新人教生物一轮复习学案：第30讲 种群的数量特征（教师版）

新人教生物一轮复习学案
第30讲 种群的数量特征、数量变化及影响因素
【素养目标】　1.通过分析种群各数量特征与种群数量的关系，认同种群是繁殖的基本单位。(生命观念)　2.通过“J”形增长和“S”形增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力。(科学思维)　3.通过“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”及“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，掌握实验方案的设计与实施，及对实验结果的分析与评价能力。(科学探究)　4.依据非生物因素对种群数量的影响，解决生产实践中的相关问题。(社会责任)
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
【拾遗补缺】　(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。
【拾遗补缺】　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(　　)
(5)同一物种的种群密度是不会发生变化的(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
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
[典例剖析]
(2021·山东卷，11)调查1公顷范围内某种鼠的种群密度时，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只。标记物不影响鼠的生存和活动并可用于探测鼠的状态，若探测到第一次标记的鼠在重捕前有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡，但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定，则该区域该种鼠的实际种群密度最接近于(结果取整数)(　　)
A．66只/公顷 B．77只/公顷
C．83只/公顷 D．88只/公顷
B　[分析题意可知：调查1公顷范围内某种鼠的种群密度时，第一次捕获并标记的39只鼠中有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡，故可将第一次标记的鼠的数量视为39－5＝34只，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只，设该区域该种鼠的种群数量为X只，根据计算公式可知，X∶34＝15∶34，解得X≈77.07，面积为1公顷，故该区域该种鼠的实际种群密度最接近于77只/公顷。故B正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：标记物不影响鼠的生存和活动并可用于探测鼠的状态
信息2：若探测到第一次标记的鼠在重捕前有 5 只由于竞争、天敌等自然因素死亡
信息3：但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定
信息转化 1.种群密度调查时的干扰信息
2.排除干扰信息对调查结果的影响
3.动态平衡
素养考查 生命观念：结构与功能观
【角度转换】提升语言表达能力
题干“则该区域该种鼠的实际种群密度最接近于______(结果取整数)”中，使用“最接近于”这种描述的原因是标记重捕法是一种估算种群密度的方法；分析题意可知，该鼠种群死亡个体中有些被标记，有些没有被标记，但新出生个体均未被标记。
考向一　种群密度及调查方法
1．(2022·山东卷，12)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
A　[由题目中的“根据所捕获动物占该种群总数比例可估算种群数量”可知，假设该种群总数为x，则有1 000/x＝950/(x－1 000)，计算得出x＝2×104，即该鱼塘中鱼的初始数量为2×104条，A正确，B、C、D错误。]
2．(2022·衡阳高三模拟)某研究小组对洞庭湖地区2公顷范围内褐家鼠的种群密度进行调查，第一次捕获并标记393只鼠，第二次捕获340只鼠，其中有标记的鼠85只。标记物不影响鼠的生存和活动，但鼠有记忆，再次被捕概率会降低，若探测到第一次标记的鼠在重捕前有93只由于竞争、天敌等自然因素死亡，但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定，则下列相应叙述正确的是(　　)
