数量增长一直很快，说明该组培养基中的营养和空间条件一直是充裕的，C项正确；培养基更新时间间隔为23 h时，在培养的早期，培养基中的营养和空间资源是充足的，细菌甲种群的增长会出现“J”形增长阶段，D项错误。
2．(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，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内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。
3．(2020·江苏，10)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
答案 B
解析 将酵母菌接种到培养液中，摇匀后，应进行第一次计数，A项正确；上清液中酵母菌数量少，取上清液计数误差大，因此计数时要先将培养液摇匀，B项错误；为保证变量唯一，排除无关变量的影响，每天要在同一时间取样计数，C项正确；酵母菌增殖需要营养，所以营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一，D项正确。
4．(2017·全国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( )
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，适当缩小样方面积
答案 B
解析 样方法调查种群密度的关键就是随机取样，取样方法有等距取样法和五点取样法两种，计数时无须标记即可直接计数；若种群个体数量过少，则应适当增加样方面积。
5．(2020·海南，24)用4种不同方式培养酵母菌，其他培养条件相同，酵母菌种群数量增长曲线分别为a、b、c、d，如图所示。
回答下列问题。
(1)培养酵母菌时需要将温度控制在20 ℃左右，原因是__________________________。
(2)曲线a所示的种群数量增长最快，主要原因是种群增长所需的____________最丰富。
(3)曲线d为对照组，对照组的培养方式是________________。该组酵母菌数量增长到一定程度后，种群增长逐渐变慢，其限制因素有__________________________(答出2点即可)。
(4)随着培养时间的延长，在有限的空间中，每组酵母菌种群数量都会达到环境容纳量。环境容纳量是指________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)最适合酵母菌繁殖 (2)营养物质 (3)不换培养液 营养物质的消耗、有害代谢产物的积累 (4)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
解析 (1)由于20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，所以培养酵母菌时需要将温度控制在20 ℃左右。
(2)据图分析可知，a曲线的酵母菌培养液更换的时间间隔最短，营养物质最丰富，所以其种群数量增长最快。
(3)曲线d为对照组，应该不换培养液；培养一段时间后种群数量不再增加，其限制因素有：营养物质的消耗、有害代谢产物的积累等。
(4)环境容纳量即K值，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数量。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．黑光灯是一种特制的气体放电灯，它发出的365 nm左右的紫外光波是人类不敏感的光，所以叫作黑光灯。大多数趋光性昆虫的视网膜上存在一种色素，对这一波段的光很敏感。色素吸收光之后，刺激视觉神经，最终引发昆虫趋向光源飞行。一盏20 W的黑光灯可管理50亩农作物，一夜诱杀的虫总重数高达4～5 kg。以下说法正确的是( )
A．黑光灯诱捕可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度
B．昆虫的趋光性导致了昆虫被诱杀，说明了自然界中趋光性是一种不利的变异
C．用黑光灯诱杀昆虫改变了种群的性别比例，从而降低了害虫种群密度
D．用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，是一种有效的化学防治方法
答案 A
解析 黑光灯可诱捕趋光性昆虫，可用于探究其种群密度，A正确；趋光性在人类灯光诱捕的情况下不利，但不能说明自然界中趋光性是一种不利的变异，B错误；黑光灯对雌雄昆虫的引诱无区别，不能改变其性别比例，C错误；黑光灯诱杀利用了物理信息的传递原理，属于生物防治，D错误。
2．(2020·湖北十堰市1月调研)某调查小组欲调查某地区针毛鼠的种群密度，在该地区相同面积的旱地和水田里均放置了数量相同的捕鼠夹，结果发现旱地中被捕针毛鼠数占捕鼠总数的12.8%，而水田中被捕针毛鼠数占捕鼠总数的2.2%。下列叙述错误的是( )
A．针毛鼠对当地旱地种植的农作物的危害可能大于水田
B．在旱地种植少量高大树木，为猫头鹰提供栖居地，有利于控制针毛鼠害
C．若捕获后的针毛鼠难以再次被捕获，则会导致调查的针毛鼠的种群密度偏小
D．出生率和死亡率、迁入率和迁出率都是影响针毛鼠种群密度的直接因素
答案 C
解析 旱地中被捕针毛鼠数占捕鼠比例大于水田，说明针毛鼠对当地旱地种植的农作物的危害可能大于水田，A正确；在旱地种植少量高大树木，可以为猫头鹰提供栖居地，故有利于猫头鹰捕食针毛鼠控制鼠害，B正确；捕获后的针毛鼠难以再次被捕获，则会导致调查的针毛鼠的种群密度偏大，C错误。
3．如图甲是某种兔迁入新环境后种群增长速率(单位时间内种群数量的改变量)随时间的变化曲线。第3年时用标记重捕法调查该兔的种群密度，第一次捕获50只，全部标记后放回，一个月后进行第二次捕捉，在第二次捕到的兔中，未标记的有60只、标记的有20只；如图乙表示动物A迁入某岛屿后种群数量的变化趋势。下列相关说法正确的是( )
A．图甲对应的兔种群在新环境中的K值约为400只
B．图乙中d点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值
C．若图乙表示田鼠的种群数量变化，则在b点对应的时间进行防治最好
D．图甲中第5年时种群数量最少
答案 A
解析 根据标记重捕法调查种群密度的计算公式可得，第3年兔种群的数量N＝[(60＋20)×50]/20＝200(只)。分析图甲曲线可知，第3年种群增长速率最大，此时的种群数量相当于K/2，故该兔种群在新环境中的K值约为400只，A正确。图甲中第5年时，种群数量最多，D错误。由图乙可知，种群数量在c点对应值附近波动，则c点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值，B错误。防治有害生物，应该在种群数量达到K/2以前进行，C错误。
4．下图是某种昆虫受双因子影响下的种群数量变化曲线图，下列相关说法错误的是( )
A．相对来说，环境温度越高，该昆虫生活所需要的最适相对湿度也越大
B．从图中可知，影响该昆虫种群数量变化的最适温度可能在32.5 ℃左右
C．该昆虫在湿度为90%和温度为32.5 ℃的条件下，其种群数量变化按指数方式增长
D．影响种群数量变化的因素除图中所示的非生物因素(温度和湿度)外，还应该有生物因素
答案 C
解析 由于受到食物、天敌、温度、湿度等因素的影响，种群数量一般呈“S”形增长，C项错误。
5．(2020·山东高三模拟)环境容纳量取决于一个种群所处的环境条件。下列叙述正确的是( )
A．甲、乙两地的灰喜鹊种群的环境容纳量一定是相同的
B．生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的
C．当种群数量接近环境容纳量时，死亡率升高，出生率不变
D．生活在微山湖中的鲫鱼和黑鱼环境容纳量是相同的
答案 B
解析 由题给信息可知，环境容纳量取决于一个种群所处的环境条件，因此甲、乙两地的灰喜鹊种群的环境容纳量不一定是相同的，A错误；环境容纳量的大小取决于种群所处的环境条件，而与生活的年份无关，因此，只要某草原在不同年份的环境没有发生剧烈的变化，则东亚飞蝗在不同年份的环境容纳量可能是相同的，B正确；当种群数量接近环境容纳量时，死亡率和出生率会达到相对平衡，从而使种群数量趋于稳定，C错误；生活在微山湖中的鲫鱼和黑鱼是两个不同的物种，尽管所处的环境相同，其环境容纳量应该是不同的，D错误。
6．下列关于调查种群密度的实验的叙述，正确的是( )
A．调查种群密度时，一般选择丛生的单子叶植物作为调查的对象
B．若标记重捕法被标记的对象易被天敌捕食，则实际种群密度低于计算结果
C．调查某山坡上樟树的种群密度，应选择种群密度较大的区域进行调查
D．调查蒲公英种群密度，只计数样方内的个体数求平均值即可
答案 B
解析 调查种群密度时，一般选择易辨别的双子叶植物作为调查对象，不能选择蔓生或丛生的单子叶植物，A错误；若标记重捕法中被标记的对象易被天敌捕食，则会导致重捕中被标记的个体数变小，估算值偏大，即则实际种群密度低于计算结果，B正确；调查某山坡上樟树的种群密度，应随机调查取样，C错误；调查蒲公英种群密度，除计数样方内的个体数外，还要计数相邻两边及其夹角上的个体数，D错误。
