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适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境第39讲种群及其动态课件新人教版
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这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第9单元生物与环境第39讲种群及其动态课件新人教版，共60页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，关键是随机取样，知识拓展误差分析，理想状态无K值现，实状态有K值，种群数量的波动等内容，欢迎下载使用。
1 强基础·增分策略
种群具有一定的时间和空间限制
一、种群的数量特征1.种群的特征(1)种群的概念种群是在一定区域的 同种生物全部个体 的集合。
两同一全部:同一地点、同一物种,全部个体
(2)种群的数量特征及相互关系
出生率高,种群密度不一定增大
2.种群密度的调查方法(1)调查方法的选择
(2)样方法和标记重捕法的比较
对生物生命活动无影响
旁栏边角1.(选择性必修2 P4正文)春运期间,影响北京、广东等大城市人口数量变化的主要因素是 。 提示:迁入率和迁出率2.(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 特征计数;③通过动物的 特征进行计数。 提示:粪便 声音
易错辨析(1)可用每平方米草坪上杂草的数量来表示种群密度。( × )(2)若某动物的婚配制为一雌一雄,生殖期个体的雌雄比越接近1∶1,则出生率越高。( √ )(3)年龄结构为增长型的种群数量一定能增加。( × )(4)调查草地某种蜘蛛的种群密度时,要选择草多的地方,否则结果偏低。( × )(5)调查种群数量较少的陆生植物的种群密度时,应随机取样,并适当扩大样方的面积。( √ )(6)统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值。( × )
二、种群数量的变化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.种群数量的两种增长模型分析(1)种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线
(2)“J”形增长、“S”形增长的增长率和增长速率分析
一定时间内增长的数量/时间
提醒:“J”形曲线中λ≠增长率①λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数,而非增长率。②增长率=[(末数-初数)/初数]×100%=[(N0λt+-N0λt)/N0λt]×100%=(λ-1)×100%。(3)K值、K/2在实践中的应用
4.影响种群数量变化的因素(1)影响因素
(2)种群研究的应用①
②有害生物防治: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 。
旁栏边角(选择性必修2 P16小字)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 。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 。 提示:密度制约因素 非密度制约因素
易错辨析(1)环境容纳量是指种群的最大数量。( × )(2)不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值固定不变。( × )(3)若一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。( √ )(4)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。( √ )(5)凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。( √ )(6)非生物因素对种群数量变化的影响往往是单一性的。( × )(7)气候、食物、天敌等因素属于密度制约因素。( × )(8)负反馈调节与正反馈调节是典型的循环因果关系。( √ )
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,种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达K值后,还会转而下降直至全部死亡。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
营养物质消耗、代谢产物积累及pH变化所致
旁栏边角(选择性必修2 P11“探究·实践”改编)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)相当长一段时间内,酵母菌的增长符合哪种模型?提示:符合“S”形曲线增长。(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)试着在坐标系中画出该酵母菌的增长速率随时间变化的曲线。 提示:
易错辨析(1)酵母菌需要用半固体培养基培养。( × )(2)对酵母菌计数用逐个计数法。( × )(3)吸取酵母菌菌液时,吸取上层液体即可。( × )(4)培养液渗入计数室后,需稍待片刻,待酵母菌沉降到计数室底部后才能进行计数。( √ )
