第二节 不同条件下种群的增长方式不同
基础过关练
题组一 探究果蝇种群的增长
1.如图是某学生根据活动“探究果蝇种群的增长”所绘制的果蝇种群数量变化曲线图,其中果蝇数量是果蝇的成虫数量。下列叙述正确的是( )
A.果蝇不以香蕉为食,主要取食附着在香蕉上的酵母菌等真菌
B.为了方便,可采用样方法对麻醉后的果蝇进行计数
C.t2时种群增长速率最大,是因为此时产卵量最大
D.若一开始投入的果蝇为16对,果蝇的K值一定会远大于580只
2.某校生物兴趣小组为研究种群数量变化规律,用培养瓶培养果蝇,观察成虫数量的变化,并计算种群增长率,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
时间 (天) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33
种群增 长率 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
A.该果蝇种群的年龄结构为衰退型
B.培养33天的果蝇数量达到了K值
C.该果蝇种群的数量增长曲线为“S”形
D.该果蝇种群不呈指数增长
题组二 种群的指数增长和逻辑斯谛增长
3.下列有关种群指数增长的叙述,正确的是( )
A.指数增长的种群有K值
B.种群的增长率逐渐增大
C.自然界中绝大多数种群呈指数增长
D.指数增长的种群个体数一定不断增加
4.下列关于环境容纳量的叙述,正确的是( )
A.环境容纳量会随种群出生率和死亡率的改变而改变
B.同一物种不同种群的环境容纳量相同
C.一个地域的环境容纳量由其有效资源决定
D.种群数量达到环境容纳量后不再改变
5.生物的种群数量会受到多种因素的影响。下图表示某种群的数量变化,A点时,由于某种因素的改变,环境容纳量由K1变化为K2,导致这种变化的因素最不可能是( )
A.该种群的活动范围扩大
B.该种群生物的食物增多
C.该种群的天敌大量迁出
D.该种群迁出了大量同种个体
6.约在1800年,人们把绵羊种群引入塔斯马尼亚岛,到1860年后,岛上绵羊的数量基本保持在170万头左右。以下分析错误的是( )
A.1800~1860年,该绵羊种群数量增长的方式是逻辑斯谛增长
B.若环境稳定,塔斯马尼亚岛长期所能养活的绵羊最大数量基本不变
C.岛上绵羊种群数量达到K/2后,种群的年龄结构逐渐由增长型变为稳定型
D.根据“S”形曲线的加速期增长最快的特点,可预知一个草原的最大放牧量
7.将某种单细胞菌分别等量接种到装有5 mL和10 mL液体培养基(培养基M)的试管甲、乙中,在相同条件下培养并定时取样进行计数。计数后发现,甲试管中该种菌的总数达到a时,种群数量不再增加。下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙两试管内该种群的增长曲线均为“S”形
B.甲试管中种群数量为a/2时,种群增长最快
C.若接种量加倍,则甲、乙试管中的K值也会加倍
D.甲试管中种群数量为a时,乙试管中种群数量仍在增加
8.(教材习题改编)如图为某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线。下列叙述正确的是( )
A.a、b、c三点中,b点种群增长速率最快
B.图中c点时,出生率和死亡率均接近零
C.图中19.8 ℃条件下,藻类数量的增长不属于逻辑斯谛增长
D.提高温度一定可以遏制湖泊中该藻类的大量繁殖
9.种群数量的变化曲线如图中a、b1、b2所示。下列叙述正确的是( )
A.当种群数量达到K值时增长速率最大
B.当某害虫种群数量远低于K/2时,进行杀虫效果最佳