7．在盛有100 mL一定浓度葡萄糖溶液的培养瓶中加入少量活酵母菌，将培养瓶置于适宜温度、通气良好等条件下恒温培养24 h，每隔一定时间抽取1 mL样液检测酵母菌的数量，统计结果如表所示。下列有关叙述正确的是( )
时间(h)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
酵母菌数
量的对数
3.2
4.1
5.2
6.5
7.5
8.1
8.7
8.3
7.1
A.探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法
B．该酵母菌种群数量总体呈“S”形增长，在第18 h左右种群数量达到最大值
C．酵母菌计数时，将培养液先滴入计数室后盖上盖玻片，再在显微镜下观察计数
D．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计中方格内部的酵母菌
答案 B
解析 探究酵母菌的种群数量变化不宜采用标记重捕法或样方法，通常采用的是抽样检测的方法，使用血细胞计数板计数法(显微计数法)进行种群密度的计算，A错误；分析表格数据可知，酵母菌数量从第0 h开始增加，第18 h左右达到最大值，此后受营养物质等因素的限制，酵母菌种群数量下降，种群数量总体呈“S”形增长，B正确；酵母菌计数时的正确操作是先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，用滤纸吸走多余的培养液后，待酵母菌全部沉降到计数室底部后，在显微镜下观察计数，C错误；与样方法一样，用血细胞计数板计数酵母菌数量时，对方格线上的酵母菌采用的统计原则是“计上不计下，计左不计右”，D错误。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8．在自然条件下，种群增长曲线一般呈“S”形。假设种群的K值为200，N表示种群数量，下列据表分析不正确的是( )
曲线上的点
S1
S2
S3
S4
S5
N
20
50
100
150
180
0.90
0.75
0.50
0.25
0.10
A．环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后
B．防治蝗虫应在蝗虫数量达到S5点之前进行
C．渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D.的值为0.50时，种群增长速率最大
答案 AB
解析 在自然条件下，种群增长曲线一般呈“S”形，说明环境阻力对种群增长的影响始终存在，A错误；对蝗虫等害虫的防治，应在S3点之前进行，B错误；渔业捕捞后需控制剩余量在S3点，即K/2时，此时种群增长速率最大，种群的恢复能力最强，C、D正确。
9．(2020·福建福州一中模拟)调查某地麻雀连续20年的种群数量变化，如图所示，图中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，下列相关说法正确的是( )
A．第2年时，麻雀的年龄结构为稳定型
B．第9年对麻雀进行数量调查，可知当年出生率大于死亡率
C．由图可知，在第4年到第10年间，麻雀的种群数量在减少
D．第16～20年麻雀种群密度将不断增加
答案 ACD
10．科研小组对某地甲、乙两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示(图中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O～t3段的Nt＋1/Nt不断增大，其年龄结构为增长型
B．乙种群在O～t1段的种群数量呈“J”形增长，t3后种群数量保持相对稳定
C．O～t3段，甲的种群密度先减小后增大，乙种群密度先增大后减小最后维持平衡
D．甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善
答案 BC
解析 甲种群在O～t3段的Nt＋1/Nt虽不断增大，但O～t2段的Nt＋1/Nt小于1，种群数量下降，故O～t2段甲种群的年龄结构为衰退型，A错误；乙种群在O～t1段，Nt＋1/Nt大于1，且恒定不变，种群数量呈“J”形增长，t3后Nt＋1/Nt等于1，种群数量保持相对稳定，B正确；O～t3段，甲种群Nt＋1/Nt先小于1后大于1，种群密度先减小后增大，乙种群Nt＋1/Nt先大于1后小于1，最后等于1，说明其种群密度先增大后减小最后维持平衡，C正确；甲种群在t3后Nt＋1/Nt大于1，且保持恒定，种群呈“J”形增长，D错误。
三、非选择题
11．(2020·山东德州高三月考改编)塞罕坝国家森林公园地处典型的森林—草原交错带，公园内既有森林，又有草原。研究发现，鹰对不同种群数量的鼠群发起攻击的成功率不同(如图所示)。请回答下列相关问题：
(1)调查鼠的种群密度通常采用________法，若要预测鼠的种群数量的变化趋势，通常要调查鼠种群的________，但决定鼠种群数量变化的直接因素有__________________________。若鼠迁入一个理想环境，第二年的种群数量是第一年的λ倍，则λ应符合的条件包括__________。
(2)请描述图示鹰攻击的成功率与鼠种群数量的关系：_______________________________；如果鹰的数量下降，一段时间内，鼠种群数量可能出现的变化趋势是_____________________。
答案 (1)标记重捕 年龄结构 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 λ>1且λ为定值 (2)鹰攻击的成功率与鼠种群数量呈负相关(或鼠的种群数量越大，鹰攻击的成功率越低) 先增加后减少，最终趋于稳定
解析 (1)鼠的活动能力较强，活动范围较大，调查鼠的种群密度通常采用标记重捕法；种群的年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率来影响种群的数量，一般根据鼠种群的年龄结构预测鼠的种群数量的变化趋势；出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定鼠种群数量变化。鼠迁入一个理想环境，其种群数量呈现“J”形增长，λ为大于1的定值。(2)据图可知，鼠种群数量越大，鹰攻击的成功率越小，即鹰攻击的成功率与鼠种群数量呈负相关；如果鹰的数量下降，一段时间内，鼠由于被捕食的机会减小，种群数量先表现为增加，后因种内竞争激烈而减少，最后趋于稳定。
12．(2020·山东济南历城二中高二上期中改编)如图甲是草原上某两类生物种群数量变化的动态曲线，其中r对策生物通常个体小、寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。图乙是种群数量变化曲线。请回答下列问题：
(1)田鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，且种群数量每天可增加1.47%，属于________(填“r对策”或“K对策”)生物，这类生物很难消灭，在种群密度极低时也能迅速回升。若在食物和空间条件充裕等理想环境下，田鼠的数量会出现图乙中的曲线Ⅰ的增长趋势，此时需控制该曲线数学公式模型中的________参数来有效控制鼠害。若田鼠的初始数量是N0，增长率是1.47%，t年后田鼠的数量是Nt＝__________________(列出数学公式即可)，但种群难以在较长时间内按此模型增长，是因为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)K对策生物的种群数量高于或低于________(填“S”或“X”)点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为________________。根据图甲可知，野马等珍稀濒危动物，其数量一旦低于X点，就会逐渐走向灭绝，对此可采取的保护措施是保护其栖息环境，包括提供充足的________________条件，控制其天敌的数量等。
(3)图乙曲线Ⅱ是草原中田鼠最终呈现的增长曲线，则c点田鼠种群的增长速率________(填“大于”“等于”或“小于”)a点的增长速率，de段田鼠种群的年龄结构为________。在该草原投放了一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的是ef段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境而部分死亡，则图中α的角度将会________。
答案 (1)r对策 λ N0(1＋1.47%)t 当种群密度增大时，种内竞争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓 (2)S 环境容纳量(或K值) 食物和空间 (3)小于 稳定型 增大