2 提能力·精准突破
考向1结合种群的数量特征及其内在联系,考查生命观念1.研究植物种群一般需要研究种群的数量特征以及各数量特征之间的关系,种群数量特征之间的关系模型如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.图中A、B分别表示出生率和死亡率B.我国禁止孕妇进行“非医学需要的胎儿性别鉴定”主要是为了控制CC.D属于增长型的种群,出生率一定非常高D.自然条件下的植物种群一般不考虑迁入率和迁出率
答案:C解析:图中A可使种群密度增加,表示出生率,B可使种群密度减少,表示死亡率,A项正确;C为性别比例,我国禁止孕妇进行“非医学需要的胎儿性别鉴定”主要是为了控制正常的性别比例,B项正确;D是年龄结构,出生率大于死亡率的种群为增长型,但此时出生率不一定非常高,C项错误;植物种群只能靠人工进行迁入和迁出,自然条件下的植物种群一般不考虑迁入率和迁出率,D项正确。
2.(2022枣庄月考)研究人员通过增加或移走京燕巢中卵的数目以观察对鸟类的繁殖行为的影响,结果如图所示。下列说法正确的是( )A.京燕当前的出生率会影响其次年的出生率B.增加巢中卵的数量会使当年种群增长率降低C.京燕通过调整繁殖行为使种群数量维持在K值D.京燕繁殖行为的调整使种群年龄结构呈稳定型答案:A解析:通过题中坐标图可以看出改变当前京燕巢中卵的数目会影响其次年产卵数,因此京燕当前的出生率会影响其次年的出生率,A项正确;增加京燕巢中卵的数量,当年种群增长率会增加,次年种群增长率会下降,B项错误;通过图中信息无法得出京燕调整繁殖行为是否使种群维持在K值或使种群年龄结构呈稳定型,C、D两项错误。
考向2 围绕种群密度的调查方法,考查科学探究 3.(2022潍坊模拟)不同动物的粪便具有不同的特征,通过分析粪便可获得种群的数量信息,鼠兔是内蒙古草原的主要鼠种之一,为研究鼠兔越冬种群大小与来自艾虎的捕食风险的关系,研究人员选取若干区域以洞口计数法(以洞口数量多少作为鼠兔种群大小的指标)调查了鼠兔种群,以粪便分析法统计了鼠兔洞口留有的艾虎粪便,结果显示艾虎在大的鼠兔种群周围更容易留下粪便。下列说法错误的是( )A.用标记重捕法调查艾虎种群密度,若再次捕获导致艾虎死亡不影响调查结果B.调查鼠兔洞口数目时应注意样方大小及随机取样C.连续调查鼠兔、艾虎的种群数量,艾虎种群呈现先增先减的趋势D.上述调查结果表明鼠兔越冬种群数量越大,来自艾虎的捕食风险越大
答案:C解析:分析题意可知,艾虎可以捕食鼠兔,则两者之间的数量关系应为鼠兔呈现先增先减的趋势,而艾虎是后增后减,C项错误。
4.种群密度是种群数量的主要特征,不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述错误的是( )A.正常情况下,通过标记重捕法获得的结果通常要比实际数值高B.降低样方的面积便于统计个体数量,所以能降低调查的误差C.植物种群一般采用样方法进行调查,动物一般采用标记重捕法进行调查D.调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用等距取样法进行取样答案:B
解析:由于第一次捕获并标记后,再捕获的难度增大或标记物脱落等,因此正常情况下通过标记重捕法调查的结果通常要比实际数值高,A项正确;样方的大小要根据被调查的对象确定,降低样方的面积不一定能降低调查的误差,B项错误;植物种群密度的调查一般采用样方法,动物种群密度的调查一般采用标记重捕法,C项正确;由于高速公路两侧的绿化树呈直线分布,因此取样时适合用等距取样法进行取样,D项正确。
考向1 结合种群数量变化的规律,考查科学思维1.某研究小组将X、Y、Z三种食性相同的单细胞动物在相同条件下进行单独培养和共同培养,种群数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线②最可能代表Z的种群数量变化B.X和Y共同培养20 d后,X的数量会以一定的倍数增长C.与单独培养相比,X和Z共同培养会导致彼此的K值降低D.X、Y、Z单独培养时,其增长速率均为先增大后不变答案:C
解析:X、Y、Z食性相同,则共同培养时种群数量的最大值应该小于单独培养时,X和Z共同培养的种群数量的最大值在75左右,而曲线②的最大值略高于50,结合三个曲线图可知,曲线②最可能代表Y的种群数量变化,A项错误;种群数量以一定的倍数增长是“J”形曲线的特点,X和Y共同培养20 d后,由于生存空间有限、资源有限以及种间竞争等环境阻力,X的数量不会呈“J”形增长,B项错误;K值是指环境条件不被破坏的情况下,一定环境条件所能维持的种群最大数量,X和Z存在竞争关系,二者共同培养时会导致彼此的K值降低,C项正确;由于环境条件的限制,三者的种群均呈“S”形增长,X、Y、Z单独培养时,其增长速率均为先增大后减小,D项错误。
2.(2022泰安期末)研究人员根据某地主管部门提供的当地农田中田鼠种群数量变化的数据,绘制出的λ值变化曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A.开始的15年间,田鼠数量最多的是第10年B.5~10年间田鼠数量减少可能是食物不足引起的C.引入天敌是根据捕食关系而采取的生物防治措施D.第25年如果诱杀雄性田鼠,也会起到与引入天敌类似的效果