C.若空间充足,种群数量增长一定如曲线a所示
D.若曲线b2变成曲线b1,说明该种群生存环境变得恶劣
10.下图为种群数量增长曲线,回答下列问题:
(1)种群数量增长曲线为曲线X的前提条件是 。假设A点时某动物种群的数量为50只,之后种群数量每年增加35%,则计算20年后该动物种群数量的算式为 。曲线X与曲线Y的不同是由 造成的。
(2)若某动物种群数量增长曲线为曲线Y,B点时该动物种群的年龄结构属于 型。B点时用标志重捕法调查该动物种群的数量,第一次捕获100只,经标志后全部释放,一段时间后进行第二次捕捉。在第二次捕获个体中不带标志的有60只,带标志的有20只。据此可以估算该动物种群在这一环境中的K值是 只。
(3)若曲线Y表示某地东亚飞蝗种群数量变化。为了防止蝗灾爆发,可通过性引诱剂诱杀雄虫改变种群的 ,由此降低种群的 ,从而有效防止蝗灾爆发;也可以通过 (答出一点即可)措施使C点下移。
能力提升练
题组 综合分析种群数量的变化
1.如图所示种群在理想环境中呈指数增长,在有环境阻力条件下呈逻辑斯谛增长。下列有关种群数量增长曲线及其应用的叙述中正确的是( )
A.指数增长的特点是起始增长很慢,随着种群基数的增大,增长会越来越快
B.环境容纳量是种群的最大数量
C.防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行
D.渔业捕捞后需控制剩余量在b点
2.科学家对某种群的数量进行了13年的连续研究,计算出其λ值,如图为该种群13年来λ值(λ=该种群数量/前一年种群数量)的变化曲线。下列分析正确的是( )
A.前4年间和第6年到第9年间,该种群数量相对稳定,年龄结构为稳定型
B.第5年到第9年间,该种群数量不断下降
C.从第11年末开始该种群数量不断上升,到第13年达到K值
D.从第5年末开始,该种群数量达到K值,直到第9年,保持相对稳定
3.如图表示甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线。下列叙述中不正确的是( )
①t2~t3时间内甲种群出生率小于死亡率,乙种群出生率大于死亡率
②t2~t3时间内甲、乙两种群的年龄结构不同
③t4时,甲的种群密度最小,乙的种群密度最大
④若乙物种为害虫,则在t4时防治效果最佳
A.①②③④ B.①②③
C.②③④ D.①③④
4.某种群数量增长的形式呈现“S”形曲线,K为环境容纳量,如图为该种群的(K值-种群数量)/K值随种群数量变化的曲线(设K值为200)。下列相关分析合理的是( )
A.K值会随环境因素的变化而发生变化
B.(K值-种群数量)/K值越大,影响种群增长的环境阻力越小,种群增长速率越大
C.种群的年龄结构在S2点时是增长型,在S4点时是衰退型
D.为获得最大的持续捕捞量,应在S3点对应的时刻捕捞
5.如图是依据某草原上甲、乙两种鼠种群数量的调查结果绘制的曲线,L值表示甲鼠种群数量是一年前种群数量的倍数,M值表示乙鼠的种群数量,不考虑甲鼠种群的迁入与迁出,下列叙述错误的是( )
A.甲鼠种群在第1年年末的年龄结构为增长型
B.甲鼠种群的K值不一定比乙鼠种群的K值低
C.乙鼠种群在第2年间由于无环境阻力而呈“J”形增长
D.乙鼠种群的迁入扩大导致甲鼠种群增长减慢乃至数量减少
6.吹绵蚧是一种严重危害果园生产的害虫,澳洲瓢虫以吹绵蚧为食,可有效抑制该害虫的数量。研究获得了吹绵蚧种群数量与被捕食率、补充率的关系模型。下列叙述不正确的是( )
A.当吹绵蚧种群数量大于m小于n时,种群数量会逐渐稳定在n
B.当吹绵蚧种群数量超过n时,可能会导致吹绵蚧虫害的爆发
C.当吹绵蚧种群数量超过p时,吹绵蚧种群数量会稳定在p
