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高中生物2022年高考生物一轮复习 第9单元 第28讲 种群的特征和数量变化
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这是一份高中生物2022年高考生物一轮复习 第9单元 第28讲 种群的特征和数量变化，共24页。
[目标要求] 1.种群的特征。2.种群的数量变化。3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
考点一 种群的特征及种群密度的调查方法
1．种群的特征
(1)种群的概念
种群是指生活在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
(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年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成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，性别比例通过影响种群的出生率间接影响种群密度。
教材中的隐性知识 源于必修3 P63“思考与讨论2”：年龄组成为稳定型的种群，种群数量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组成，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。
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)样方法与标志重捕法的比较
教材中的隐性知识 源于必修3 P62：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。
3．种群的空间特征
(1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群( √ )
(2)年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征( × )
(3)橡树种子常在母株附近形成集群属于种群的空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于种群的数量特征( √ )
(4)种群出生率升高，种群密度一定增大( × )
(5)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( × )
(6)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × )
(7)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( × )
(源于必修3 P86)下图是有关种群特征的概念图，据图分析下列问题：
(1)图中①～⑤分别代表的种群的特征是种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。
(2)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。
(3)利用性引诱剂诱杀害虫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。
(4)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重。他得出此结论的依据最可能是蝗虫的年龄组成为增长型。
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．标志重捕法调查种群密度误差分析
考向一 种群的特征及其相互关系
1．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为年龄组成，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；丁为年龄组成。图1中b为年龄组成，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中丁为年龄组成，而图1中a为性别比例，C项错误。
2．(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．年龄组成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；年龄组成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。
考向二 种群密度调查方法的选择及分析
3．下列有关种群密度调查方法的说法，正确的是( )
A．标志重捕法研究期间，种群最好没有迁入和迁出
B．调查森林中乔木和灌木的种群密度，两者的样方大小必须一致
C．标志重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域内是均匀分布的
D．对湖泊中水禽的数量进行调查时，样方应设置在近岸浅水、水草丰富的区域
答案 A
解析 标志重捕法研究期间，被调查个体必须在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象，这样测得的种群密度才准确，A正确；选取样方面积时既要保证物种数较全，又要保证面积最小和取样方便，因此调查不同植物类型时样方面积不同，由于乔木体积大，所以样方面积要比调查灌木植物种群密度时的样方面积大，B错误；标志重捕法所标记的种群在整个调查区域内不一定是均匀分布的，C错误；样方法调查时，取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素，D错误。
4．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：
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，不适合用标志重捕法调查其物种丰富度，A项错误；标志重捕法理论计算公式：N(种群个体数)＝M(标记个体数)×eq \f(n重捕个体数,m重捕中标记个体数)，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“J”型增长
教材中的隐性知识 源于必修3 P66
(1)种群的增长率＝(λ－1)×100%，对于“J”型曲线，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．种群数量的“S”型增长
4．种群数量的波动和下降
(1)环境容纳量是指种群的最大数量( × )
(2)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的( √ )
(3)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( × )
(4)种群“J”型增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( × )
(5)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动( × )
(6)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( × )
(7)在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄组成为衰退型( × )
源于必修3 P69“拓展题”
(1)“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。“S”型增长曲线的成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。
(2)在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
(3)渔业捕捞中，捕捞后让鱼的种群数量维持在K/2的原因：既有较大收获量，且K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。