答案:B解析:由题可知,λ=当年种群数量÷一年前种群数量,当λ=1时,种群数量不变,当λ>1时,种群数量增加,当λ<1时,种群数量减少。图中0~10年种群数量增加,10~20年,种群数量减少,20~25年种群数量不变,25~35年种群数量减少,所以开始的15年间,田鼠数量最多的是第10年,A项正确;5~10年间,λ>1,种群数量增加,B项错误;生物防治是指利用一种生物对付另外一种生物的方法,引入天敌是根据捕食关系而采取的生物防治措施,C项正确;第25年如果诱杀雄性田鼠,会导致鼠的性别比例改变,从而使出生率下降,也会使种群数量下降,D项正确。
考向2 围绕种群数量的波动,考查科学思维3.(2022济南联考)剂量效应指化学(或物理、生物因素)作用于生物体时的剂量与个体出现特异性生物学效应的程度之间的相关情况。生态学家对某地区红松鸡的种群数量波动进行了长期调查(图中的对照),发现红松鸡体内的线虫可引起红松鸡产卵量下降;用不同浓度(5%、10%和20%)的驱虫药处理红松鸡,并观察各种群的数量变化,结果如图所示(图中0为药剂处理起始年)。从实验结果可以得到( )
A.野生红松鸡种群有明显的周期性数量波动,该地区的野生红松鸡种群K值约为80只B.线虫对红松鸡产卵量的影响表明线虫与红松鸡之间为寄生关系C.驱虫药对线虫的影响具有剂量效应,长期使用驱虫药可能会使线虫产生抗药性D.线虫过多会导致红松鸡种群死亡率升高,进而引起红松鸡种群增长率变低答案:B
解析:K值为在环境条件不受破坏的条件下,一定空间中所能维持的种群最大数量,该地区的野生红松鸡种群K值约为40只,A项错误;两种生物在一起生活,一方受益,另一方受害,后者给前者提供营养物质和居住场所,这种生物关系称为寄生,从题中曲线图看,使用的驱虫药浓度越高,红松鸡数量越大,说明线虫有可能因为利用了红松鸡的养料而导致红松鸡数量下降,可推测线虫与红松鸡之间为寄生关系,B项正确;抗药性的线虫个体本身就存在,长期使用驱虫药,抗虫性的选择作用可能会使抗药性的线虫个体增多,C项错误;线虫过多导致红松鸡种群死亡率升高,出生率下降,才会引起红松鸡种群增长率变低,D项错误。
考向3 围绕影响种群数量变化的因素,考查科学思维4.(2022德州期末)气温、干旱等环境因素对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。下图为某种蚜虫种群数量受温度变化的影响曲线。下列叙述错误的是( ) A.B点时蚜虫种群数量达到环境容纳量B.高温是引起BC段蚜虫种群数量急剧下降的主要原因C.该蚜虫种群数量的变化往往会呈现季节性波动D.若蚜虫的种群数量超过K值,非密度制约因素作用强度不变
答案:A解析: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数量,B点时蚜虫种群数量达到最大值,但是不能维持在该值,所以B点不是蚜虫种群数量的环境容纳量,A项错误; BC段出现在6~7月,此时段温度较高,由此可知BC段种群数量急剧下降的主要原因是高温,B项正确;AB段是4~6月,此时段种群数量急剧上升,BC段是6~7月,此时段种群数量急剧下降,CD段是7~9月,此时段种群数量变化不大,由此可以得出该蚜虫种群数量的变化往往会呈现季节性波动,C项正确;非密度制约因素是指影响程度与种群密度无关的因素,所以若蚜虫的种群数量超过K值,非密度制约因素作用强度不变,D项正确。
5.生态学家将生物大体上分为两种不同的生活史对策,即R对策和K对策。R对策生物通常是个体小、寿命短、生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物通常是个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高,亲代对后代有很好的保护。制约种群数量的因素分为两类:密度制约因素和非密度制约因素。下列说法错误的是( )A.东北虎的生活史对策为K对策,K对策的生物易受密度制约因素影响B.东亚飞蝗的生活史对策为R对策,R对策的生物易受密度制约因素影响C.R对策生物能在短时间内产生较多后代,以便在特定的环境中占据优势D.有效保护K对策生物的措施是改善它们的栖息环境以提高其环境容纳量答案:B
解析:东北虎是哺乳动物,个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高,其生活史为K对策,易受密度因素的制约,A项正确;东亚飞蝗的生活史对策为R对策,个体小、生殖能力强,但是成活率低,易受非密度因素的制约,B项错误;R对策的生物易受非密度制约因素影响,如蝗虫受环境条件影响,能在短时间内产生较多后代,使种群在相应的环境中占优势,C项正确;K对策的生物易受密度制约因素影响,当其栖息环境受到破坏时,种群数量会大量减少,因此改善K对策生物的栖息环境能提高其环境容纳量,D项正确。
1.用血细胞计数板计算酵母菌数量的方法(1)血细胞计数板构造血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格而言,计数四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16的规格而言,计数四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量,如图所示。
(2)计算方法:大方格长、宽均为1 mm,高度为0.1 mm(即规格为1 mm×1 mm×0.1 mm),则每个大方格的体积为0.1 mm3(10-4 mL)。故1 mL培养液中细胞个数=(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。
2.影响实验结果的误差分析及改进办法