D.在果园中适当投放澳洲瓢虫,可使吹绵蚧种群数量长期稳定在m
7.在濒危动物的保护方面,只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征,以及影响种群数量变化的因素,才能准确了解该种群的生存状态,预测种群数量的变化趋势,进而采取合理的保护对策。如图为关于某种群数量的变化曲线图(图2纵坐标λ为当年种群数量与前一年种群数量的比值),请据图回答下列问题:
图1
图2
(1)由图1可知,b点的含义是 。
(2)影响该种群数量的直接因素是 。由图2可知,前4年该种群数量 ,第9年调查该种群的年龄结构,最可能表现为 。如果该种群维持17~20年间的增长趋势,则该种群数量将呈“ ”形曲线增长。
(3)在渔业上,人们总是希望每年捕获更多的鱼,又不危及第二年鱼的产量,所以渔网的网目不能过小,否则影响来年鱼的产量,原因是 (请从种群特征角度解释)。
(4)研究种群数量变化规律对种群数量的影响在 (至少写出两点)等方面具有重要的意义。
(5)请解释种群增长的“S”形曲线产生的原因: 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A 果蝇主要以附生在水果上的酵母菌等真菌为食,A正确;对麻醉后的果蝇进行直接观察计数,不能采用样方法,B错误;t2时种群数量约为K/2,此时种群增长速率最大,不是因为此时产卵量最大,C错误;K值是指长时期内环境所能维持的种群最大数量,该数值与环境有关,而与开始投入的果蝇数量无关,D错误。
2.A 题表中,种群增长率由1逐渐减小为0,说明该果蝇种群呈逻辑斯谛增长,年龄结构由增长型逐渐变为稳定型;第33天时,种群增长率降至0,说明果蝇种群数量达到了K值。
3.D 指数增长的种群没有K值,逻辑斯谛增长的种群有K值,A错误;增长率=单位时间内新增加的个体数/原有个体数,因此,指数增长的种群增长率不变,B错误;自然界中环境资源和空间都是有限的,逻辑斯谛增长是自然界生物种群增长的普遍方式,C错误;指数增长的种群处于资源、空间无限等理想条件下,种群个体数不断增加,D正确。
4.C 环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量,主要受环境因素的制约,不会随种群出生率和死亡率的改变而改变,A错误;环境容纳量会随着环境条件的改变而改变,若环境不同,同一物种不同种群的环境容纳量不同,B错误;种群数量接近或达到环境容纳量(K值)时,种群不再继续增长或在K值上下波动,D错误。
5.D 题图曲线表明该种群数量增加并且达到新的平衡,即K值增加,可能是由于外界变化(如增加营养、空间等),使环境条件更加优良。种群的活动范围扩大、食物增多、天敌大量迁出,均可使环境条件更加优良,K值增大,A、B、C不符合题意。该种群迁出了大量同种个体,种群数量减少,但环境条件没有发生改变,故K值不变,D符合题意。
6.D 到1860年后,岛上绵羊的数量基本保持在170万头左右,说明塔斯马尼亚岛上绵羊种群的环境容纳量约为170万头。若环境稳定,塔斯马尼亚岛长期所能养活的绵羊最大数量基本不变,B正确;种群数量达到K/2后,种群数量的增长速率将下降直至为0,种群数量将维持在K值左右,故种群的年龄结构逐渐由增长型变为稳定型,C正确;根据“S”形曲线在转折期增长最快的特点,可预知一个草原的最大放牧量,D错误。
7.C 根据题干信息分析,甲、乙两个试管的空间和食物有限,均符合“S”形曲线形成条件,A正确;甲试管中该种菌的总数达到a时,种群数量不再增加,说明甲试管中该种菌种群的K值为a,因此种群数量为a/2时,种群增长最快,B正确;K值是指长时期内环境所能维持的种群最大数量,K值只与种群所处环境条件有关,环境越适宜,K值越大,因此接种量加倍,K值不变,C错误。