A．该调查结果比实际值偏小
B．调查期间褐家鼠的死亡率是93只/公顷
C．调查期间，褐家鼠种群的数量波动不会引起稳定平衡密度发生改变
D．通过计算可得该地区褐家鼠的种群密度为1 200只/公顷
C　[标记物不影响鼠的生存和活动，但鼠有记忆，再次被捕概率会降低，因此会导致第二次捕获的个体中含有标记的个体数减少，根据种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数，可知该调查结果会比实际值偏大，A错误；根据题干信息分析可知，种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数＝(393－93)×340÷85÷2≈600只/公顷，调查期间褐家鼠的死亡率是93÷600×100%＝15.5%，B错误；根据题意可知“因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定”，因此褐家鼠种群的数量波动没有引起稳定平衡密度发生改变，C正确；根据B项解释可知，该地区褐家鼠的种群密度为600只/公顷，D错误。]
考向二　种群的数量特征及其相互关系
3．(2022·江门高三模拟)下图为我国第七次全国人口普查内容，其中有助于获得种群(人口)数量特征相关的信息有(　　)
A．3项 B．4项
C．5项 D．6项
C　[年龄和性别体现的种群数量特征是年龄组成和性别比例；迁移流动体现的种群数量特征是迁入率与迁出率；婚姻生育和死亡体现的种群数量特征是出生率和死亡率，因此人口普查内容中有助于获得种群(人口)数量特征相关的信息有5项，C正确，A、B、D错误。]
4．(2022·龙岩高三模拟)研究种群和群落的特征在野生动物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有着重要意义。
下图是某群落中甲、乙、丙三个不同生物种群的个体数量与年龄结构示意图，相关叙述错误的是(　　)
A．若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后种群数量可能下降的是丙
B．若甲、乙、丙是具有捕食关系的三个动物种群，甲为植食性动物，则乙、丙的关系可能是竞争或捕食
C．若甲、乙、丙可以构成食物链甲→乙→丙，则乙种群和丙种群的能量去向不完全相同
D．在研究该群落时，可通过统计多个样方内的植物种类并取平均值的方式调查植物丰富度
D　[若甲、乙、丙都是动物种群，则一段时间后种群数量可能下降的是丙，因为其年龄组成是衰退型，A正确；若甲、乙、丙是具有捕食关系的三个动物种群，甲为植食性动物，则乙可能捕食丙，或者丙捕食乙，或者乙和丙共同捕食甲，乙、丙为竞争或捕食关系，B正确；若甲、乙、丙种群构成的食物链是甲→乙→丙，乙种群的能量去向包括呼吸散失、流入下一营养级、遗体残骸流入分解者和未利用；丙种群的能量去向中没有流入下一营养级，乙种群和丙种群的能量去向不完全相同，C正确；调查群落中的植物丰富度时，取平均值会影响调查结果的准确性，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
【拾遗补缺】　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)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(　　)
(2)种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变(　　)
(3)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动(　　)
(4)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(　　)
(5)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(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
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。
[典例剖析]
