专题9 生物与环境
第1讲 种群的数量特征、数量变化及影响因素
1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征 2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动 3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征 生命观念 理解种群的数量特征,分析影响种群数量变化的原因,建立生物与环境相协调的观点
科学思维 基于细菌和草履虫种群数量变化的规律,运用归纳、比较的方法,通过构建种群增长的数学模型,对种群数量的变化作出预测和解释
科学探究 通过对“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”和“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”,掌握实验方案的设计与实施,并能运用多种方法如实记录和分析实验结果
社会责任 关注种群数量变化,形成保护濒危物种和合理利用自然资源的意识
一、种群的数量特征
1.种群的概念
生活在__一定区域__的__同种__生物的__全部个体__的集合。
2.种群的数量特征及其之间的关系
(1)种群的数量特征
数量特征 概念
种群密度 种群在单位面积或__单位体积__中的个体数
出生率和死亡率 单位时间内新产生的或死亡的个体数目占__该种群个体总数__的比值
迁入率和迁出率 单位时间内迁入或迁出的个体数占该种群个体总数的比值
年龄结构 一个种群中__各年龄期__的个体数目的比例
性别比例 种群中__雌雄个体数目的比例__
(2)种群数量特征之间的关系
注:“+”“-”表示增加、减少;“”“”表示直接作用、间接作用。
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__,从而预测种群数量的变化趋势,性别比例通过影响种群的__出生率__间接影响种群密度。
3.种群密度的调查方法
(1)样方法
调查 对象 a.适用于__植物__、__活动范围小和活动能力弱的动物__,如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等 b.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
取样 原 则 __随机__取样;样方大小适中(植物的大小不同,样方面积也应不同,如乔木样方面积可取100 m2、灌木可取16 m2、草本植物可取1 m2);样方数量依总面积而定,不宜太少
方 法
计数 原则
计数 原则 a.样方内的个体全部计数; b.图甲中边界线上的个体只计数样方相邻两边的。遵循__“计上不计下,计左不计右”__原则。刚好在顶点的,四个顶点只计算上边和左边交界顶点的个体。图乙中边界线上的个体只计数虚线一侧压线个体(甲、乙两图中实心圆表示需统计的个体)
计算 公式 种群密度= = (注:这里的N1、N2等指的是样方的种群密度,而不是指样方的个体数量。)
(2)标记重捕法
调查 程序 a.确定调查对象(适用于__活动范围大和活动能力强的动物__) b.捕获并标记(数量为N初捕) c.重捕、计数(捕获数N重捕,标记数N重捕标记) d.计算N总数=
注意 事项 a.调查期间无迁入和迁出、出生和死亡 b.标记物对所调查动物生命活动无影响,不能太过醒目、不易脱落 c.初捕和重捕的地点要相同,两次捕获时间间隔足够长
(3)黑光灯诱捕法
对于有__趋光性__的昆虫,还可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查种群密度。
注意:在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以逐个计数。
【易错易混自纠】
(1)某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时,应选择植物生长茂盛处取样。( × )
提示:用样方法取样时应该要做到随机取样。
(2)可用每平方米草坪上杂草的数量来表示种群密度。( × )
提示:种群密度是指单位面积或单位体积同种生物的全部个体,而杂草不是一种生物。
(3)年龄结构为增长型的种群,其种群数量一定能增加。( × )
提示:影响种群数量的因素有很多,如出生率、死亡率、迁入率、迁出率等。
(4)统计种群密度时,应去掉采集数据中最大值、最小值后取平均值。( × )
提示:为了使计算结果真实,不应该舍弃任何一个数值。
(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。( × )
提示:性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。
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。
(3)表达形式
①__数学公式__:科学、准确,但不够直观。
②__曲线图__:直观,但不够精确。