8.A 题图中实线呈逻辑斯谛增长,b点时种群数量约为K/2,此时种群增长速率最快;c点时种群数量达到K值,此时出生率=死亡率,而不是出生率和死亡率均接近零,A正确,B错误。由于环境条件有限,19.8 ℃条件下,藻类数量的增长属于逻辑斯谛增长,C错误。提高温度不一定可以遏制该藻类繁殖,如温度从19.8 ℃提高到24.8 ℃时,该藻类数量增多,D错误。
9.B 种群数量达到K值时出生率和死亡率相等,种群增长速率为0;当种群数量达到K/2时,种群增长速率最大,A错误。K/2时种群增长速率最大,故防治害虫应在害虫数量没达到K/2时进行,B正确。曲线a为“J”形曲线,在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下,种群会呈指数增长,若只有空间充足这一个条件,种群数量增长不一定如曲线a所示,C错误。曲线b1和b2为“S”形曲线,曲线b1的K值较高,如果b2变成b1,说明环境容纳量提高,生存环境变好,D错误。
10.答案 (1)资源无限、空间无限和不受其他生物制约 50×1.3520 环境阻力 (2)增长 800 (3)性别比例 出生率 引入蝗虫的天敌、减少蝗虫的食物来源等
解析 (1)种群数量每年增加35%,也就是第二年是第一年的1.35倍,根据最初数量为50只,可知计算20年后种群数量的算式为50×1.3520。(2)曲线Y为“S”形增长曲线,B点时的种群数量为K/2,此时该动物种群的增长速率最大,据此可知B点时该动物种群的年龄结构属于增长型。B点时用标志重捕法调查该动物种群的数量,根据标志重捕法的计算公式可得B点时该动物总数为(60+20)×100÷20=400(只),又知B点种群数量为K/2,则该动物种群在这一环境中的K值为800只。(3)对于有害生物的防治,可通过限制环境因素(如引入天敌、减少食物来源、减少空间等)来降低环境容纳量,以抑制其增长。
能力提升练
1.A 环境容纳量≠种群的最大数量,B错误;c点所对应的种群数量为K/2,此时种群增长速率最大,防治蝗灾比较困难,应在蝗虫数量比较少的时候进行灭蝗,即种群数量达到K/2之前,C错误;渔业捕捞后需控制剩余量在K/2,即c点,D错误。
2.D 对题图中λ值与种群数量变化的关系分析如下图:
前4年间λ>1,该种群数量在不断增加,年龄结构为增长型;第5年间λ>1,该种群数量增加;第6年到第9年间λ=1,该种群数量相对稳定,年龄结构为稳定型,A、B错误。由图可知:在第1年到第5年间λ>1,该种群数量在不断增加;在第6年到第9年间λ=1,该种群数量维持稳定;在第10年到第12年间λ<1,种群数量下降,根据以上分析,从第5年末开始,该种群数量达到K值,且种群数量保持稳定至第9年,C错误,D正确。
3.A t2~t3时间内甲种群和乙种群增长速率都大于0,种群数量不断增加,都表现为出生率大于死亡率,年龄结构都为增长型,①②错误。根据曲线图不能判断出甲种群密度最小的时刻;t4时乙种群增长速率最大,t5时乙种群增长速率为0,此时种群密度最大,③错误。t4时乙种群增长速率最大,防治害虫应在t4(K/2)之前进行,严防其达到最大增长速率,④错误。故选A。
4.A K表示环境容纳量,它会随着环境因素的变化而变化,A正确;据图可知,(K值-种群数量)/K值越大,种群数量越小,影响种群增长的环境阻力越小,而种群增长速率不一定越大,种群增长速率在种群数量等于K/2时最大,种群数量大于K/2时,种群增长速率逐渐减小,B错误;在S2点和S4点时,种群的年龄结构均为增长型,C错误;S3点对应的种群数量为K/2,此时种群增长速率最大,为获得最大的持续捕捞量,应在种群数量高于S3点时进行捕捞,捕捞后的数量保持在K/2水平,这样可以使种群数量快速增长,D错误。