(4)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”型增长。
(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”型、“S”型增长曲线分析
5．(2020·广东六校联考)如图为种群数量增长曲线，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段种群数量增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率
C．“J”型和“S”型曲线均是数学模型的表现形式
D．曲线Y表明种群数量的增长受环境阻力的制约
答案 B
解析 同一种生物的K值不是固定不变的，当生物生存的环境得到改善，K值就会上升，A正确；BC段种群增长速率逐渐下降，但种群数量仍在上升，所以种群出生率大于死亡率，B错误；“J”型和“S”型曲线是数学模型中的曲线图，C正确；曲线Y是种群的“S”型增长曲线，受到食物、空间、天敌等因素的限制，D正确。
6．关于下图中“S”型曲线的叙述，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，种内斗争加剧，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，种内斗争不断加剧，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 种群数量变化的影响因素及应用
7．(2018·全国Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是( )
A．种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果
B．某林场中繁殖力极强的老鼠种群数量的增长会受密度制约
C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同
D．培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱
答案 D
解析 当空间、资源有限时，种群呈S型增长，A项正确；林场空间、资源有限，老鼠种群的增长会由于密度增加而逐渐减慢，B项正确；鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同，C项正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，密度对其增长的制约逐渐增强，D项错误。
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________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_______________________________________________________________________。
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”型。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”型曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线增长。
(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”型曲线增长模型。
(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限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
解析 改变培养液的体积会影响酵母菌种群数量达到K值所用时间的长短，A错误；向培养液中通入无菌空气会增大氧气浓度，促进酵母菌进行有氧呼吸以大量繁殖，从而使酵母菌种群达到K值所用时间变短，B错误；0～8 h酵母种群的出生率大于死亡率导致酵母菌种群数量增长，但种群增长速率先升高后降低，C错误。
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，酵母菌因种内斗争强而生长缓慢
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”型
答案 D
解析 培养初期，摇瓶中酵母菌较少，种内斗争较弱，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”型增长曲线，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。
1．核心概念
(1)(必修3 P60)种群密度：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)(必修3 P66)种群增长的“J”型曲线：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，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”型。
(3)(必修3 P67)种群增长的“S”型曲线：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”型曲线。
(4)(必修3 P67)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称为环境容纳量，又称K值。
2．教材结论性语句
(1)(必修3 P61～62)估算种群密度常用的方法是样方法和标志重捕法，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)(必修3 P62)种群密度的直接决定因素是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，性别比例可通过影响出生率而影响种群密度，年龄组成则可通过影响出生率、死亡率影响种群密度。
(3)(必修3 P66～67)“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。“S”型增长曲线成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。“S”型曲线增长有K值，且在K/2处增长速率最快。
(4)(必修3 P67)在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
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型增长阶段
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型增长阶段，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
1．(2020·山东济南6月针对性训练)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，所以叫做黑光灯。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．黑光灯诱捕的方法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%，据此，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．(2021·海南海口模拟)某中学迁入新建校园14年，校园中一种鸟类白头鸭在14年间的种群增长速率如下表所示，据表分析可知下列说法正确的是( )
A.这14年，白头鸭的种群数量呈“J”型增长
B．第12年时，白头鸭种群的年龄组成为衰退型
C．该学校中，白头鸭的K值约为第8年时其种群数量的两倍
D．用样方法可调查白头鸭的种群密度并计算出增长速率
答案 C