解析 (1)田鼠通常个体小、寿命短、生殖力强，属于r对策生物。“J”形增长曲线中t年后种群数量的数学公式模型可表示为Nt＝N0λt(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)，此时需控制“J”形增长数学公式中的λ来有效控制鼠害。若田鼠初始数量是N0，增长率是1.47%，则λ＝1＋1.47%，t年后田鼠的数量是Nt＝N0(1＋1.47%)t。自然界的食物和空间资源总是有限的，故种群难以在较长时间内呈“J”形增长，随种群密度增大，种内竞争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓，不能长期呈“J”形增长。(2)由图甲可知，K对策生物种群数量小于X点时，会走向消亡，大于X点时(无论是高于S点还是低于S点)都会趋向该平衡点，该平衡点即环境容纳量。保护濒危动物最根本的措施是建立自然保护区，保证其食物和空间条件充裕，从而提高环境容纳量。(3)图乙曲线Ⅱ中c点的斜率小于a点，表明c点对应的种群增长速率小于a点。de段种群数量基本不变，年龄结构为稳定型。一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，使田鼠种群数量减少，若投放的蛇部分死亡，则田鼠种群数量减少变缓，α的角度增大。
13．(2020·湖南衡阳三模)将一定数量的酵母菌接种到培养液中，然后定期测定其数量，构建了下图所示的数学模型，在P点时对酵母菌培养液进行了某种调整。请分析回答下列问题：
(1)若酵母菌接种数量为100个，酵母菌每30分钟繁殖一代。请构建理想条件下t小时后酵母菌数量(Nt)变化的数学模型________________________________________________。
(2)图中阴影部分表示________________。对培养液中酵母菌数量的调查方法是__________
______________________________________________________________。
(3)K值是指环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能__________________________。本实验过程中酵母菌数量出现过两次K值，分别出现在图示P点前后，在P点后酵母菌数量的K值是M2，在P点前酵母菌增长速率最快时对应的种群数量是________________。
答案 (1)Nt＝100×22t(或：Nt＝100×4t)
(2)环境阻力 抽样检测法
(3)维持的种群最大数量 (M3＋M4)/4
解析 (1)根据题意酵母菌种群数量呈“J”形增长，根据“J”形曲线的公式： Nt＝N0×λt，N0＝100，λ＝2,30分钟繁殖一代，所以t小时共繁殖2t代，因此Nt＝100×22t。(2)图中阴影部分是“J”形曲线和“S”形曲线的差值，表示环境阻力，调查培养液中酵母菌的数量常用抽样检测的方法。(3)K值是指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；在P点前酵母菌的K值是(M3＋M4)/2，所以增长速率最快时对应的种群数量是K/2，即(M3＋M4)/4。
第30讲 种群的数量特征、数量变化及影响因素
[目标要求] 1.列举种群的数量特征。2.了解种群密度的调查方法。3.尝试建立数学模型解释种群的变动。4.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。5.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群特征。
考点一 种群的数量特征及种群密度的调查方法
1．种群密度及其调查方法
(1)种群密度的概念
种群在单位面积或单位体积中的个体数。
(2)种群密度的调查方法
①“两看法”选择合适的种群密度调查方法
②样方法与标记重捕法的比较
教材中的隐性知识 (1)源于选择性必修2 P2：黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？分别属于生态系统中的何种信息传递？
提示 原理不同。前者利用了昆虫的趋光性，后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理。前者属于物理信息，后者属于化学信息。
(2)源于选择性必修2 P6“生物科技进展”
调查种群数量的其他方法
①用红外触发相机拍摄照片和视频；②根据动物的粪便特征计数；③通过动物的声音特征进行计数。
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)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度，年龄结构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。
教材中的隐性知识 源于选择性必修2 P4“思考·讨论2”：年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？ 不一定(填“一定”或“不一定”)；原因是出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还受食物、天敌、气候等多种因素影响，且种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
(1)种群出生率升高，种群密度一定增大( × )
(2)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( × )
(3)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × )
(4)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( × )
(1)(源于选择性必修2 P4)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迁入率和迁出率。
(2)(源于选择性必修2 P4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度，原理是性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，从而降低出生率，降低种群密度。
1．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。例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9 m2，草本植物为1 m2。
(4)选取样方时，要注意随机取样。例如对于方形地块常用五点取样法，狭长地块常用等距取样法。
(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，如图所示。
注：图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示要统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。
2．标记重捕法调查种群密度误差分析
考向一 种群密度及调查方法
1．下列有关种群密度调查的叙述，正确的是( )
A．调查不同种类植物的种群密度时，选取的样方大小可以不同
B．调查动物种群密度时不能用样方法，应采用标记重捕法
C．可用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算各种昆虫的种群密度
D．用标记重捕法调查动物种群密度时，两次捕捉之间的时间间隔越长，结果越接近实际值
答案 A
解析 样方的大小可因植物的种类不同而不同，故调查不同种类植物的种群密度时，选取的样方大小可以不同，A 正确；样方法可适用于一些活动范围较小的动物(如跳蝻等)的种群密度的调查，B错误；黑光灯诱捕法可用于估算具有趋光性的昆虫的种群密度，C错误；用标记重捕法调查动物种群密度时，两次捕捉之间的时间间隔越长，结果可能越偏离实际值，D错误。
2．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，不适合用标记重捕法调查其物种丰富度，常用取样器取样的方法进行调查，A项错误；标记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。
考向二 种群的数量特征及其相互关系
3．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为年龄结构，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；丁为年龄结构。图1中b为年龄结构，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中丁为年龄结构，而图1中a为性别比例，C项错误。
4．(2020·河南九师联盟高三3月联考)蚂蚁种群中蚁后(吃富含蛋白质食物的雌性蚂蚁幼虫发育而成)负责产卵，工蚁(雌性蚂蚁幼虫因摄食蛋白质食物较少发育而成)负责照顾蚁后和幼崽、觅食等，但其很可能永远不会有自己的后代，下列相关叙述正确的是( )