考向1 围绕实验过程和结果分析,考查科学探究1.(2022山东省第二次学业质量检测)某同学探究了接种量对酵母菌种群数量的影响,结果如图所示。下列相关分析错误的是( )A.培养液中酵母菌的种群数量在一定时间内呈现“S”形增长B.随着接种量的增加,酵母菌种群数量增长更快,达到的峰值也更高C.用显微计数法统计酵母菌数量时,需要先将培养液滴入计数室再加盖盖玻片D.有害代谢产物的积累和营养物质匮乏是导致后期酵母菌种群数量下降的重要原因
答案:C解析:由于资源、空间有限,培养液中酵母菌的种群数量在一定时间内呈现“S”形增长,A项正确;对比三条曲线(接种量不同)可知,随着接种量的增加,酵母菌种群数量增长更快,达到的峰值也更高(1.5 mL的最高),B项正确;用显微计数法统计酵母菌数量时,需要先加盖盖玻片再将培养液滴入计数室,C项错误;由于有害代谢产物(酒精)的积累和营养物质(葡萄糖)匮乏,后期酵母菌种群数量下降甚至全部死亡,D项正确。
考向2 围绕实验的拓展与应用,考查创新能力2.将少量细菌接种到一恒定容积的新鲜培养液中,在适宜条件下培养,每隔一段时间测定培养液中的细菌数目,可得到如图所示曲线,被称为生长曲线。下列分析错误的是( )
A.延滞期的细菌代谢旺盛,通过调整自身生理机能以适应新环境B.接种指数期的细菌可缩短延滞期的时间C.接种数量的多少不会影响到达K值所需的时间D.可利用血细胞计数板法或稀释涂布平板法进行计数
答案:C解析:延滞期为刚刚接种到培养液中的细菌,由于新旧环境差异,细菌代谢旺盛,通过调整自身生理机能以适应新环境,A项正确;由于延滞期为细胞分裂做了充分准备,故接种指数期的细菌可缩短延滞期的时间,B项正确;K值大小与接种数量的多少无关,接种数量的多少会影响到达K值所需的时间,C项错误;细菌计数可利用血细胞计数板法(显微镜直接计数)或稀释涂布平板法,D项正确。
3 练高考·衍生训练
角度1 种群的数量特征1.(2022浙江选考)经调查统计,某物种群体的年龄结构如图所示。 下列分析中合理的是( )A.因年龄结构异常不能构成种群B.可能是处于增长状态的某昆虫种群C.可能是处于增长状态的某果树种群D.可能是受到性引诱剂诱杀后的种群
答案:B解析:题图是年龄结构示意图,年龄结构是种群的数量特征之一,A项不合理;根据题图可知,该种群的年龄结构属于增长型种群,故可能是处于增长状态的某昆虫种群,B项合理;果树大都是人工繁殖,年龄结构对其种群的数量变化不起决定性作用,C项不合理;性引诱剂会诱杀生殖期的雄性个体,而题图中处于生殖期的雄性个体较多,故不可能是受到性引诱剂诱杀后的种群,D项不合理。
2.(2022全国高考甲卷)在鱼池中投放了一批某种鱼苗,一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如下图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖,则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是( ) A.甲、丙、乙 B.乙、甲、丙C.丙、甲、乙D.丙、乙、甲答案:D
解析:由题干信息可知,在此期间鱼没有进行繁殖,且部分鱼苗由于不适应环境等而死亡,种群数量会下降,因此曲线丙为种群数量变化曲线;鱼苗捕食会使鱼的个体重量增加,因此曲线乙表示个体重量,则曲线甲表示种群总重量,D项符合题意。
3.(2022山东高考)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1 000条鱼售卖,第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布,则该鱼塘中鱼的初始数量约为( )A.2×104条B.4×104条C.6×104条D.8×104条答案:A解析:由题干“根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量”可知,假设该种群总数为N,则有1 000/N=950/(N-1 000),计算得出N=2×104,即该鱼塘中鱼的初始数量为2×104条。
角度2 种群数量的变化及影响因素4.(2022山东高考)一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的饲料,其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动物的亲体数量与补充量的关系,曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等。下列说法正确的是( )
A.亲体数量约为1 000个时,可获得最大持续捕捞量B.亲体数量约为500个时,单位时间内增加的数量最多C.亲体数量大于1 000个时,补充量与亲体数量相等,种群达到稳定状态D.饲料是影响该种群数量变化的非密度制约因素
答案:B解析:亲体数量约为1 000个时,种群增长速率最慢,但种群数量最多,可获得最大的捕捞量,而不是最大持续捕捞量,A项错误。亲体数量约为500个时,种群的增长速率最大,单位时间内增加的数量最多,B项正确。亲体数量等于1 000个时,补充量与亲体数量相等,种群数量处于稳定状态;但是当亲体数量大于1 000个时,补充量小于亲体数量,种群数量将下降,C项错误。一般来说,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,这些因素称为密度制约因素,饲料是影响该种群数量变化的密度制约因素,D项错误。