5.C L值表示甲鼠种群数量是一年前种群数量的倍数,据图可知,甲鼠种群在第1年年末时,L值为1.4,说明种群数量在增加,年龄结构为增长型,A正确;根据题意无法得知甲鼠种群的K值,无法与乙鼠种群的K值进行比较,因此甲鼠种群的K值不一定比乙鼠种群的K值低,B正确;乙鼠种群生活在资源和空间有限的环境中,在第2年间是有环境阻力的,故种群数量增长符合“S”形增长,C错误;乙鼠迁入后会与甲鼠竞争食物和栖息地,导致甲鼠种群增长减慢乃至数量减少,D正确。
6.A
由题干信息“澳洲瓢虫以吹绵蚧为食,可有效抑制该害虫的数量”可知,在果园中适当投放澳洲瓢虫,可使吹绵蚧种群数量长期稳定在m,D正确。
7.答案 (1)种群增长速率最大的点 (2)出生率、死亡率、迁入率、迁出率 不变 衰退型 J (3)如果渔网网目过小,许多幼鱼也会被捕捞,影响鱼种群年龄结构,从而影响鱼种群出生率,造成第二年鱼的产量下降 (4)有害生物防治、 野生生物资源的保护和利用、濒危动物种群的拯救和恢复等 (5)自然界的资源和空间有限,种群密度增大时,种内竞争加剧,以该种群为食的动物的数量也会增加,使种群出生率降低,死亡率升高,当死亡率增加到与出生率相等时,种群数量会稳定在一定的水平而形成“S”形曲线
解析 (2)分析图2:前4年λ=1,种群数量不变;第9年λ<1,种群数量减少,该种群的年龄结构最可能表现为衰退型;在17~20年间,λ>1且保持恒定,该种群数量将呈“J”形曲线增长。
15(共17张PPT)
第二节 不同条件下种群的增长方式不同
1.实验步骤
必备知识 清单破
知识点 1 探究果蝇种群的增长
2.预期实验结果
1.数学模型
(1)数学模型的概念:用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。
(2)建立数学模型是解释生物种群数量动态变化的重要方法。
知识点 2 种群的指数增长和逻辑斯谛增长
指数增长 逻辑斯谛增长
曲线形状 “J”形 “S”形
增长模型
前提条件 理想状态:资源无限、空间无限和不受其他生物制约 现实状态:资源有限、空间有限和受到其他生物制约
2.比较指数增长和逻辑斯谛增长
特点 起始增长很慢,随种群基数增大,增长越来越快;每单位时间按种群的一定百分数或倍数增长;无K值 种群密度增长先逐渐加快,到K/2时最快,后逐渐减慢,最后接近或达到K时不再增长或在K值上下波动
联系 特别提醒
(1)K值不是固定不变的,环境条件改变会引起K值的改变(K值的大小与种群的起始数量无
关)。种群数量达到K值后,也不是一成不变的,而是围绕K值上下波动。图中该种群的K值为
K2。
(2)K值≠种群能达到的最大数量,K值是长时期内环境所能维持的种群最大数量,种群能达到
的最大数量是在某个特定时间出现的。图中该种群的最大数量为K1。
3.研究种群的增长方式的意义
(1)更好地利用生物资源
①根据逻辑斯谛增长曲线在转折期增长最快的特点,可预知草原上放牧量为多少时既能保护
草原,又能获得最好的经济效益。
②使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平,以保证持续获取高产量,因为在这个水平上种群增
长速率最大。
(2)更好地保护生物资源:对于濒危野生动物的保护,可通过改善生存环境来增大K值以促进
其增长。
(3)防治有害生物:通过限制环境因素来降低K值以抑制其增长,需在种群数量达到K/2以前采
取相应措施。
知识辨析