A．只有蚁后具有繁殖能力，出生率很低，不利于种群的维持
B．年龄结构为增长型的蚂蚁种群，其未来种群数量不一定会增多
C．用性引诱剂诱杀蚂蚁雄性个体，主要以增大死亡率来降低其种群密度
D．采用样方法调查该种蚂蚁的种群密度时，应在富含蛋白质的地区取样
答案 B
解析 蚂蚁种群只有蚁后这种雌性个体具有繁殖能力，但繁殖能力很强，一定时间内的出生率并不低，且这是长期进化的结果，对其种群的维持是有利的，A错误；年龄结构为增长型的蚂蚁种群，在环境条件不变的情况下，其种群数量可能会增多，若环境条件变差，种群数量也可能下降，B正确；利用性引诱剂诱杀蚂蚁种群中的雄性个体，主要使种群中性别比例失调，从而使出生率降低，进而导致种群密度下降，C错误；采用样方法调查蚂蚁种群密度时，应随机取样，D错误。
考点二 种群数量的变化及其应用
1．种群数量变化的研究方法
(1)研究方法：建立数学模型。
(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，即建立数学模型→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
2．种群的“J”形增长
教材中的隐性知识 源于选择性必修2 P9“正文”
(1)种群的增长率＝(λ－1)×100%，对于“J”形曲线，增长率不变(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)①λ>1时，种群密度增大；②λ＝1时，种群密度稳定不变；③λ<1时，种群密度减小(均填变化趋势)。
3．种群的“S”形增长
4．种群数量的波动
(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动中的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。
(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。
(3)当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
(1)环境容纳量是指种群的最大数量( × )
(2)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( × )
(3)种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( × )
(4)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动( × )
(5)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( × )
(6)在“S”形增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄结构为衰退型( × )
源于选择性必修2 P12“拓展题”
(1)“J”形增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种。“S”形增长曲线的成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内竞争加剧，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。
(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？始终存在环境阻力。
②曲线a、b哪类更符合自然界种群数量变化的实际情况？b类。
③图中阴影部分表示的含义是在生存斗争中被淘汰的个体数量。
1．准确分析“λ”曲线
(1)a段——λ＞1且恒定，种群数量呈“J”形增长。
(2)b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。
(3)c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。
(4)d段——λ＜1，种群数量逐年下降。
(5)e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。
2．明确K值的三个易错点
(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受破坏的前提下，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。
考向一 “J”形增长和“S”形增长曲线
5．(2020·北京四中高三上期末改编)如图为种群数量增长曲线，下列有关叙述正确的是( )
A．年龄结构呈增长型的种群，其数量将呈“J”形增长
B．ce段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率
C．第4年时，甲曲线所示种群个体数多于乙曲线所示种群，其种内竞争也大于乙
D．图示阴影部分表示环境阻力，也就是在生存斗争中被淘汰的个体数
答案 D
解析 年龄结构是增长型时，种群数量增加，可能呈“S”形增长，也可能呈“J”形增长，A错误；ce段种群增长速率逐渐下降，但种群数量仍增加，出生率大于死亡率，B错误；甲曲线呈“J”形增长，该增长模型发生的条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等，该条件下无种内竞争，C错误；图示阴影部分表示环境阻力，即自然选择学说中在生存斗争中被淘汰的个体数，D正确。
6．关于下图中“S”形曲线的叙述，错误的是( )
A．t0～t1之间种群数量小于K/2时，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，种内竞争加剧，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，种内竞争不断加剧，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；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。
归纳总结 不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
图中A、B、C、D对应的种群数量为K值，A′、C′、D′对应的种群数量为K/2值。
考向二 种群数量的变化及应用
7．(2020·湖南永州期末改编)下列关于环境容纳量(K值)的叙述，不正确的是(不定项)( )
A．K值是种群的最大数量，种群数量任何时候都不可能超过K值
B．人为地一次性捕杀部分家鼠后，其K值迅速降低
C．改善空间和资源条件会使种群数量增加，但K值不变
D．建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的K值
答案 ABC
解析 种群数量可围绕环境容纳量上下波动，因此种群数量可以超过环境容纳量，A错误；人为地一次性捕杀家鼠，不能使其环境容纳量降低，只是使种群数量降低，B错误；改善空间和资源条件会使种群数量增加，同时K值也会增加，C错误；建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的环境容纳量，即K值，D正确。
8．(2019·全国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________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)________(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______________________________________。
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
解析 (1)由题意可知，试管中该种群个体数量达到环境条件所允许的最大值a(K值)时，种群个体数量不再增加，因此该种群数量增长曲线为“S”形。当种群数量为a/2(即K/2)时，种群增长最快。(2)该种菌的K值不是固定不变的，改变空间和营养条件等会使其K值发生变化，培养基的体积变小，该种菌的K值也减小。K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，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。
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”形曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线增长。
(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
3．结果分析
(1)开始一段时间内，酵母菌的增长符合“S”形曲线增长模型。