5.(2021山东高考改编)种群增长率是出生率与死亡率之差,若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是( )A.水蚤的出生率随种群密度的增加而降低B.水蚤种群密度为12个/cm3时,种群数量增长最快 C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养,其种群的增长率会为负值
1 强基础·增分策略
种群具有一定的时间和空间限制
一、种群的数量特征1.种群的特征(1)种群的概念种群是在一定区域的 同种生物全部个体 的集合。
两同一全部:同一地点、同一物种,全部个体
(2)种群的数量特征及相互关系
出生率高,种群密度不一定增大
2.种群密度的调查方法(1)调查方法的选择
(2)样方法和标记重捕法的比较
对生物生命活动无影响
旁栏边角1.(选择性必修2 P4正文)春运期间,影响北京、广东等大城市人口数量变化的主要因素是 。 提示:迁入率和迁出率2.(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 特征计数;③通过动物的 特征进行计数。 提示:粪便 声音
易错辨析(1)可用每平方米草坪上杂草的数量来表示种群密度。( × )(2)若某动物的婚配制为一雌一雄,生殖期个体的雌雄比越接近1∶1,则出生率越高。( √ )(3)年龄结构为增长型的种群数量一定能增加。( × )(4)调查草地某种蜘蛛的种群密度时,要选择草多的地方,否则结果偏低。( × )(5)调查种群数量较少的陆生植物的种群密度时,应随机取样,并适当扩大样方的面积。( √ )(6)统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值。( × )
二、种群数量的变化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.种群数量的两种增长模型分析(1)种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线
(2)“J”形增长、“S”形增长的增长率和增长速率分析
一定时间内增长的数量/时间
提醒:“J”形曲线中λ≠增长率①λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数,而非增长率。②增长率=[(末数-初数)/初数]×100%=[(N0λt+-N0λt)/N0λt]×100%=(λ-1)×100%。(3)K值、K/2在实践中的应用
4.影响种群数量变化的因素(1)影响因素
(2)种群研究的应用①
②有害生物防治: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 。
旁栏边角(选择性必修2 P16小字)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 。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 。 提示:密度制约因素 非密度制约因素
易错辨析(1)环境容纳量是指种群的最大数量。( × )(2)不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值固定不变。( × )(3)若一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。( √ )(4)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。( √ )(5)凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。( √ )(6)非生物因素对种群数量变化的影响往往是单一性的。( × )(7)气候、食物、天敌等因素属于密度制约因素。( × )(8)负反馈调节与正反馈调节是典型的循环因果关系。( √ )
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,种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达K值后,还会转而下降直至全部死亡。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
营养物质消耗、代谢产物积累及pH变化所致
旁栏边角(选择性必修2 P11“探究·实践”改编)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)相当长一段时间内,酵母菌的增长符合哪种模型?提示:符合“S”形曲线增长。(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)试着在坐标系中画出该酵母菌的增长速率随时间变化的曲线。 提示:
易错辨析(1)酵母菌需要用半固体培养基培养。( × )(2)对酵母菌计数用逐个计数法。( × )(3)吸取酵母菌菌液时,吸取上层液体即可。( × )(4)培养液渗入计数室后,需稍待片刻,待酵母菌沉降到计数室底部后才能进行计数。( √ )
2 提能力·精准突破
考向1结合种群的数量特征及其内在联系,考查生命观念1.研究植物种群一般需要研究种群的数量特征以及各数量特征之间的关系,种群数量特征之间的关系模型如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.图中A、B分别表示出生率和死亡率B.我国禁止孕妇进行“非医学需要的胎儿性别鉴定”主要是为了控制CC.D属于增长型的种群,出生率一定非常高D.自然条件下的植物种群一般不考虑迁入率和迁出率