解析 分析题图可知，这14年内，白头鸭的种群数量增长方式为“S”型增长，A错误；第12年时，白头鸭的种群增长速率为1.2，种群数量依旧在上升，年龄组成为增长型，B错误；分析题意可知，白头鸭的种群增长类型为“S”型增长，种群数量为K/2时增长速率最大，题中可知第8年种群增长速率最大，故白头鸭的K值约为第8年种群数量的两倍，C正确；白头鸭的活动能力强，种群密度调查宜采用标志重捕法，D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外源性因素(温度和湿度)外，还应该有内源性因素
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”型增长，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，死亡率会升高，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．如图表示某种群的数量变化情况(不考虑迁入和迁出)。下列叙述错误的是( )
A．a点时，该种群的数量增长最快
B．该种群的环境容纳量大约为b点对应的种群数量
C．图中曲线可体现培养液中某段时间酵母菌种群的数量变化
D．b点之前，该种群的死亡率一直增加，年龄组成为衰退型
答案 D
解析 b点之前，该种群的死亡率一直增加，但其一直小于出生率，故年龄组成应为增长型，D错误。
7．(2020·湖南长沙高三模拟)下列关于种群“S”型数量增长曲线中K值及K/2的说法，错误的是( )
A．鼠害的控制应该严防其种群数量达到K/2
B．有益动物的保护可以通过改善其生活环境来提高种群的K值
C．养殖业中捕捞或出栏个体一般不会是年幼个体，以提高种群的K值
D．维持鱼类资源的种群数量在K/2时，既有较大收获量又可保持种群高速增长
答案 C
解析 养殖业中一般不捕捞或不出栏年幼个体，主要是为了维持种群年龄组成为增长型，有利于种群数量增加，并不能提高种群的K值，C错误。
8．(2020·山东滨州三模)科研工作者在不同时间调查了某种群的数量，统计结果如下表所示。其中K值是该种群的环境容纳量，N值是调查的种群数量。据表分析错误的是( )
A．该种群的K值会随着环境的改变发生波动
B．S1时，该种群数量的增长最快
C．(1－N/K)可代表供种群继续增长的剩余资源量
D．S1～S5期间，该种群的环境阻力逐渐增大
答案 B
解析 环境容纳量也称K值，是指环境条件稳定时种群所能维持的最大数量，环境不同，环境容纳量不同，A正确；种群数量在S3时，1－N/K＝0.5，说明此时的种群数量处于K/2，此时增长速率应为最快，B错误；(1－N/K)越小越接近K值，供种群继续增长的剩余资源量越少，C正确；S1～S5期间，随着种群数量的增加，种内斗争加剧，环境阻力逐渐增大，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表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，下列相关说法错误的是( )
A．第2年时，麻雀的年龄组成为稳定型
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 B
10．(2020·海南海口华侨中学二模)如图表示用血细胞计数板通过显微镜观察到的酵母菌培养液的结果，下列相关叙述正确的是( )
A．在加样液之前，要对计数室进行镜检，如果有污物必须进行清洗
B．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
C．在计数板滴加酵母菌培养液后，应将盖玻片先斜靠再盖好，防止气泡产生
D．在计数的时候，应该选择图中位于角上的四个小格计数并进行换算
答案 A
二、非选择题
11．下列为小李同学构建的种群知识框架图，请据图回答下列问题：
(1)图中①表示______________，⑤表示____________。
(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间条件充裕、__________________________等，其数学模型：Nt＝N0λt中，λ值与增长率的关系是增长率＝_____________________________。
(3)利用方法⑦调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的____________，从而降低该种群密度。这里运用的防治方法是__________(填“化学防治”或“生物防治”)。
(5)在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出__________分布特点。
答案 (1)出生率或迁入率 年龄组成 (2)气候适宜、没有敌害 (λ－1)×100% (3)偏大 (4)性别比例 生物防治 (5)集群
解析 分析题图可知，①、②表示出生率或迁入率，③、④表示死亡率或迁出率，⑤表示年龄组成，⑥表示性别比例，⑦表示标志重捕法，⑧表示样方法。(1)种群中个体的出生或迁入会使种群密度升高；利用年龄组成可以预测种群密度变化趋势。(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等；“J”型曲线的数学模型为Nt＝N0λt，λ值与增长率的关系是增长率＝(λ－1)×100%。(3)⑦表示标志重捕法，其计算公式为种群中个体数÷初次捕获总数＝重捕总数÷重捕中被标记的个体数，利用该方法调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致重捕中被标记的个体数偏少，最终导致种群密度估算结果偏大。(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，使种群出生率降低，进而导致种群密度降低。这里运用的防治方法是生物防治。(5)种群的空间特征有随机分布、集群分布和均匀分布三种。在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出集群分布特点。
12．(2017·全国Ⅱ，31)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：
(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈________型。
(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是_____________________________________________________。
(3)理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是________________。
(4)通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄结构等。那么，种群的年龄结构是指______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)J (2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出 (3)捕食 (4)种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例
解析 (2)在鼠害较为严重的林场局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后，山鼠种群数量下降与药物引起的死亡率升高有关，同时山鼠种群中部分个体迁出苗圃也会导致山鼠种群数量下降。(4)种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例，分为增长型、稳定型和衰退型。
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”型增长，根据“J”型曲线的公式：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”型曲线和“S”型曲线的差值，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。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
年份
第2年
第4年
第6年
第8年
第10年
第12年
第14年
增长速率
0.66
1.52
2.83
3.69
2.91
1.20
0.03
调查时间
N值
1－N/K值