(多选)(2021·山东卷，19)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增加而降低
B．水蚤种群密度为1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
BC　[随着种群密度的增加，种内斗争加剧，资源空间有限，所以出生率降低，A正确；水蚤种群密度为1个/cm3时，种群增长率最大，但由于种群数量少，所以此时不是种群数量增长最快的时刻，B错误；单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加不一定降低，例如当种群密度为1 cm3，增长率为30%，增长量为0.3，而当种群密度为8个/cm3时，增长率大约为20%，增长量为1.6，C错误；结合图示信息可知，当种群密度达到24个cm3，种群增长率为0，说明其数量达到最大，可以推测当种群密度为32个/cm3时，种内斗争进一步加剧，出生率将小于死亡率，增长率为负值，D正确。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：水蚤种群密度与种群增长率的关系＋题图
信息2：种群数量增长
信息3：单位时间内水蚤种群的增加量
信息转化 1.某种水蚤种群增长率随种群密度的增加而减小
2.种群增长率最大不等于种群数量增长最快，种群数量增长量＝种群数量×种群增长率
3.种群的增加量(增长量)＝种群数量×种群增长率，种群的增加量不一定随种群密度的增加而降低
素养考查 生命观念：稳态与平衡观 学科思维：建构模型能力
【角度转换】　提升语言表达能力
题图中该种水蚤种群增长率随种群密度增加而降低的原因是随着种群密度的增加，种内竞争加剧，资源空间有限，所以出生率降低、死亡率升高。
考向一　“J”形增长和“S”形增长曲线
5．(多选)(2022·淮安高三检测)下图表示的是自然条件下某种群数量的动态变化模型。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中A 点后种群的增长速率减小
B．图中该种群的环境容纳量(K 值)为b
C．当种群数量处于K时，该种群生物种内斗争最激烈
D．若要预测该种群数量的后期变化，主要依据是a～b 之间的差值
BD　[种群数量在K/2时种群增长速率达到最大，以后逐渐下降，A点在K/2以后，故图中A 点后种群的增长速率减小，A正确；由图可知，图中该种群的环境容纳量(K值)为a～b之间的值，B错误；当种群数量处于K时，该种群生物种内斗争最激烈，C正确；若要预测该种群数量的后期变化，主要依据是出生率和死亡率之间的差值，D错误。]
6．(2022·石家庄高三检测)科学家研究了某种群数量与种群瞬时增长量的变化规律，结果如图所示。有关分析不正确的是(　　)
A．该种群瞬时增长量大于0时，种群数量将上升
B．该种群数量为40万时，种群瞬时增长量最大
C．该种群数量大于80万后呈现下降趋势
D．该种群数量达到K值时，种内斗争最剧烈
D　[分析图像可知：曲线表示种群瞬时增长量随种群数量的变化，当种群数量大于80万个时，种群数量下降，所以80万个为种群数量的最大值即K值；当种群数量为20万个时，种群的瞬时增长量等于0，所以20万个是种群数量的最小值。据以上分析可知，种群瞬时增长量大于0时，种群数量上升，A正确；由图可知种群数量为40万时，种群瞬时增长量最大，为2 000个，B正确；依题分析80万个为种群数量最大值，即大于80万后会出现下降趋势，C正确；种群种内斗争最剧烈的是K值以上，种内竞争会淘汰部分个体，又恢复到K值，D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．(2023·扬州高三检测)下图表示一个生态系统中鹿的种群数量随时间变化的情况，相关分析正确的是(　　)
A．a点和c点时鹿种群的增长速率相同
B．ab段显示出鹿群的出生数量大于死亡数量
C．d点时鹿群的种内斗争最为激烈
D．c点和d点鹿的种群数量差值越大，说明该鹿群抗干扰能力越强
B　[种群增长速率＝一定时间内增长的数量/时间，a点和c点种群数量相同，但a点时种群数量上升，c点时种群数量下降，a点和c点时鹿种群的增长速率不相同，A错误；ab段种群数量逐渐增加，鹿群的出生数量大于死亡数量，B正确；种群数量最多时种内斗争最为激烈 ，b点时鹿群的种内斗争最为激烈，C错误；c点和d点鹿的种群数量差值越大，说明该鹿群抗干扰能力越弱，D错误。]