答案:C解析:图中A可使种群密度增加,表示出生率,B可使种群密度减少,表示死亡率,A项正确;C为性别比例,我国禁止孕妇进行“非医学需要的胎儿性别鉴定”主要是为了控制正常的性别比例,B项正确;D是年龄结构,出生率大于死亡率的种群为增长型,但此时出生率不一定非常高,C项错误;植物种群只能靠人工进行迁入和迁出,自然条件下的植物种群一般不考虑迁入率和迁出率,D项正确。
2.(2022枣庄月考)研究人员通过增加或移走京燕巢中卵的数目以观察对鸟类的繁殖行为的影响,结果如图所示。下列说法正确的是( )A.京燕当前的出生率会影响其次年的出生率B.增加巢中卵的数量会使当年种群增长率降低C.京燕通过调整繁殖行为使种群数量维持在K值D.京燕繁殖行为的调整使种群年龄结构呈稳定型答案:A解析:通过题中坐标图可以看出改变当前京燕巢中卵的数目会影响其次年产卵数,因此京燕当前的出生率会影响其次年的出生率,A项正确;增加京燕巢中卵的数量,当年种群增长率会增加,次年种群增长率会下降,B项错误;通过图中信息无法得出京燕调整繁殖行为是否使种群维持在K值或使种群年龄结构呈稳定型,C、D两项错误。
考向2 围绕种群密度的调查方法,考查科学探究 3.(2022潍坊模拟)不同动物的粪便具有不同的特征,通过分析粪便可获得种群的数量信息,鼠兔是内蒙古草原的主要鼠种之一,为研究鼠兔越冬种群大小与来自艾虎的捕食风险的关系,研究人员选取若干区域以洞口计数法(以洞口数量多少作为鼠兔种群大小的指标)调查了鼠兔种群,以粪便分析法统计了鼠兔洞口留有的艾虎粪便,结果显示艾虎在大的鼠兔种群周围更容易留下粪便。下列说法错误的是( )A.用标记重捕法调查艾虎种群密度,若再次捕获导致艾虎死亡不影响调查结果B.调查鼠兔洞口数目时应注意样方大小及随机取样C.连续调查鼠兔、艾虎的种群数量,艾虎种群呈现先增先减的趋势D.上述调查结果表明鼠兔越冬种群数量越大,来自艾虎的捕食风险越大
答案:C解析:分析题意可知,艾虎可以捕食鼠兔,则两者之间的数量关系应为鼠兔呈现先增先减的趋势,而艾虎是后增后减,C项错误。
4.种群密度是种群数量的主要特征,不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述错误的是( )A.正常情况下,通过标记重捕法获得的结果通常要比实际数值高B.降低样方的面积便于统计个体数量,所以能降低调查的误差C.植物种群一般采用样方法进行调查,动物一般采用标记重捕法进行调查D.调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用等距取样法进行取样答案:B
解析:由于第一次捕获并标记后,再捕获的难度增大或标记物脱落等,因此正常情况下通过标记重捕法调查的结果通常要比实际数值高,A项正确;样方的大小要根据被调查的对象确定,降低样方的面积不一定能降低调查的误差,B项错误;植物种群密度的调查一般采用样方法,动物种群密度的调查一般采用标记重捕法,C项正确;由于高速公路两侧的绿化树呈直线分布,因此取样时适合用等距取样法进行取样,D项正确。
考向1 结合种群数量变化的规律,考查科学思维1.某研究小组将X、Y、Z三种食性相同的单细胞动物在相同条件下进行单独培养和共同培养,种群数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线②最可能代表Z的种群数量变化B.X和Y共同培养20 d后,X的数量会以一定的倍数增长C.与单独培养相比,X和Z共同培养会导致彼此的K值降低D.X、Y、Z单独培养时,其增长速率均为先增大后不变答案:C
解析:X、Y、Z食性相同,则共同培养时种群数量的最大值应该小于单独培养时,X和Z共同培养的种群数量的最大值在75左右,而曲线②的最大值略高于50,结合三个曲线图可知,曲线②最可能代表Y的种群数量变化,A项错误;种群数量以一定的倍数增长是“J”形曲线的特点,X和Y共同培养20 d后,由于生存空间有限、资源有限以及种间竞争等环境阻力,X的数量不会呈“J”形增长,B项错误;K值是指环境条件不被破坏的情况下,一定环境条件所能维持的种群最大数量,X和Z存在竞争关系,二者共同培养时会导致彼此的K值降低,C项正确;由于环境条件的限制,三者的种群均呈“S”形增长,X、Y、Z单独培养时,其增长速率均为先增大后减小,D项错误。
2.(2022泰安期末)研究人员根据某地主管部门提供的当地农田中田鼠种群数量变化的数据,绘制出的λ值变化曲线如图所示。下列说法错误的是( ) A.开始的15年间,田鼠数量最多的是第10年B.5~10年间田鼠数量减少可能是食物不足引起的C.引入天敌是根据捕食关系而采取的生物防治措施D.第25年如果诱杀雄性田鼠,也会起到与引入天敌类似的效果
答案:B解析:由题可知,λ=当年种群数量÷一年前种群数量,当λ=1时,种群数量不变,当λ>1时,种群数量增加,当λ<1时,种群数量减少。图中0~10年种群数量增加,10~20年,种群数量减少,20~25年种群数量不变,25~35年种群数量减少,所以开始的15年间,田鼠数量最多的是第10年,A项正确;5~10年间,λ>1,种群数量增加,B项错误;生物防治是指利用一种生物对付另外一种生物的方法,引入天敌是根据捕食关系而采取的生物防治措施,C项正确;第25年如果诱杀雄性田鼠,会导致鼠的性别比例改变,从而使出生率下降,也会使种群数量下降,D项正确。