S1
400
0.87
S2
1 015
0.67
S3
1 537
0.5
S4
2 368
0.23
S5
2 675
0.13
[目标要求] 1.种群的特征。2.种群的数量变化。3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
考点一 种群的特征及种群密度的调查方法
1．种群的特征
(1)种群的概念
种群是指生活在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
(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年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成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，性别比例通过影响种群的出生率间接影响种群密度。
教材中的隐性知识 源于必修3 P63“思考与讨论2”：年龄组成为稳定型的种群，种群数量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组成，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。
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)样方法与标志重捕法的比较
教材中的隐性知识 源于必修3 P62：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。
3．种群的空间特征
(1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群( √ )
(2)年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征( × )
(3)橡树种子常在母株附近形成集群属于种群的空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于种群的数量特征( √ )
(4)种群出生率升高，种群密度一定增大( × )
(5)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( × )
(6)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × )
(7)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( × )
(源于必修3 P86)下图是有关种群特征的概念图，据图分析下列问题：
(1)图中①～⑤分别代表的种群的特征是种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。
(2)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。
(3)利用性引诱剂诱杀害虫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。
(4)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重。他得出此结论的依据最可能是蝗虫的年龄组成为增长型。
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．标志重捕法调查种群密度误差分析
考向一 种群的特征及其相互关系
1．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为年龄组成，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；丁为年龄组成。图1中b为年龄组成，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中丁为年龄组成，而图1中a为性别比例，C项错误。
2．(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．年龄组成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；年龄组成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。
考向二 种群密度调查方法的选择及分析
3．下列有关种群密度调查方法的说法，正确的是( )
A．标志重捕法研究期间，种群最好没有迁入和迁出
B．调查森林中乔木和灌木的种群密度，两者的样方大小必须一致
C．标志重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域内是均匀分布的
D．对湖泊中水禽的数量进行调查时，样方应设置在近岸浅水、水草丰富的区域
答案 A
解析 标志重捕法研究期间，被调查个体必须在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象，这样测得的种群密度才准确，A正确；选取样方面积时既要保证物种数较全，又要保证面积最小和取样方便，因此调查不同植物类型时样方面积不同，由于乔木体积大，所以样方面积要比调查灌木植物种群密度时的样方面积大，B错误；标志重捕法所标记的种群在整个调查区域内不一定是均匀分布的，C错误；样方法调查时，取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素，D错误。
4．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：
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，不适合用标志重捕法调查其物种丰富度，A项错误；标志重捕法理论计算公式：N(种群个体数)＝M(标记个体数)×eq \f(n重捕个体数,m重捕中标记个体数)，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“J”型增长
教材中的隐性知识 源于必修3 P66
(1)种群的增长率＝(λ－1)×100%，对于“J”型曲线，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．种群数量的“S”型增长
4．种群数量的波动和下降
(1)环境容纳量是指种群的最大数量( × )
(2)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的( √ )
(3)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( × )
(4)种群“J”型增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( × )
(5)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动( × )
(6)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( × )
(7)在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄组成为衰退型( × )
源于必修3 P69“拓展题”
(1)“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。“S”型增长曲线的成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。
(2)在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
(3)渔业捕捞中，捕捞后让鱼的种群数量维持在K/2的原因：既有较大收获量，且K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。
(4)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”型增长。
(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”型、“S”型增长曲线分析