(2)de段曲线下降的原因可能有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。
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。
(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，应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。
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(计数室底部)以双线等分为25个中方格(如图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×b×10 000＝50 000 a·b。
考向一 实验过程和结果分析
9．(2020·江苏连云港下学期模拟)下列对探究酵母菌种群数量变化规律实验的叙述，正确的是( )
A．取样时为避免吸到培养液底部的死菌，滴管应轻轻吸取，避免溶液晃动
B．对于压在一个方格界线上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数
C．已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
D．与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
答案 C
解析 从试管中吸取培养液进行计数之前，应将试管轻轻振荡几次，使酵母菌在培养液中分布均匀，A错误；对于压在一个方格界线上的酵母菌的处理方法是计数相邻两边及其顶角上的酵母菌数，B错误；计数室的体积＝2×2×0.1＝0.4 mm3，共有酵母菌细胞M个，则10 mL培养液中酵母菌的个数＝M×10×1 000×10÷0.4＝2.5M×105(个)，C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，D错误。
10．(2020·海南海口市6月模拟)某研究性学习小组将一定数量的酵母菌接种到装有100 mL培养液的密闭容器中进行培养，接种后不再更换或添加培养液，实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．酵母菌种群数量达到K值时所用时间与培养液的体积无关
B．向培养液中通入无菌空气将会使酵母菌种群达到K值所用时间延长
C．0～8 h酵母菌种群的出生率大于死亡率导致种群增长速率一直增大
D．8～10 h酵母菌种群数量下降的原因可能是营养物质减少和代谢产物积累
答案 D
考向二 实验的拓展与应用
11．(2020·天津河北区高三总复习质量检测)某小组开展酵母菌培养实验，下图是摇瓶培养中酵母菌种群变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A．培养初期，酵母菌因种内竞争强而生长缓慢
B．培养后期，酵母菌的呼吸场所由胞外转为胞内
C．该实验中酵母菌计数应采用取样器取样法
D．转速150 r/min 时，预测种群增长曲线呈“S”形
答案 D
解析 培养初期，摇瓶中酵母菌较少，种内竞争较弱，是因为数量基数小增长缓慢，A错误；无论培养初期还是后期，细胞呼吸场所都是胞内，B错误；该实验中酵母菌计数应该采用抽样检测法，不能用取样器取样法，C错误；在一定时间范围内，转速150 r/min 时，种群密度不断增大，但由于营养物质和空间有限且代谢产物积累，预测后期种群数量增长速度变小直至保持相对稳定，符合“S”形增长曲线，D正确。
12．(2019·江苏，14)如图是一种酵母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
答案 B
解析 a批次和b批次的最大细胞密度相同，故a批次中不可能含有大量细菌，否则a批次中的最大细胞密度会变小，A错误；由于培养条件相同，而b批次在t1时增长速率较快，可能是接种量较高，酵母菌更快进入对数期，B正确；由于是通气培养，而乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，故该培养过程中不会产生较多的乙醇，C错误；因t2前两批次的酵母菌数量和代谢强度不同，故t2时两批次发酵液中营养物质剩余量不同，D错误。
考点四 影响种群数量变化的因素
1．影响种群数量变化的因素
教材中的隐性知识 来源于选择性必修2 P16“小字部分”：
食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，称为密度制约因素，而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，称为非密度制约因素。
2．种群研究的应用
(1)意义：研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。
(2)应用
①有利于为濒危动物的保护采取合理的保护对策。
②在渔业上的应用：中等强度的捕捞(捕捞量在左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
③在有害生物防治中的应用：既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又可以通过引入天敌、减少食物等方法，降低其环境容纳量。
(1)非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的( √ )
(2)食物匮乏，动物种群会出现出生率降低死亡率升高的现象( √ )
(3)气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素( × )
(4)引入天敌，有利于将害虫的数量控制在较低水平( √ )
(1)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应使种群数量剩余在左右，原因是种群数量在时种群的增长速率最大，捕捞剩余在能使种群数量快速增长，有利于获得最大持续产量。
(2)(源于选择性必修2P15“思考·讨论”)猞猁和雪兔种群的数量变动过程中，二者的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系。
考向一 影响种群数量变化的因素
13．下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述，不正确的是( )
A．林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越多
B．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
C．地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关，属于非密度制约因素
D．影响种群数量的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等
答案 A
解析 林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越少，A错误。
14．(2020·山东济南历城二中高三上期中改编)某生物的种群数量随时间的变化情况如图所示，下列叙述正确的是(不定项)( )
A．甲曲线的出现可能是气候突然变化造成的，该因素对种群数量变化的影响不受种群密度的制约
B．a～b段，种群出生率与死亡率大致相同，说明气候、天敌等因素对出生率和死亡率不再产生影响
C．若该生物种群为农业害虫种群，则在a点时对其进行捕杀效果最好
D．若b点时环境发生变化，则形成丙曲线的环境更适合该生物种群生存
答案 AD
解析 甲曲线种群数量下降，可能是由气候突然变得不适宜造成的，该因素是非密度制约因素，A正确；a～b段，气候、天敌等因素使种群出生率和死亡率大致相等，种群数量维持相对稳定，B错误；有害生物的防治应在K/2以前，a点时已经达到环境容纳量，C错误；丙曲线K值增大，形成丙曲线的环境更有利于该生物种群生存，D正确。
考向二 种群研究的应用
15．下图表示种群在理想环境中和有环境阻力情况下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是( )
A．图甲为“J”形增长，每年增加的个体数量始终不变
B．图乙为“S”形增长，G点时增长速率达到最大值
C．防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行
D．渔业捕捞后剩余量应该在E点左右
答案 D
解析 图甲曲线的斜率代表种群的增长速率(即单位时间内种群个体的增加数目)，由题图曲线特征可以看出，在不同的时间点，曲线的斜率不同，即种群的增长速率不同，A项错误；图乙中G点时种群的数目不再变化，增长速率为0，B项错误；防治蝗灾应该在D点附近，超过D点，蝗虫增长速率加快，灭虫效果差，C项错误；渔业捕捞应该在超过K/2时进行，且每次捕捞后的剩余量应保持在E点左右，此时种群的增长速率最快，D项正确。