8．(2023·洛阳高三检测)植物存在明显的种群密度效应，其中存在两个法则：“最后产量衡值法则”，即植物种群在一定的密度范围内，其产量与密度无关，最后产量总是一样的；“－3/2自疏法则”，即在高密度的样方中，有些植株成为竞争的胜利者，获得足够的资源而继续生长发育，有些植株因不能获得足以维持生长发育的资源而死亡。根据以上概念分析，下列说法正确的是(　　)
A．“最后产量衡值法则”降低了植物种群的环境容纳量
B．植物种群数量变化的各时期均符合“最后产量衡值法则”
C．“－3/2自疏法则”表明竞争的胜利者可能存在有利变异
D．高密度种植时，有些植株会死亡，不利于植物种群发展
C　[环境条件未改变，植物种群的环境容纳量就不会改变，A错误；大于或小于一定的密度范围时，植物种群数量的变化不符合“最后产量衡值法则”，B错误；“－3/2自疏法则”，即在高密度的样方中，有些植株成为竞争的胜利者，获得足够的资源而继续生长发育，有可能存在有力变异更加适应环境，C正确；高密度种植时，有些植株会死亡，从而降低种群密度，有利于植物种群发展，D错误。]
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．(2023·南京高三检测)某同学在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，可能观察到的细胞分散情况如图2所示。下列推断错误的是(　　)
图1　血细胞计数板的结构示意图
图2　细胞分散情况
A．该血细胞计数板上有2个计数室，计数室的高度为0.1 mm
B．若实验中多次出现图2中c的现象，可能是由于样液未充分摇匀或稀释倍数不够所致
C．若计数板1个大方格中有16个中方格，4个中方格中酵母菌总数为55个，则10 mL培养液中酵母菌的数量为2.2×106个
D．本实验不需要设置对照实验，可用台盼蓝染液增加计数结果的有效性
C　[该血细胞计数板上有2个计数室，计数板上标识的“0.1 mm”是指计数室的高度，A正确；图2中的c中细胞重叠，不能清晰分辨每个细胞，如果在实验中多次出现图2中c的现象，最可能的原因为样液未充分摇匀或稀释倍数不够所致，需重新实验，B正确；4个中方格中酵母菌总数为55个，若计数板1个大方格中有16个中方格，一个大方格中酵母菌总数为55×4＝220，一个大方格的体积是0.1 mm3，1 mL＝103mm3，因此10 mL培养液中酵母菌的数量为2.2×107个，C错误；本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照，台盼蓝可以对死细胞染色，可用台盼蓝染液增加计数结果的有效性，D正确。]
10．(2022·娄底高三模拟)某学习小组为了探究酵母菌种群增长的最适温度，设置了5组实验，每隔2 h取样检测一次，连续取样8次。下表是他们进行相关探究实验所得到的结果。下列叙述错误的是(　　)
温度/℃ 不同时间酵母菌种群数量/(106个·mL－1)
0 h 2 h 4 h 6 h 8 h 10 h 12 h 14 h
15 1.2 1.5 2.0 2.3 2.5 4.8 8.5 8.4
20 1.2 1.8 3.0 4.0 7.8 13.2 20.3 19.4
25 1.2 2.0 3.8 5.8 8.9 19.5 19.0 18.5
30 1.2 3.5 7.2 15.2 35.1 88.2 88.1 81.0
35 1.2 4.8 9.2 20.1 75.2 73.1 70.2 68.1
A．可用抽样检测的方法对培养液中的酵母菌进行计数
B．不同温度条件下酵母菌种群数量随时间变化规律相同
C．实验中需要严格控制营养物质的浓度、溶氧量、pH等
D．同一温度下，提高培养液浓度会使该组别的K值增加
D　[对培养液中的酵母菌进行计数，常用抽样检测的方法，A正确；不同温度条件下酵母茵种群数量随时间变化的规律都是先升高后下降，B正确；因为营养物质的浓度、溶氧量、pH等因素都会影响实验结果，因此为了使实验数据更加准确，需要严格控制实验中营养物质的浓度、溶氧量、pH等因素，C正确；若培养液浓度过高会使酵母菌过度失水而死亡，D错误。]
考向二　实验的拓展与应用
11．(2023·江淮十校高三联考)如图是科学家用5种不同方式培养酵母细胞实验时酵母种群的增长曲线，分别设置每隔3 h、12 h、24 h更换培养液、保持恒定酸性和对照组，下列对此分析正确的是(　　)
A．培养液保持恒定酸性最符合的曲线为③曲线
B．几种培养方式在20～60 h过程中酵母菌种群增长率均不断下降
C．80 h后对照组在数量上将一直保持相对稳定