5．(2020·广东六校联考)如图为种群数量增长曲线，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段种群数量增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率
C．“J”型和“S”型曲线均是数学模型的表现形式
D．曲线Y表明种群数量的增长受环境阻力的制约
答案 B
解析 同一种生物的K值不是固定不变的，当生物生存的环境得到改善，K值就会上升，A正确；BC段种群增长速率逐渐下降，但种群数量仍在上升，所以种群出生率大于死亡率，B错误；“J”型和“S”型曲线是数学模型中的曲线图，C正确；曲线Y是种群的“S”型增长曲线，受到食物、空间、天敌等因素的限制，D正确。
6．关于下图中“S”型曲线的叙述，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，种内斗争加剧，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，种内斗争不断加剧，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 种群数量变化的影响因素及应用
7．(2018·全国Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是( )
A．种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果
B．某林场中繁殖力极强的老鼠种群数量的增长会受密度制约
C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同
D．培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱
答案 D
解析 当空间、资源有限时，种群呈S型增长，A项正确；林场空间、资源有限，老鼠种群的增长会由于密度增加而逐渐减慢，B项正确；鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同，C项正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，密度对其增长的制约逐渐增强，D项错误。
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________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_______________________________________________________________________。
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”型。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”型曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线增长。
(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”型曲线增长模型。
(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限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
解析 改变培养液的体积会影响酵母菌种群数量达到K值所用时间的长短，A错误；向培养液中通入无菌空气会增大氧气浓度，促进酵母菌进行有氧呼吸以大量繁殖，从而使酵母菌种群达到K值所用时间变短，B错误；0～8 h酵母种群的出生率大于死亡率导致酵母菌种群数量增长，但种群增长速率先升高后降低，C错误。
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，酵母菌因种内斗争强而生长缓慢
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”型
答案 D
解析 培养初期，摇瓶中酵母菌较少，种内斗争较弱，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”型增长曲线，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。
1．核心概念
(1)(必修3 P60)种群密度：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)(必修3 P66)种群增长的“J”型曲线：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，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”型。
(3)(必修3 P67)种群增长的“S”型曲线：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”型曲线。
(4)(必修3 P67)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称为环境容纳量，又称K值。
2．教材结论性语句
(1)(必修3 P61～62)估算种群密度常用的方法是样方法和标志重捕法，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)(必修3 P62)种群密度的直接决定因素是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，性别比例可通过影响出生率而影响种群密度，年龄组成则可通过影响出生率、死亡率影响种群密度。
(3)(必修3 P66～67)“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。“S”型增长曲线成因：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。“S”型曲线增长有K值，且在K/2处增长速率最快。
(4)(必修3 P67)在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
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型增长阶段
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型增长阶段，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
1．(2020·山东济南6月针对性训练)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，所以叫做黑光灯。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．黑光灯诱捕的方法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%，据此，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．(2021·海南海口模拟)某中学迁入新建校园14年，校园中一种鸟类白头鸭在14年间的种群增长速率如下表所示，据表分析可知下列说法正确的是( )
A.这14年，白头鸭的种群数量呈“J”型增长
B．第12年时，白头鸭种群的年龄组成为衰退型
C．该学校中，白头鸭的K值约为第8年时其种群数量的两倍
D．用样方法可调查白头鸭的种群密度并计算出增长速率
答案 C
解析 分析题图可知，这14年内，白头鸭的种群数量增长方式为“S”型增长，A错误；第12年时，白头鸭的种群增长速率为1.2，种群数量依旧在上升，年龄组成为增长型，B错误；分析题意可知，白头鸭的种群增长类型为“S”型增长，种群数量为K/2时增长速率最大，题中可知第8年种群增长速率最大，故白头鸭的K值约为第8年种群数量的两倍，C正确；白头鸭的活动能力强，种群密度调查宜采用标志重捕法，D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外源性因素(温度和湿度)外，还应该有内源性因素