1.在种群的“S”形增长曲线中,有一段时期近似于“J”形增长曲线,则该区段等同于“J”
形增长曲线,这种说法正确吗
不正确。“J”形增长曲线的增长率是恒定不变的,“S”形增长曲线的增长率是逐渐下降的,因此两区段不同。
2.不同种生物种群的K值一般各不相同,同种生物不同种群的K值相同,这种说法正确吗
不正确。同种生物不同种群若处于不同环境条件下,K值一般不同。
3.种群个体数超过K/2后,进入减速期,种群对应的年龄结构为衰退型,这种说法正确吗
不正确。种群个体数超过K/2后,种群数量的增长速度减慢,但种群数量仍在增加,在达到K值前,对应的年龄结构为增长型。
提示
提示
提示
4.空间和食物充足时,种群数量一定呈现指数增长,这种说法正确吗
不正确。空间和食物充足时,种群数量可能受到其他生物或气候条件的制约,不能呈现指数增长。在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下,种群会呈指数增长。
5.所有种群在数量快速增长达到K值后都能保持相对稳定,使种群增长呈“S”形曲线,这种
说法正确吗
不正确。种群数量在达到K值后,可能会保持相对稳定,也可能会受到环境等其他因素的影响而发生变化。
提示
提示
关键能力 定点破
定点 1 对λ的理解和分析
λ变化 种群数量变化 年龄结构
a λ>1且恒定不变 种群数量每年以固定倍数增加,呈现“J”形增长 增长型
b λ持续减小但始终大于1 种群数量增加 增长型
c λ=1 种群数量维持稳定 稳定型
d λ不断减小且小于1 种群数量减少 衰退型
e λ不断增加但仍小于1 种群数量减少 衰退型
典例 如图是森林中某种群数量变化曲线,以下分析正确的是 ( )
A.前5年,该种群的数量呈指数增长
B.前20年,该种群数量最少的是第15年
C.第5年末到第10年间种群的年龄结构为衰退型
D.第20年与第25年相比该种群的K值保持不变
A
解析 前5年,λ大于1且保持不变,说明种群数量每年以固定倍数增加,即呈现“J”形增长, A
正确;第10年末到第20年间,λ一直小于1,即该种群数量一直在减少,故种群数量最少的不是第
15年,而是第20年,B错误;第5年末到第10年间,λ一直大于1,种群数量一直增加,该种群的年龄
结构为增长型,C错误;第25年引入天敌,降低了该种群的环境容纳量,即K值减小,D错误。
1.对增长率和增长速率的理解
增长率= ×100%=出生率-死亡率
增长速率=
假设:一个种群有1 000个个体,1年后增加到1 100个,则:
种群增长率= ×100%=10%
种群增长速率= =100(个/年)
定点 2 指数增长、逻辑斯谛增长的增长率和增长速率
指数增长 逻辑斯谛增长
增长率
增长 速率
2.指数增长、逻辑斯谛增长的增长率和增长速率的比较
典例 如图为种群数量增长曲线,不考虑迁入和迁出,下列有关叙述不正确的是 ( )
A.种群的数量为K/2时,种群的增长速率最大
B.bc段种群增长速率逐渐下降,是因为出生率小于死亡率
C.自然状态下种群数量达到K值时,种群的增长速率为0
D.当环境条件发生变化时,种群的K值也会发生相应的变化
B
解析 “S”形曲线中,种群的数量为K/2时,单位时间内种群数量增长最快,即种群的增长速
率最大,A正确。bc段种群增长速率逐渐下降,但是种群的增长速率仍大于零,则出生率大于
死亡率,B错误。自然状态下种群数量达到K值时,出生率=死亡率,种群的增长速率为0,C正
确。种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响,环境遭受破坏,K值会下降;当生物生存
的环境改善时,K值会上升,D正确。