16．(2020·北京东城高三上期末改编)2020年春，一场历史罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，给农业生产带来巨大损失。
(1)春夏时节，田间各种植物种群数量迅速增长，这些植物种群数量的增加除与温度升高有关外，还受到________________等非生物因素的影响，这一实例说明________________
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)蝗虫等动物种群在春夏时节数量增加除与上述非生物因素有关外，食物、天敌等生物因素也是重要的影响因素。请尝试根据影响种群数量变化的生物因素提出两种可有效防止蝗灾爆发或治理蝗灾的具体方法。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。曲线a～b段，飞蝗数量呈现爆发式增长，从影响种群数量变化的因素考虑，其原因可能是______________；b～c段，种群增长速率逐渐________，出生率________(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率；为有效防止蝗灾，应在________点之前及时进行控制。
答案 (1)光照、水分(或日照延长、降水增多) 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的 (2)在蝗虫易爆发区种植蝗虫不喜食的作物，减少蝗虫的食物来源防止蝗灾爆发；引入蝗虫的天敌如鸭等治理蝗灾(合理即可) (3)气候干旱 减小 大于 b
解析 (1)春夏时节，气温升高、日照延长、降水增多等因素利于植物种子萌发及生长，多数植物种群数量增加，这说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。(2)影响种群数量变化的生物因素有食物、天敌、竞争者、引起传染病的病菌等，可从不同方面提出具体措施。注意此处要对农作物进行保护，不能引入竞争者来降低蝗虫种群数量。(3)气候干旱是蝗灾爆发的主要原因。图示b～c段种群数量增加，出生率大于死亡率，但种群增长速率不断减小。为有效防止蝗灾，应在b点之前进行控制。
1．核心概念
(1)(选择性必修2 P2)种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。种群密度是种群最基本的数量特征。
(2)(选择性必修2 P8)种群增长的“J”形曲线：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，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”形。
(3)(选择性必修2 P9)种群增长的“S”形曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”形曲线。
(4)(选择性必修2 P9)环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
2．教材结论性语句
(1)(选择性必修2 P2～3)估算种群密度常用的方法是样方法和标记重捕法，前者适用于植物及活动能力弱、活动范围小的动物，后者适用于身体较大、活动能力强、活动范围大的动物。
(2)(选择性必修2 P2～4)种群密度是种群最基本的数量特征。种群的其他数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等，这些特征是影响种群密度的重要因素，其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群的密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率。
(3)(选择性必修2 P9)环境容纳量即K值是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，同一种群的K值并不是固定不变的。
(4)(选择性必修2 P9)在理想条件下，种群数量会实现快速增长，其数学模型为Nt＝N0λt，呈“J”形曲线。然而在自然界中，由于资源和空间的限制，种群数量不可能无限增长。有些种群的数量快速增长到K值后能保持相对稳定，使种群增长曲线呈“S”形。
(5)(选择性必修2 P16)细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。
1．(2019·全国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( )
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
答案 D
解析 异养生物可以把有机物转化成无机物，A项正确；随着微生物的生长繁殖，培养基中的营养物质不断减少，代谢废物不断增加，故更换培养基的频率不同可以表示环境资源量的不同，B项正确；由曲线可知，a组中细菌甲在23 h前，数量增长一直很快，说明该组培养基中的营养和空间条件一直是充裕的，C项正确；培养基更新时间间隔为23 h时，在培养的早期，培养基中的营养和空间资源是充足的，细菌甲种群的增长会出现“J”形增长阶段，D项错误。
2．(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，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内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。
3．(2020·江苏，10)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
答案 B
解析 将酵母菌接种到培养液中，摇匀后，应进行第一次计数，A项正确；上清液中酵母菌数量少，取上清液计数误差大，因此计数时要先将培养液摇匀，B项错误；为保证变量唯一，排除无关变量的影响，每天要在同一时间取样计数，C项正确；酵母菌增殖需要营养，所以营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一，D项正确。
4．(2017·全国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( )
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，适当缩小样方面积
答案 B
解析 样方法调查种群密度的关键就是随机取样，取样方法有等距取样法和五点取样法两种，计数时无须标记即可直接计数；若种群个体数量过少，则应适当增加样方面积。
5．(2020·海南，24)用4种不同方式培养酵母菌，其他培养条件相同，酵母菌种群数量增长曲线分别为a、b、c、d，如图所示。
回答下列问题。
(1)培养酵母菌时需要将温度控制在20 ℃左右，原因是__________________________。
(2)曲线a所示的种群数量增长最快，主要原因是种群增长所需的____________最丰富。
(3)曲线d为对照组，对照组的培养方式是________________。该组酵母菌数量增长到一定程度后，种群增长逐渐变慢，其限制因素有__________________________(答出2点即可)。
(4)随着培养时间的延长，在有限的空间中，每组酵母菌种群数量都会达到环境容纳量。环境容纳量是指________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)最适合酵母菌繁殖 (2)营养物质 (3)不换培养液 营养物质的消耗、有害代谢产物的积累 (4)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
解析 (1)由于20 ℃左右最适合酵母菌繁殖，所以培养酵母菌时需要将温度控制在20 ℃左右。
(2)据图分析可知，a曲线的酵母菌培养液更换的时间间隔最短，营养物质最丰富，所以其种群数量增长最快。
(3)曲线d为对照组，应该不换培养液；培养一段时间后种群数量不再增加，其限制因素有：营养物质的消耗、有害代谢产物的积累等。
(4)环境容纳量即K值，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数量。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．黑光灯是一种特制的气体放电灯，它发出的365 nm左右的紫外光波是人类不敏感的光，所以叫作黑光灯。大多数趋光性昆虫的视网膜上存在一种色素，对这一波段的光很敏感。色素吸收光之后，刺激视觉神经，最终引发昆虫趋向光源飞行。一盏20 W的黑光灯可管理50亩农作物，一夜诱杀的虫总重数高达4～5 kg。以下说法正确的是( )
A．黑光灯诱捕可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度