考向2 围绕种群数量的波动,考查科学思维3.(2022济南联考)剂量效应指化学(或物理、生物因素)作用于生物体时的剂量与个体出现特异性生物学效应的程度之间的相关情况。生态学家对某地区红松鸡的种群数量波动进行了长期调查(图中的对照),发现红松鸡体内的线虫可引起红松鸡产卵量下降;用不同浓度(5%、10%和20%)的驱虫药处理红松鸡,并观察各种群的数量变化,结果如图所示(图中0为药剂处理起始年)。从实验结果可以得到( )
A.野生红松鸡种群有明显的周期性数量波动,该地区的野生红松鸡种群K值约为80只B.线虫对红松鸡产卵量的影响表明线虫与红松鸡之间为寄生关系C.驱虫药对线虫的影响具有剂量效应,长期使用驱虫药可能会使线虫产生抗药性D.线虫过多会导致红松鸡种群死亡率升高,进而引起红松鸡种群增长率变低答案:B
解析:K值为在环境条件不受破坏的条件下,一定空间中所能维持的种群最大数量,该地区的野生红松鸡种群K值约为40只,A项错误;两种生物在一起生活,一方受益,另一方受害,后者给前者提供营养物质和居住场所,这种生物关系称为寄生,从题中曲线图看,使用的驱虫药浓度越高,红松鸡数量越大,说明线虫有可能因为利用了红松鸡的养料而导致红松鸡数量下降,可推测线虫与红松鸡之间为寄生关系,B项正确;抗药性的线虫个体本身就存在,长期使用驱虫药,抗虫性的选择作用可能会使抗药性的线虫个体增多,C项错误;线虫过多导致红松鸡种群死亡率升高,出生率下降,才会引起红松鸡种群增长率变低,D项错误。
考向3 围绕影响种群数量变化的因素,考查科学思维4.(2022德州期末)气温、干旱等环境因素对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。下图为某种蚜虫种群数量受温度变化的影响曲线。下列叙述错误的是( ) A.B点时蚜虫种群数量达到环境容纳量B.高温是引起BC段蚜虫种群数量急剧下降的主要原因C.该蚜虫种群数量的变化往往会呈现季节性波动D.若蚜虫的种群数量超过K值,非密度制约因素作用强度不变
答案:A解析: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数量,B点时蚜虫种群数量达到最大值,但是不能维持在该值,所以B点不是蚜虫种群数量的环境容纳量,A项错误; BC段出现在6~7月,此时段温度较高,由此可知BC段种群数量急剧下降的主要原因是高温,B项正确;AB段是4~6月,此时段种群数量急剧上升,BC段是6~7月,此时段种群数量急剧下降,CD段是7~9月,此时段种群数量变化不大,由此可以得出该蚜虫种群数量的变化往往会呈现季节性波动,C项正确;非密度制约因素是指影响程度与种群密度无关的因素,所以若蚜虫的种群数量超过K值,非密度制约因素作用强度不变,D项正确。
5.生态学家将生物大体上分为两种不同的生活史对策,即R对策和K对策。R对策生物通常是个体小、寿命短、生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物通常是个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高,亲代对后代有很好的保护。制约种群数量的因素分为两类:密度制约因素和非密度制约因素。下列说法错误的是( )A.东北虎的生活史对策为K对策,K对策的生物易受密度制约因素影响B.东亚飞蝗的生活史对策为R对策,R对策的生物易受密度制约因素影响C.R对策生物能在短时间内产生较多后代,以便在特定的环境中占据优势D.有效保护K对策生物的措施是改善它们的栖息环境以提高其环境容纳量答案:B
解析:东北虎是哺乳动物,个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高,其生活史为K对策,易受密度因素的制约,A项正确;东亚飞蝗的生活史对策为R对策,个体小、生殖能力强,但是成活率低,易受非密度因素的制约,B项错误;R对策的生物易受非密度制约因素影响,如蝗虫受环境条件影响,能在短时间内产生较多后代,使种群在相应的环境中占优势,C项正确;K对策的生物易受密度制约因素影响,当其栖息环境受到破坏时,种群数量会大量减少,因此改善K对策生物的栖息环境能提高其环境容纳量,D项正确。
1.用血细胞计数板计算酵母菌数量的方法(1)血细胞计数板构造血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格而言,计数四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16的规格而言,计数四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量,如图所示。
(2)计算方法:大方格长、宽均为1 mm,高度为0.1 mm(即规格为1 mm×1 mm×0.1 mm),则每个大方格的体积为0.1 mm3(10-4 mL)。故1 mL培养液中细胞个数=(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。
2.影响实验结果的误差分析及改进办法
考向1 围绕实验过程和结果分析,考查科学探究1.(2022山东省第二次学业质量检测)某同学探究了接种量对酵母菌种群数量的影响,结果如图所示。下列相关分析错误的是( )A.培养液中酵母菌的种群数量在一定时间内呈现“S”形增长B.随着接种量的增加,酵母菌种群数量增长更快,达到的峰值也更高C.用显微计数法统计酵母菌数量时,需要先将培养液滴入计数室再加盖盖玻片D.有害代谢产物的积累和营养物质匮乏是导致后期酵母菌种群数量下降的重要原因