D．该实验培养酵母菌需要在有氧条件下，统计酵母菌数量可以用显微镜直接计数法
D　[酵母菌为兼性厌氧型，呼吸时有CO2的产生，随着不断培养，培养液pH会有下降，不利于酵母菌生存，保持恒定酸性有利于酵母菌的生存，容纳量会增加，所以最符合曲线为④，A错误；①曲线呈现J形指数增长，增长率保持不变，B错误；80 h后继续培养一段时间后，随着培养液中养料的消耗，代谢物的累积，环境阻力越来越大，对照组酵母菌数量会逐渐下降，C错误；为了使实验现象更明显，培养酵母菌需要在有氧条件下，此条件下酵母菌进行有氧呼吸产生的CO2更多，使pH变化更明显从而使实验现象更明显，统计酵母菌数量可以用显微镜直接计数法，D正确。]
12．(2023·湛江高三检测)某兴趣小组探究了不同浓度的葡萄糖溶液中酵母菌数量变化的趋势，结果如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．本实验中酵母菌的种群数量可用抽样检测的方法进行统计
B．20～24 h，葡萄糖浓度为2%的酵母菌种群数量增长速率比浓度为7%的慢
C．葡萄糖浓度为4%时，后期数量下降可能与酒精含量升高以及pH降低有关
D．葡萄糖浓度为7%时，酵母菌数量较多是由于无氧呼吸供能较多
D　[计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法进行统计，A正确；20～24 h，葡萄糖浓度为2%的酵母菌种群数量由从40×105增长到50×105，葡萄糖浓度为7%的酵母菌种群数量由从400×105增长到600×105，所以20～24 h，葡萄糖浓度为2%的酵母菌种群数量增长速率比浓度为7%的慢；葡萄糖浓度为4%时，在后期可能氧气不足，酵母菌无氧呼吸产生大量乙醇和CO2，使发酵液pH值下降，导致酵母菌数量下降，C正确；葡萄糖浓度为7%时，酵母菌数量较多是由于原料充足，利于酵母菌繁殖，而无氧呼吸供能一般较少，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
【拾遗补缺】　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(　　)
(5)食物不足时种群内部必然会发生激烈竞争导致种群密度保持稳定(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
[典例剖析]
(2022·浙江1月选考，14)沙蝗的活动、迁徙有“逐水而居”的倾向。某年，沙蝗从非洲经印度和巴基斯坦等国家向中亚迁徙，直到阿富汗以及我国西北边境，扩散和迁徙“戛然而止”。下列叙述正确的是(　　)
A．沙蝗停止扩散的主要原因是种内竞争加剧
B．沙蝗种群的数量波动表现为非周期性变化
C．天敌对沙蝗的制约作用改变了沙蝗的生殖方式
D．若沙蝗进入我国西北干旱地区将呈现“J”型(形)增长
B　[沙蝗停止扩散的主要原因是阿富汗以及我国西北边境干旱缺水，不有利于沙蝗的繁殖，A错误；由于沙蝗不断的迁徙活动，使得其生存环境条件具有不确定性，因而蝗虫种群的数量波动表现为非周期性，B正确；天敌对沙蝗的制约作用会影响沙蝗的出生率，但不会改变沙蝗的生殖方式，C错误；在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群就会呈“J”型(形)增长，若沙蝗进入我国西北干旱地区，由于我们会采取一定的措施且缺水、不利于沙蝗，所以其种群数量变化不会呈现“J”型(形)增长，D错误。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：沙蝗的活动、迁徙有“逐水而居”的倾向
信息2：沙蝗停止扩散
信息3：呈现“J”型(形)增长
信息转化 1.生命活动离不开水
2.我国西北边境干旱缺水
3.理想条件下，种群就会呈“J”型(形)增长
素养考查 生命观念：稳态与平衡观 学科思维：逻辑思维能力
【角度转换】　提升语言表达能力
沙蝗迁徙到新环境后种群密度短期内迅速增加的直接原因是出生率大于死亡率、迁入率大于迁出率。
考向一　影响种群数量变化的因素
13．(2022·山东卷，19)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少
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