2.种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线
K值:一定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。
(1)大多数种群数量总是在波动中;在不利的条件下,种群数量还会急剧下降,甚至消亡。
(2)“S”形曲线的开始部分并非“J”形曲线。“S”形曲线模型中自始至终具有环境阻力。
3.影响种群数量变化的因素
(1)影响因素
①非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
②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。
③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有利于对濒危动物采取合理的保护对策。
②在渔业上的应用:__中等强度__的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在K/2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,又通过减少其获得食物的机会等方法,降低其__环境容纳量__。
【易错易混自纠】
(1)环境容纳量是指种群的最大数量。( × )
提示:环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
(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。( × )
提示:K值的大小取决于生物生活的环境,不同的环境下,同种生物的K值是不同的。
(3)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。( × )
提示:当种群长久处于不利条件下,种群数量可能会出现持续性或急剧下降,甚至消亡。
(4)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。( × )
提示:当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,但种群数量依然增加,其对应的年龄结构应为增长型。
(5)气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素。( × )
提示:传染病与寄生生物有关,应该属于密度制约因素。
三、实验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,酵母菌种群数量呈__“J”形__曲线增长;在有环境阻力的条件下,酵母菌种群数量呈__“S”形__曲线增长。
(3)计数酵母菌数量可用__抽样检测__的方法。
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__。
【易错易混自纠】
(1)酵母菌需要用半固体培养基培养。( × )
提示:酵母菌需要用液体培养基培养。
(2)对酵母菌计数用逐个计数法。( × )
提示:对酵母菌计数采用抽样检测法。
(3)吸取酵母菌菌液时,吸取上层液体即可。( × )
提示:吸取酵母菌菌液之前,须将试管轻轻振荡几次。
(4)先将培养液滴在血细胞计数板上,再盖盖玻片,稍待片刻,待酵母菌沉降到计数室底部后才能进行计数。( × )
提示:先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,稍待片刻,待酵母菌沉降到计数室底部后才能进行计数。
1.(选择性必修2 P4思考·讨论)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。因为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__。
2.(选择性必修2 P5探究·实践)用样方法调查草地中某种植物的种群密度时,宜选择双子叶草本植物的原因是什么?
__单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株;而双子叶草本植物的个体数目则易于辨别__。
3.(选择性必修2 P17思维训练)根据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性:__自然生态系统中猎物增多会导致捕食者增多,捕食者增多会使猎物数量减少,猎物减少会引起捕食者数量减少,最终使猎物和捕食者数量在一定水平上呈现动态平衡__。
教材拾遗
1.(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或视频__;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.(选择性必修2 P12科学家的故事)生态学的实质就是协调__生物__与__环境__或个体与整体间的辩证关系。马世骏提出了“__整体__、__协调__、__循环__、__自生__”等生态工程的基本原理,还提出了“生态经济学”设想以及“__社会—经济—自然__复合生态系统”等新观点。