答案:C解析:由于资源、空间有限,培养液中酵母菌的种群数量在一定时间内呈现“S”形增长,A项正确;对比三条曲线(接种量不同)可知,随着接种量的增加,酵母菌种群数量增长更快,达到的峰值也更高(1.5 mL的最高),B项正确;用显微计数法统计酵母菌数量时,需要先加盖盖玻片再将培养液滴入计数室,C项错误;由于有害代谢产物(酒精)的积累和营养物质(葡萄糖)匮乏,后期酵母菌种群数量下降甚至全部死亡,D项正确。
考向2 围绕实验的拓展与应用,考查创新能力2.将少量细菌接种到一恒定容积的新鲜培养液中,在适宜条件下培养,每隔一段时间测定培养液中的细菌数目,可得到如图所示曲线,被称为生长曲线。下列分析错误的是( )
A.延滞期的细菌代谢旺盛,通过调整自身生理机能以适应新环境B.接种指数期的细菌可缩短延滞期的时间C.接种数量的多少不会影响到达K值所需的时间D.可利用血细胞计数板法或稀释涂布平板法进行计数
答案:C解析:延滞期为刚刚接种到培养液中的细菌,由于新旧环境差异,细菌代谢旺盛,通过调整自身生理机能以适应新环境,A项正确;由于延滞期为细胞分裂做了充分准备,故接种指数期的细菌可缩短延滞期的时间,B项正确;K值大小与接种数量的多少无关,接种数量的多少会影响到达K值所需的时间,C项错误;细菌计数可利用血细胞计数板法(显微镜直接计数)或稀释涂布平板法,D项正确。
3 练高考·衍生训练
角度1 种群的数量特征1.(2022浙江选考)经调查统计,某物种群体的年龄结构如图所示。 下列分析中合理的是( )A.因年龄结构异常不能构成种群B.可能是处于增长状态的某昆虫种群C.可能是处于增长状态的某果树种群D.可能是受到性引诱剂诱杀后的种群
答案:B解析:题图是年龄结构示意图,年龄结构是种群的数量特征之一,A项不合理;根据题图可知,该种群的年龄结构属于增长型种群,故可能是处于增长状态的某昆虫种群,B项合理;果树大都是人工繁殖,年龄结构对其种群的数量变化不起决定性作用,C项不合理;性引诱剂会诱杀生殖期的雄性个体,而题图中处于生殖期的雄性个体较多,故不可能是受到性引诱剂诱杀后的种群,D项不合理。
2.(2022全国高考甲卷)在鱼池中投放了一批某种鱼苗,一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如下图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖,则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是( ) A.甲、丙、乙 B.乙、甲、丙C.丙、甲、乙D.丙、乙、甲答案:D
解析:由题干信息可知,在此期间鱼没有进行繁殖,且部分鱼苗由于不适应环境等而死亡,种群数量会下降,因此曲线丙为种群数量变化曲线;鱼苗捕食会使鱼的个体重量增加,因此曲线乙表示个体重量,则曲线甲表示种群总重量,D项符合题意。
3.(2022山东高考)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1 000条鱼售卖,第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布,则该鱼塘中鱼的初始数量约为( )A.2×104条B.4×104条C.6×104条D.8×104条答案:A解析:由题干“根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量”可知,假设该种群总数为N,则有1 000/N=950/(N-1 000),计算得出N=2×104,即该鱼塘中鱼的初始数量为2×104条。
角度2 种群数量的变化及影响因素4.(2022山东高考)一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的饲料,其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动物的亲体数量与补充量的关系,曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等。下列说法正确的是( )
A.亲体数量约为1 000个时,可获得最大持续捕捞量B.亲体数量约为500个时,单位时间内增加的数量最多C.亲体数量大于1 000个时,补充量与亲体数量相等,种群达到稳定状态D.饲料是影响该种群数量变化的非密度制约因素
答案:B解析:亲体数量约为1 000个时,种群增长速率最慢,但种群数量最多,可获得最大的捕捞量,而不是最大持续捕捞量,A项错误。亲体数量约为500个时,种群的增长速率最大,单位时间内增加的数量最多,B项正确。亲体数量等于1 000个时,补充量与亲体数量相等,种群数量处于稳定状态;但是当亲体数量大于1 000个时,补充量小于亲体数量,种群数量将下降,C项错误。一般来说,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,这些因素称为密度制约因素,饲料是影响该种群数量变化的密度制约因素,D项错误。
5.(2021山东高考改编)种群增长率是出生率与死亡率之差,若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是( )A.水蚤的出生率随种群密度的增加而降低B.水蚤种群密度为12个/cm3时,种群数量增长最快 C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养,其种群的增长率会为负值
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