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”型增长，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，死亡率会升高，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．如图表示某种群的数量变化情况(不考虑迁入和迁出)。下列叙述错误的是( )
A．a点时，该种群的数量增长最快
B．该种群的环境容纳量大约为b点对应的种群数量
C．图中曲线可体现培养液中某段时间酵母菌种群的数量变化
D．b点之前，该种群的死亡率一直增加，年龄组成为衰退型
答案 D
解析 b点之前，该种群的死亡率一直增加，但其一直小于出生率，故年龄组成应为增长型，D错误。
7．(2020·湖南长沙高三模拟)下列关于种群“S”型数量增长曲线中K值及K/2的说法，错误的是( )
A．鼠害的控制应该严防其种群数量达到K/2
B．有益动物的保护可以通过改善其生活环境来提高种群的K值
C．养殖业中捕捞或出栏个体一般不会是年幼个体，以提高种群的K值
D．维持鱼类资源的种群数量在K/2时，既有较大收获量又可保持种群高速增长
答案 C
解析 养殖业中一般不捕捞或不出栏年幼个体，主要是为了维持种群年龄组成为增长型，有利于种群数量增加，并不能提高种群的K值，C错误。
8．(2020·山东滨州三模)科研工作者在不同时间调查了某种群的数量，统计结果如下表所示。其中K值是该种群的环境容纳量，N值是调查的种群数量。据表分析错误的是( )
A．该种群的K值会随着环境的改变发生波动
B．S1时，该种群数量的增长最快
C．(1－N/K)可代表供种群继续增长的剩余资源量
D．S1～S5期间，该种群的环境阻力逐渐增大
答案 B
解析 环境容纳量也称K值，是指环境条件稳定时种群所能维持的最大数量，环境不同，环境容纳量不同，A正确；种群数量在S3时，1－N/K＝0.5，说明此时的种群数量处于K/2，此时增长速率应为最快，B错误；(1－N/K)越小越接近K值，供种群继续增长的剩余资源量越少，C正确；S1～S5期间，随着种群数量的增加，种内斗争加剧，环境阻力逐渐增大，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表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，下列相关说法错误的是( )
A．第2年时，麻雀的年龄组成为稳定型
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 B
10．(2020·海南海口华侨中学二模)如图表示用血细胞计数板通过显微镜观察到的酵母菌培养液的结果，下列相关叙述正确的是( )
A．在加样液之前，要对计数室进行镜检，如果有污物必须进行清洗
B．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
C．在计数板滴加酵母菌培养液后，应将盖玻片先斜靠再盖好，防止气泡产生
D．在计数的时候，应该选择图中位于角上的四个小格计数并进行换算
答案 A
二、非选择题
11．下列为小李同学构建的种群知识框架图，请据图回答下列问题：
(1)图中①表示______________，⑤表示____________。
(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间条件充裕、__________________________等，其数学模型：Nt＝N0λt中，λ值与增长率的关系是增长率＝_____________________________。
(3)利用方法⑦调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的____________，从而降低该种群密度。这里运用的防治方法是__________(填“化学防治”或“生物防治”)。
(5)在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出__________分布特点。
答案 (1)出生率或迁入率 年龄组成 (2)气候适宜、没有敌害 (λ－1)×100% (3)偏大 (4)性别比例 生物防治 (5)集群
解析 分析题图可知，①、②表示出生率或迁入率，③、④表示死亡率或迁出率，⑤表示年龄组成，⑥表示性别比例，⑦表示标志重捕法，⑧表示样方法。(1)种群中个体的出生或迁入会使种群密度升高；利用年龄组成可以预测种群密度变化趋势。(2)种群的“J”型曲线增长的条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等；“J”型曲线的数学模型为Nt＝N0λt，λ值与增长率的关系是增长率＝(λ－1)×100%。(3)⑦表示标志重捕法，其计算公式为种群中个体数÷初次捕获总数＝重捕总数÷重捕中被标记的个体数，利用该方法调查田鼠种群密度时，若一部分被标记的田鼠更容易被鼬捕食，则会导致重捕中被标记的个体数偏少，最终导致种群密度估算结果偏大。(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，使种群出生率降低，进而导致种群密度降低。这里运用的防治方法是生物防治。(5)种群的空间特征有随机分布、集群分布和均匀分布三种。在自然条件下，动植物在种群空间特征上差异较大，动物常常表现出集群分布特点。
12．(2017·全国Ⅱ，31)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：
(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈________型。
(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是_____________________________________________________。
(3)理论上，除药物灭鼠外还可以采用生物防治的方法控制鼠害，如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是________________。
(4)通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄结构等。那么，种群的年龄结构是指______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)J (2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出 (3)捕食 (4)种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例
解析 (2)在鼠害较为严重的林场局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后，山鼠种群数量下降与药物引起的死亡率升高有关，同时山鼠种群中部分个体迁出苗圃也会导致山鼠种群数量下降。(4)种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体数在种群中所占的比例，分为增长型、稳定型和衰退型。
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”型增长，根据“J”型曲线的公式：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”型曲线和“S”型曲线的差值，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。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
年份
第2年
第4年
第6年
第8年
第10年
第12年
第14年
增长速率
0.66
1.52
2.83
3.69
2.91
1.20
0.03
调查时间
N值
1－N/K值
S1
400
0.87
S2
1 015
0.67
S3
1 537
0.5
S4
2 368
0.23
S5
2 675
0.13
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