B．昆虫的趋光性导致了昆虫被诱杀，说明了自然界中趋光性是一种不利的变异
C．用黑光灯诱杀昆虫改变了种群的性别比例，从而降低了害虫种群密度
D．用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，是一种有效的化学防治方法
答案 A
解析 黑光灯可诱捕趋光性昆虫，可用于探究其种群密度，A正确；趋光性在人类灯光诱捕的情况下不利，但不能说明自然界中趋光性是一种不利的变异，B错误；黑光灯对雌雄昆虫的引诱无区别，不能改变其性别比例，C错误；黑光灯诱杀利用了物理信息的传递原理，属于生物防治，D错误。
2．(2020·湖北十堰市1月调研)某调查小组欲调查某地区针毛鼠的种群密度，在该地区相同面积的旱地和水田里均放置了数量相同的捕鼠夹，结果发现旱地中被捕针毛鼠数占捕鼠总数的12.8%，而水田中被捕针毛鼠数占捕鼠总数的2.2%。下列叙述错误的是( )
A．针毛鼠对当地旱地种植的农作物的危害可能大于水田
B．在旱地种植少量高大树木，为猫头鹰提供栖居地，有利于控制针毛鼠害
C．若捕获后的针毛鼠难以再次被捕获，则会导致调查的针毛鼠的种群密度偏小
D．出生率和死亡率、迁入率和迁出率都是影响针毛鼠种群密度的直接因素
答案 C
解析 旱地中被捕针毛鼠数占捕鼠比例大于水田，说明针毛鼠对当地旱地种植的农作物的危害可能大于水田，A正确；在旱地种植少量高大树木，可以为猫头鹰提供栖居地，故有利于猫头鹰捕食针毛鼠控制鼠害，B正确；捕获后的针毛鼠难以再次被捕获，则会导致调查的针毛鼠的种群密度偏大，C错误。
3．如图甲是某种兔迁入新环境后种群增长速率(单位时间内种群数量的改变量)随时间的变化曲线。第3年时用标记重捕法调查该兔的种群密度，第一次捕获50只，全部标记后放回，一个月后进行第二次捕捉，在第二次捕到的兔中，未标记的有60只、标记的有20只；如图乙表示动物A迁入某岛屿后种群数量的变化趋势。下列相关说法正确的是( )
A．图甲对应的兔种群在新环境中的K值约为400只
B．图乙中d点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值
C．若图乙表示田鼠的种群数量变化，则在b点对应的时间进行防治最好
D．图甲中第5年时种群数量最少
答案 A
解析 根据标记重捕法调查种群密度的计算公式可得，第3年兔种群的数量N＝[(60＋20)×50]/20＝200(只)。分析图甲曲线可知，第3年种群增长速率最大，此时的种群数量相当于K/2，故该兔种群在新环境中的K值约为400只，A正确。图甲中第5年时，种群数量最多，D错误。由图乙可知，种群数量在c点对应值附近波动，则c点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值，B错误。防治有害生物，应该在种群数量达到K/2以前进行，C错误。
4．下图是某种昆虫受双因子影响下的种群数量变化曲线图，下列相关说法错误的是( )
A．相对来说，环境温度越高，该昆虫生活所需要的最适相对湿度也越大
B．从图中可知，影响该昆虫种群数量变化的最适温度可能在32.5 ℃左右
C．该昆虫在湿度为90%和温度为32.5 ℃的条件下，其种群数量变化按指数方式增长
D．影响种群数量变化的因素除图中所示的非生物因素(温度和湿度)外，还应该有生物因素
答案 C
解析 由于受到食物、天敌、温度、湿度等因素的影响，种群数量一般呈“S”形增长，C项错误。
5．(2020·山东高三模拟)环境容纳量取决于一个种群所处的环境条件。下列叙述正确的是( )
A．甲、乙两地的灰喜鹊种群的环境容纳量一定是相同的
B．生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的
C．当种群数量接近环境容纳量时，死亡率升高，出生率不变
D．生活在微山湖中的鲫鱼和黑鱼环境容纳量是相同的
答案 B
解析 由题给信息可知，环境容纳量取决于一个种群所处的环境条件，因此甲、乙两地的灰喜鹊种群的环境容纳量不一定是相同的，A错误；环境容纳量的大小取决于种群所处的环境条件，而与生活的年份无关，因此，只要某草原在不同年份的环境没有发生剧烈的变化，则东亚飞蝗在不同年份的环境容纳量可能是相同的，B正确；当种群数量接近环境容纳量时，死亡率和出生率会达到相对平衡，从而使种群数量趋于稳定，C错误；生活在微山湖中的鲫鱼和黑鱼是两个不同的物种，尽管所处的环境相同，其环境容纳量应该是不同的，D错误。
6．下列关于调查种群密度的实验的叙述，正确的是( )
A．调查种群密度时，一般选择丛生的单子叶植物作为调查的对象
B．若标记重捕法被标记的对象易被天敌捕食，则实际种群密度低于计算结果
C．调查某山坡上樟树的种群密度，应选择种群密度较大的区域进行调查
D．调查蒲公英种群密度，只计数样方内的个体数求平均值即可
答案 B
解析 调查种群密度时，一般选择易辨别的双子叶植物作为调查对象，不能选择蔓生或丛生的单子叶植物，A错误；若标记重捕法中被标记的对象易被天敌捕食，则会导致重捕中被标记的个体数变小，估算值偏大，即则实际种群密度低于计算结果，B正确；调查某山坡上樟树的种群密度，应随机调查取样，C错误；调查蒲公英种群密度，除计数样方内的个体数外，还要计数相邻两边及其夹角上的个体数，D错误。
7．在盛有100 mL一定浓度葡萄糖溶液的培养瓶中加入少量活酵母菌，将培养瓶置于适宜温度、通气良好等条件下恒温培养24 h，每隔一定时间抽取1 mL样液检测酵母菌的数量，统计结果如表所示。下列有关叙述正确的是( )
时间(h)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
酵母菌数
量的对数
3.2
4.1
5.2
6.5
7.5
8.1
8.7
8.3
7.1
A.探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法
B．该酵母菌种群数量总体呈“S”形增长，在第18 h左右种群数量达到最大值
C．酵母菌计数时，将培养液先滴入计数室后盖上盖玻片，再在显微镜下观察计数
D．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计中方格内部的酵母菌
答案 B
解析 探究酵母菌的种群数量变化不宜采用标记重捕法或样方法，通常采用的是抽样检测的方法，使用血细胞计数板计数法(显微计数法)进行种群密度的计算，A错误；分析表格数据可知，酵母菌数量从第0 h开始增加，第18 h左右达到最大值，此后受营养物质等因素的限制，酵母菌种群数量下降，种群数量总体呈“S”形增长，B正确；酵母菌计数时的正确操作是先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，用滤纸吸走多余的培养液后，待酵母菌全部沉降到计数室底部后，在显微镜下观察计数，C错误；与样方法一样，用血细胞计数板计数酵母菌数量时，对方格线上的酵母菌采用的统计原则是“计上不计下，计左不计右”，D错误。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
8．在自然条件下，种群增长曲线一般呈“S”形。假设种群的K值为200，N表示种群数量，下列据表分析不正确的是( )
曲线上的点
S1
S2
S3
S4
S5
N
20
50
100
150
180
0.90
0.75
0.50
0.25
0.10
A．环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后
B．防治蝗虫应在蝗虫数量达到S5点之前进行
C．渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D.的值为0.50时，种群增长速率最大
答案 AB
解析 在自然条件下，种群增长曲线一般呈“S”形，说明环境阻力对种群增长的影响始终存在，A错误；对蝗虫等害虫的防治，应在S3点之前进行，B错误；渔业捕捞后需控制剩余量在S3点，即K/2时，此时种群增长速率最大，种群的恢复能力最强，C、D正确。
9．(2020·福建福州一中模拟)调查某地麻雀连续20年的种群数量变化，如图所示，图中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，下列相关说法正确的是( )
A．第2年时，麻雀的年龄结构为稳定型
B．第9年对麻雀进行数量调查，可知当年出生率大于死亡率
C．由图可知，在第4年到第10年间，麻雀的种群数量在减少
D．第16～20年麻雀种群密度将不断增加
答案 ACD
10．科研小组对某地甲、乙两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示(图中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O～t3段的Nt＋1/Nt不断增大，其年龄结构为增长型
B．乙种群在O～t1段的种群数量呈“J”形增长，t3后种群数量保持相对稳定
C．O～t3段，甲的种群密度先减小后增大，乙种群密度先增大后减小最后维持平衡
D．甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善
答案 BC