C　[亲体数量约为1 000个时，该种群的补充量等于亲体数量，即出生率等于死亡率，是K值，根据种群的增长率变化可知，捕捞后种群数量处于K/2时获得最大持续捕捞量，A错误；种群数量处于K/2时单位时间内增加的数量最多，即亲体数量约为500个时，B错误；由图可知，亲体数量大于1 000个时，补充量与亲体数量相等，达到K值，种群达到稳定状态，C正确；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错误。]
14．(2022·张家口高三检测)麻雀是雀科、麻雀属的27种(物种)小型鸟类的统称，上体呈棕黑色的斑杂状，因而俗称麻雀。除繁殖、育雏阶段外，麻雀非常喜欢群居，秋季易形成数百只乃至数千只的大群，冬季多结成十几只或几十只一起活动的小群。除冬季外，麻雀几乎总处在繁殖期，每窝产卵六枚左右，每年至少繁殖2窝。下列相关分析正确的是(　　)
A．某地区所有家麻雀、树麻雀和山麻雀所含的全部基因构成了一个基因库
B．麻雀群居时数量多，故季节变化不是影响其种群密度的非生物因素
C．麻雀的繁殖能力强、出生率高，是其种群数量增长较快的重要原因之一
D．麻雀虽生活环境隐蔽、复杂，但调查种群密度时仍需要采用标记重捕法
C　[家麻雀、树麻雀和山麻雀属于不同的物种，基因库是一个种群中所有个体所含的全部基因，A错误；麻雀秋季易形成数百只乃至数千只的大群，冬季多结成十几只或几十只一起活动的小群，因此季节变化也是影响其种群密度的非生物因素，B错误；出生率高是决定麻雀种群数量增长较快的重要原因之一，C正确；调查隐蔽、复杂环境的动物，一般采用不需要观察或捕捉就能调查种群密度的方法。D错误。]
考向二　种群研究的应用
15．(2022·邵阳高三检测)雄安新区的白洋淀是典型的北方湿地，享有华北明珠之誉。白洋淀水产资源丰富，是有名的淡水鱼场，加之水生植物遍布，野鸭、大雁栖息，有着得天独厚的旅游资源。下列有关叙述错误的是(　　)
A．通过调查大雁的种群密度可以预测大雁的种群数量变化
B．限制渔网的孔径大小是为了控制鱼种群的年龄组成
C．从岸边的绿地到淀中的荷花、芦苇，体现了群落的水平结构
D．用性外激素诱杀害虫是通过影响害虫的出生率来控制害虫数量
A　[通过调查大雁的种群密度可以反映某一时期种群数量的多少，不能预测种群数量的变化，A错误；限制渔网的孔径大小可捕捉大鱼而放走小鱼，是为了控制鱼种群的年龄组成，B正确；从岸边的绿地到淀中的荷花、芦苇，群落呈镶嵌分布，体现了群落的水平结构，C正确；用性外激素诱杀害虫改变了种群的性别比例，通过影响害虫的出生率来控制害虫数量，D正确。]
16．(2023·广东高三联考)几十年前，我国东北地区广袤的森林里，生活着很多东北豹。但随着人类活动的加剧，东北豹几乎销声匿迹。近年来，国家采取了一系列保护措施，使得东北豹逐渐回归原栖息地，种群数量得以增加。下列相关叙述错误的是(　　)
A．栖息地丧失和碎片化是东北豹销声匿迹的重要原因
B．近年来东北豹数量增加的主要原因是出生率大于死亡率
C．禁止商业性采伐森林是保护东北豹的有效措施之一
D．建立自然保护区以提高K值是保护东北豹的根本措施
B　[栖息地丧失和碎片化会导致生物之间的基因交流受阻，是东北豹销声匿迹的重要原因，A正确；根据题意可知，近年来，国家采取一系列措施，东北豹逐渐迁回原栖息地，种群数量得以增加，说明近年来东北豹数量增加的主要原因是迁入率大于迁出率，B错误；禁止商业性采伐森林可以保护东北豹的生存环境，是保护东北豹的有效措施之一，C正确；K值是指在自然条件不被破坏的情况下种群所能维持的最大数量，建立自然保护区以提高K值是保护东北豹的根本措施，D正确。]
(三十)生态对策(R对策和K对策)
1．R对策
(1)概念：生活在条件严酷和不可预测环境中的种群，其死亡率通常与种群密度无关，种群内常把较多的能量用于生殖而把较少的能量用于生长代谢和增强自身的竞争能力。
(2)R对策种群的特点：它的种群数量经常处于逻辑斯蒂增长曲线的上升阶段，表示种群生殖力强。属于R对策的生物通常是短命的，寿命一般不足一年，它们的生殖率很高。可以产生大量后代，但后代存活率低，发育快。R对策种群的发展常常要靠机会，也就是说它们善于利用小的和暂时的生境，而这些生境往往是不稳定的和不可预测的。在这些生境中，种群的死亡率主要由环境变化引起的，而与种群密度无关。R对策种群常常出现在群落演替的早期阶段。
2．K对策
(1)概念：生活在条件优越和可预测环境中的种群，其死亡率大都由与密度相关的因素引起，生物之间存在着激烈竞争，因此，种群内的个体常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。