3.(选择性必修2 P16)渔网网目不能过小,否则会影响来年鱼产量的原因(从种群特征的角度解释):__如果渔网网目过小,许多幼鱼也会被捕捞上来,影响鱼种群的年龄结构,从而影响鱼种群的出生率,造成来年鱼产量降低__。
考点1 种群的数量特征及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.标记重捕法调查种群密度的误差分析
结合种群密度的调查,考查科学探究
1.(2024·雅礼中学高三模拟一)水稻的碎叶、根,昆虫的卵和幼虫,浮游动植物,底栖动植物,甚至小型鱼虾的尸体都能成为小龙虾的食物,下表是小龙虾侵入某水稻种植区域的试验田后,连续几年所监测到的小龙虾种群数量变化及水稻亩产量情况(单位:千克),其中样地1~10为试验田中随机确定的面积为4 m2的采样地点,数值为每块样地内小龙虾个体数(单位:只)。下列分析错误的是( )
项目 样地1 样地2 样地3 样地4 样地5 样地6 样地7 样地8 样地9 样地10 样地平均值 水稻亩产量
入侵当年 0 1 0 0 2 0 0 0 0 1 0.4 718
第1年 3 5 3 4 6 3 4 6 3 3 4 722
第2年 12 10 7 8 18 11 10 6 12 9 10.3 728
第3年 25 20 12 28 35 30 27 26 26 29 25.8 736
第4年 65 72 42 68 84 60 71 69 75 62 66.8 738
第5年 94 101 62 102 106 100 96 92 102 105 96 692
第6年 121 116 90 123 133 118 122 126 115 124 118.8 621
第7年 120 122 94 128 130 115 125 132 124 121 121.1 548
A.以上调查小龙虾种群数量的方法为样方法
B.样地3的统计数值总偏小,样地5的统计数值总偏大,计算平均值时应舍弃
C.入侵的第1~4年间小龙虾种群数量的增长曲线类似于“J”形
D.将小龙虾的种群密度控制在15只/m2既能保证水稻的产量,又能保证小龙虾持续高效地产出
【解析】B 样方随机设定,所以样方统计数值有差异为正常现象,不能舍弃样地3和样地5的数据,B错误。
2.某科技小组调查一块面积为16 hm2的森林里灰喜鹊和画眉的种群密度,在该区域内随机设置了若干捕鸟网。一天捕获鸟共306只,将捕获的鸟做好标记后在原地放归,10天后,在同一地点再放置同样数量的捕鸟网,捕获鸟共298只,捕获结果统计如下表。下列叙述错误的是( )
项目 捕获总鸟数/只 灰喜鹊/只 画眉/只
第一次捕捉 306 48(标记后放生) 37(标记后放生)
第二次捕捉 298 43(其中6只标记) 32(其中8只标记)
A.为了结果的可靠性,标记物对标记对象的生理习性不能有影响
B.根据统计结果估算该区域灰喜鹊大约有344只,画眉大约有148只
C.由于标记的个体被再次捕获的概率下降,所以鸟的实际数量可能更少
D.若第二次捕获引起鸟死亡,会直接影响估算的结果
【解析】D 第二次捕获引起鸟死亡,可以进行计数,不影响估算的结果,D错误。
结合种群的数量特征及其相互关系,考查科学思维
3.(2024·湖南模拟)“旱收蚂蚱,涝收鱼,大旱起蝗灾”,干旱年份,土壤含水量下降,有利于蝗虫卵的孵化,极易发生蝗灾。中国科学院动物研究所揭示了蝗虫聚群成灾的奥秘——飞蝗群聚信息素4VA(4-乙烯基苯甲醚),4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,并随着种群密度的增加而增加。下列叙述正确的是( )
A.水分是影响蝗虫种群数量变化的密度制约因素
B.在繁殖季节,利用标记重捕法能估算出蝗虫的种群密度
C.可根据4VA的结构设计拮抗剂,从而改变蝗虫的性别比例
D.4VA通过正反馈方式调节蝗虫种群密度
【答案】D
4.研究人员在研究某种捕食者与其猎物的关系时,构建了猎物种群数量与被捕食率、补充率的关系模型,如图,其中补充率代表在没有被捕食的情况下猎物增长的比率。下列说法错误的是
A.猎物净增长说明增长率大于死亡率,猎物净减少说明增长率小于死亡率
B.若该猎物表示害虫,当其数量超过B点时,会导致该虫害的爆发
C.猎物种群数量介于A点和B点之间时,种群数量会逐渐稳定在A点
D.猎物种群数量超过B点时,种群可能出现K值,且K值为C点对应数量
【解析】A 净增长与出生率和死亡率、迁入率和迁出率有关,故猎物净增长和净减少除了与出生率和死亡率相关,还与迁入率和迁出率有关,A错误;猎物种群数量超过B点时,补充率大于被捕食率,种群数量会逐渐增大,若该猎物表示害虫,当其数量超过B点时,会导致该虫害的爆发,B正确;猎物种群数量介于A点和B点之间时,被捕食率大于补充率,种群数量会逐渐稳定在A点,C正确;猎物种群数量超过B点时,补充率大于被捕食率,种群数量会增加,在C点保持稳定,故种群可能出现K值,且K值为C点对应数量,D正确。
考点2 种群数量的变化及其应用