解析 甲种群在O～t3段的Nt＋1/Nt虽不断增大，但O～t2段的Nt＋1/Nt小于1，种群数量下降，故O～t2段甲种群的年龄结构为衰退型，A错误；乙种群在O～t1段，Nt＋1/Nt大于1，且恒定不变，种群数量呈“J”形增长，t3后Nt＋1/Nt等于1，种群数量保持相对稳定，B正确；O～t3段，甲种群Nt＋1/Nt先小于1后大于1，种群密度先减小后增大，乙种群Nt＋1/Nt先大于1后小于1，最后等于1，说明其种群密度先增大后减小最后维持平衡，C正确；甲种群在t3后Nt＋1/Nt大于1，且保持恒定，种群呈“J”形增长，D错误。
三、非选择题
11．(2020·山东德州高三月考改编)塞罕坝国家森林公园地处典型的森林—草原交错带，公园内既有森林，又有草原。研究发现，鹰对不同种群数量的鼠群发起攻击的成功率不同(如图所示)。请回答下列相关问题：
(1)调查鼠的种群密度通常采用________法，若要预测鼠的种群数量的变化趋势，通常要调查鼠种群的________，但决定鼠种群数量变化的直接因素有__________________________。若鼠迁入一个理想环境，第二年的种群数量是第一年的λ倍，则λ应符合的条件包括__________。
(2)请描述图示鹰攻击的成功率与鼠种群数量的关系：_______________________________；如果鹰的数量下降，一段时间内，鼠种群数量可能出现的变化趋势是_____________________。
答案 (1)标记重捕 年龄结构 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 λ>1且λ为定值 (2)鹰攻击的成功率与鼠种群数量呈负相关(或鼠的种群数量越大，鹰攻击的成功率越低) 先增加后减少，最终趋于稳定
解析 (1)鼠的活动能力较强，活动范围较大，调查鼠的种群密度通常采用标记重捕法；种群的年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率来影响种群的数量，一般根据鼠种群的年龄结构预测鼠的种群数量的变化趋势；出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定鼠种群数量变化。鼠迁入一个理想环境，其种群数量呈现“J”形增长，λ为大于1的定值。(2)据图可知，鼠种群数量越大，鹰攻击的成功率越小，即鹰攻击的成功率与鼠种群数量呈负相关；如果鹰的数量下降，一段时间内，鼠由于被捕食的机会减小，种群数量先表现为增加，后因种内竞争激烈而减少，最后趋于稳定。
12．(2020·山东济南历城二中高二上期中改编)如图甲是草原上某两类生物种群数量变化的动态曲线，其中r对策生物通常个体小、寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。图乙是种群数量变化曲线。请回答下列问题：
(1)田鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，且种群数量每天可增加1.47%，属于________(填“r对策”或“K对策”)生物，这类生物很难消灭，在种群密度极低时也能迅速回升。若在食物和空间条件充裕等理想环境下，田鼠的数量会出现图乙中的曲线Ⅰ的增长趋势，此时需控制该曲线数学公式模型中的________参数来有效控制鼠害。若田鼠的初始数量是N0，增长率是1.47%，t年后田鼠的数量是Nt＝__________________(列出数学公式即可)，但种群难以在较长时间内按此模型增长，是因为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)K对策生物的种群数量高于或低于________(填“S”或“X”)点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为________________。根据图甲可知，野马等珍稀濒危动物，其数量一旦低于X点，就会逐渐走向灭绝，对此可采取的保护措施是保护其栖息环境，包括提供充足的________________条件，控制其天敌的数量等。
(3)图乙曲线Ⅱ是草原中田鼠最终呈现的增长曲线，则c点田鼠种群的增长速率________(填“大于”“等于”或“小于”)a点的增长速率，de段田鼠种群的年龄结构为________。在该草原投放了一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的是ef段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境而部分死亡，则图中α的角度将会________。
答案 (1)r对策 λ N0(1＋1.47%)t 当种群密度增大时，种内竞争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓 (2)S 环境容纳量(或K值) 食物和空间 (3)小于 稳定型 增大
解析 (1)田鼠通常个体小、寿命短、生殖力强，属于r对策生物。“J”形增长曲线中t年后种群数量的数学公式模型可表示为Nt＝N0λt(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)，此时需控制“J”形增长数学公式中的λ来有效控制鼠害。若田鼠初始数量是N0，增长率是1.47%，则λ＝1＋1.47%，t年后田鼠的数量是Nt＝N0(1＋1.47%)t。自然界的食物和空间资源总是有限的，故种群难以在较长时间内呈“J”形增长，随种群密度增大，种内竞争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率升高，从而导致种群增长变缓，不能长期呈“J”形增长。(2)由图甲可知，K对策生物种群数量小于X点时，会走向消亡，大于X点时(无论是高于S点还是低于S点)都会趋向该平衡点，该平衡点即环境容纳量。保护濒危动物最根本的措施是建立自然保护区，保证其食物和空间条件充裕，从而提高环境容纳量。(3)图乙曲线Ⅱ中c点的斜率小于a点，表明c点对应的种群增长速率小于a点。de段种群数量基本不变，年龄结构为稳定型。一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，使田鼠种群数量减少，若投放的蛇部分死亡，则田鼠种群数量减少变缓，α的角度增大。
13．(2020·湖南衡阳三模)将一定数量的酵母菌接种到培养液中，然后定期测定其数量，构建了下图所示的数学模型，在P点时对酵母菌培养液进行了某种调整。请分析回答下列问题：
(1)若酵母菌接种数量为100个，酵母菌每30分钟繁殖一代。请构建理想条件下t小时后酵母菌数量(Nt)变化的数学模型________________________________________________。
(2)图中阴影部分表示________________。对培养液中酵母菌数量的调查方法是__________
______________________________________________________________。
(3)K值是指环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能__________________________。本实验过程中酵母菌数量出现过两次K值，分别出现在图示P点前后，在P点后酵母菌数量的K值是M2，在P点前酵母菌增长速率最快时对应的种群数量是________________。
答案 (1)Nt＝100×22t(或：Nt＝100×4t)
(2)环境阻力 抽样检测法
(3)维持的种群最大数量 (M3＋M4)/4
解析 (1)根据题意酵母菌种群数量呈“J”形增长，根据“J”形曲线的公式： Nt＝N0×λt，N0＝100，λ＝2,30分钟繁殖一代，所以t小时共繁殖2t代，因此Nt＝100×22t。(2)图中阴影部分是“J”形曲线和“S”形曲线的差值，表示环境阻力，调查培养液中酵母菌的数量常用抽样检测的方法。(3)K值是指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；在P点前酵母菌的K值是(M3＋M4)/2，所以增长速率最快时对应的种群数量是K/2，即(M3＋M4)/4。
相关教案
人教版 (2019)选择性必修2第3节 影响种群数量变化的因素教学设计： 这是一份人教版 (2019)选择性必修2第3节 影响种群数量变化的因素教学设计，共7页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。
9 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第3单元 第9讲 光与光合作用： 这是一份9 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第3单元 第9讲 光与光合作用，共33页。
34 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第9单元 第34讲 人与环境： 这是一份34 2022年高考生物一轮复习（新高考版2(鲁辽)适用） 第9单元 第34讲 人与环境，共25页。