(2)K对策种群的特点：它的种群数量常常稳定在逻辑斯蒂曲线渐近于K值(环境容纳量)的附近。属于K对策的种群通常是长寿的，种群数量稳定，竞争能力强；生物个体大但生殖力弱，只能产生很少的种子、卵或幼仔；亲代对子代提供很好的照顾和保护。如果是植物的种子，种子中贮备着丰富的营养物质能增强出生苗的竞争能力。K对策种群的死亡率主要是由与种群密度相关的因素引起的。K对策种群对它们的生境有极好的适应能力，能有效地利用生境中的各种资源，但它们的种群数量通常是稳定在环境负荷量的水平上或附近，并受资源的限制。K对策者由于其自身的特点，在新生境中定居的能力较弱，它们常常出现在群落演替的后期阶段。
3．R对策种群和K对策种群是在不同的自然选择压力下形成的。
R对策和K对策只代表一个连续系列的两个极端实际上R对策和K对策之间存在着一系列的过渡类型。所以R对策和K对策之间只具有相对意义。这两种生殖对策不仅出现在不同种类的植物中，而且也会被同一种植物的不同种群所采用，如果这些种群的生活环境很不相同的话。因此，这两种对策要协同进化。
[对点训练]
1．(2022·十堰高三检测)根据生活史的不同，生物学家将生物分为R对策生物和K对策生物。如图所示两条曲线分别表示R对策和K对策两类生物当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt＋1)之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt。K对策生物的种群数量动态曲线有两个平衡点，即稳定平衡点(S点)和灭绝点(X点)，当种群数量高于X点时，种群可以回升到S点，但是种群数量一旦低于X点，种群就会走向灭绝。下列说法正确的是(　　)
A．R对策生物的种群数量在S点左右时，种群数量就是环境容纳量
B．K对策生物的种群增长率始终大于等于零
C．有害的R对策生物由于个体小，寿命短，很容易被人们彻底清除
D．K对策生物在X点时，种群增长速率最大
A　[不论是R对策生物还是K对策生物，S点都为稳定平衡点，当种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，因此该平衡点的种群数量就是环境容纳量，A正确；当种群基数低于灭绝点(X点)时，K对策生物种群可能走向灭绝，增长率为负值，B错误；有害的R对策生物只有稳定平衡点(S点)，没有灭绝点(X点)，很难被人们彻底清除，C错误；K对策生物的种群数量增长符合“S”形曲线，其增长速率最大是在K/2时，而X点的种群增长速率为零，D错误。]
2．(2022·东营高三检测)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、繁殖能力强、扩散能力强，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常是个体大、寿命长、繁殖能力弱、扩散能力弱，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．华南虎的生活史对策为K对策，K对策的生物易受密度制约因素影响
B．老鼠的生活史对策为R对策，R对策的生物易受非密度制约因素影响
C．R对策生物能在短时间内产生较多后代，后代存活率高
D．一般情况下，K对策生物的进化方向是使种群数量维持在环境容纳量附近
C　[华南虎是哺乳动物，后代个体大、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正确；根据题意可知，老鼠的生活史对策为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正确；根据题意可知，R对策生物通常是个体小、寿命短、生殖力强但存活力低，亲代对后代缺乏保护，如蝗虫能在短时间内产生较多后代，但是亲代对后代缺乏保护，使种群后代成活率低，C错误；根据以上分析可知，K对策的生物易受密度制约因素影响，因此种群密度限制了种群数量的增加，生物的进化方向是使种群数量维持在环境容纳量附近，D正确。]
1．(2022·浙江6月选考，6)许多因素能调节种群数量。下列属于内源性调节因素的是(　　)
A．寄生 B．领域行为
C．食物 D．天敌
B　[外源性调节包括气候、食物、疾病、寄生和捕食(天地)等，A、C、D错误；内源性调节因素有行为调节和内分泌调节，领域行为属于内源性调节因素，B正确。]
2．(2022·海南卷，8)某学者提出，岛屿上的物种数取决于物种迁入和灭亡的动态平衡。图中曲线表示面积大小不同和距离大陆远近不同的岛屿上物种的迁入率和灭亡率，S1、S2、S3和S4表示迁入率和灭亡率曲线交叉点对应的平衡物种数，即为该岛上预测的物种数。下列有关叙述错误的是(　　)
A．面积相同时，岛屿距离大陆越远，预测的物种数越多
B．与大陆距离相同时，岛屿面积越大，预测的物种数越多
C．物种数相同情况下，近而大的岛，迁入率高；远而小的岛，迁入率低
D．物种数相同情况下，小岛上的物种灭亡率高于大岛
A　[解答本题的关键是比较曲线得出结论：
]
3．(2022·河北卷，13)20世纪70年代褐家鼠由外地进入新疆，对当地生态系统造成危害。研究发现，新疆某地褐家鼠种群的周限增长率为1.247(t＋1年与t年种群数量的比值)，种群年龄组成如下图。下列叙述正确的是(　　)
A．该种群老年个体占比较低，属于衰退型种群
B．依据其年龄组成和周限增长率推测，该种群很难被去除
C．该种群扩大过程中，当地生态系统物种丰富度提高，食物网更复杂
D．作为近缘物种，褐家鼠与当地的鼠类具有相同的种群增长能力
B　[根据题图分析可知，该种群老年个体占比较低，属于增长型种群，A错误；该种群年龄组成为增长型，周限增长率为1.247(t＋1年与t年种群数量的比值)，种群数量增长曲线为J形，种群数量增长较快，很难被去除，B正确；该种群扩大过程中，对当地生态系统造成危害，当地生态系统物种丰富度降低，食物链变少，C错误；作为近缘物种，褐家鼠引进新疆后，从周限增长率来看，其种群增长能力强，在与当地的鼠类竞争中占优势，种群增长率高于当地鼠类，D错误。]
4．(2021·福建卷，10)生境破碎指因人类活动等因素导致生物的生存环境被隔断成碎片。隔断后的碎片称为生境碎片。为研究生境破碎对濒危植物景东翅子树种群数量的影响，2019年科研人员对某地不同类型生境碎片进行了相关调查，设置的样地总面积均为15 000 m2，调查结果如下表所示。
生境碎片类型 植株数(株)
幼树 小树 成树 合计
5公顷碎片 21 9 3 33
15公顷碎片 57 8 17 82
连续森林 39 22 26 87
下列叙述错误的是(　　)
A．15 000 m2应是设置的多块调查样地面积之和
B．生境碎片的面积与其维持的种群数量呈正相关
C．生境破碎利于景东翅子树种群的生存和发展
D．不同树龄植株的数量比例反映该种群的年龄组成
C　[结合题意可知，科研人员对某地不同类型生境碎片进行了相关调查，设置的样地总面积均为15 000 m2，故15 000 m2应是设置的多块调查样地面积之和，A正确；据表格数据可知，5公顷碎片、15公顷碎片和连续森林的景东翅子树种群数量分别为33、82和87，故生境碎片的面积与其维持的种群数量呈正相关，可推知生境破碎不利于景东翅子树种群的生存和发展，B正确，C错误；年龄组成是指一个种群中各年龄期个体数目的比例，不同树龄植株(如幼树、小树和成树)的数量比例反映该种群的年龄组成，D正确。]
5．(2021·湖北卷，14)20世纪末，野生熊猫分布在秦岭、岷山和小相岭等6大山系。全国已建立熊猫自然保护区40余个，野生熊猫栖息地面积大幅增长。在秦岭，栖息地已被分割成5个主要活动区域；在岷山，熊猫被分割成10多个小种群；小相岭山系熊猫栖息地最为破碎，各隔离种群熊猫数量极少。下列叙述错误的是(　　)
A．熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关
B．增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量
C．隔离阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会产生近亲繁殖
D．在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊，可以提高熊猫的种群数
D　[动物的繁育能力可影响种群的出生率，进而影响种群数量，故熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关，A正确；建立自然保护区可改善生存环境，进而提高环境容纳量，是保护野生大熊猫的根本措施，B正确；隔离(地理隔离等)导致熊猫不能相遇，阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会产生近亲繁殖，C正确；由于地理阻隔导致大熊猫不能相遇，熊猫种群数量增多，在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊，可以使熊猫汇集，多个种群集合成为一个，熊猫的种群数下降，D错误。]