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.K值的应用及易错点
(1)应用
(2)易错点
①K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。
③K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。
3.种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线的判断技巧
(1)在做题时要抓住关键信息,当题干中出现“无环境阻力”“理想条件下”“种群刚迁入一个新的适宜环境中的最初一段时间”等信息时,表明此时种群的增长呈“J”形。
(2)当题干中出现了“有环境阻力”“自然界中”“资源和空间有限”“在实验室中模拟人工饲养条件”等信息时,表明此时种群的增长呈“S”形。
巧借种群增长曲线,考查模型建构能力
1.(2024·长郡中学高三二模)自然情况下某水库罗非鱼的环境容纳量为K2。如图为调查期间罗非鱼种群数量变化图,已知调查期间有人在此放生过某种生物。据图分析以下说法错误的是( )
A.该罗非鱼种群数量在a~c增长,c~e下降,e之后波动
B.其增长率先增大后逐渐减小至零
C.出现图示波动可能与b点时出现强干扰有关
D.该罗非鱼最终的环境容纳量在K2附近
【解析】B 由图可知,该罗非鱼种群数量在a~c增长,c~e下降,e之后在K2附近波动,A正确;图示增长曲线为“S”形曲线,其增长率不断减小,B错误;曲线在c点时开始下降,说明在c点之前环境已经受到了干扰,所以最有可能是b点时放生了某种生物,对罗非鱼形成强干扰,C正确;由图可知,e之后罗非鱼种群数量在K2附近波动,该罗非鱼最终的环境容纳量在K2附近,D正确。
2.(2024·北京一模)人工择猎导致黄石公园中马鹿的数量从15 000头下降到4 000头。1968年开始停猎,马鹿的数量呈现如图所示变化。依据统计结果分析,下列相关叙述正确的是( )
A.1980年马鹿的种群数量达到K值
B.马鹿种群数量的增加是出生率大于死亡率的结果
C.1968年以后马鹿种群数量的增长速率将持续加快
D.1968年以后影响马鹿种群数量变化的是非生物因素
【解析】B 环境容纳量是指在环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值,即K值,由图无法判断1980年马鹿的种群数量是否达到K值,A错误;出生率和死亡率对种群数量起着决定性作用,马鹿种群数量的增加是出生率大于死亡率的结果,B正确;由图可知,1968年以后马鹿种群数量曲线斜率先不变,后为0,说明马鹿种群数量的增长速率先不变,后为0,C错误;1968年以后影响马鹿种群数量变化的是非生物因素(如气候、季节、降水等)和生物因素(如食物),D错误。
巧借种群数量变化规律,考查科学实践能力
3.(2024·山东二模)如图表示某森林生态系统中动物甲与动物乙的种群数量变化相关曲线,其中N表示动物甲与动物乙种群的现有数量,K表示它们的环境容纳量。下列有关分析正确的是( )
A.t1前,动物甲的种群数量多于动物乙
B.t1~t2,动物乙的年龄结构为增长型
C.t1时,动物甲的种群数量达到最大值
D.t1前后,动物甲的种群增长速率一直大于动物乙
【解析】B 由于动物甲、乙的K值均未知,无法判断t1前动物甲的种群数量是否多于动物乙,A错误;t1~t2,动物乙的种群数量在增加,年龄结构为增长型,B正确;t1后,K/N的值仍在减小,即动物甲的种群数量仍在增加,C错误;由于K和N未知,无法判断动物甲、乙的增长速率大小,D错误。
4.(2024·长沙市一中二模)帽贝主要分布于布满岩石的狭长海岸,涨潮时会脱离岩石在海水中游走并以海藻为食,退潮后再回到岩石上。科学家统计了某帽贝种群的相关数据并绘制了如下图像,请据图分析下列说法正确的是( )
A.退潮时调查帽贝的种群密度应采用五点取样法
B.帽贝的种群数量呈“S”形增长,在A点达到该种群的环境容纳量
C.帽贝个体大小与种内竞争激烈程度呈负相关,以此实现对种群生物量稳定的调控
D.在B点进行捕捞可获得品质较好的最大捕捞量
【答案】C
通过分析影响种群数量变化的因素,考查社会责任
5.(2024·北京一模)研究者在内蒙古草原建立多个大型实验围栏阻止动物出入,以探究季节性人工增雨对布氏田鼠种群数量的影响。研究结果显示,相较夏季人工增雨,春季人工增雨能更明显促进布氏田鼠的种群数量增加。以下相关叙述不正确的是( )
A.布氏田鼠种群的数量变化受天敌、食物等影响
B.实验可采用标记重捕法统计布氏田鼠种群数量
C.春季增雨可能增加布氏田鼠喜食植物的生物量
D.人工增雨使布氏田鼠种群的出生率、迁入率提高
【解析】D 人工增雨促进布氏田鼠的种群数量增加,但据题意可知,研究者在内蒙古草原建立多个大型实验围栏阻止动物出入,故该实验中不会使田鼠种群的迁入率升高,D错误。
6.(2024·山东二模)滨螺是潮间带常见的一种捕食者,行动缓慢,活动范围小,喜食各种藻类尤其是浒苔。藻类种数与滨螺种群密度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.若将滨螺迁入一个新的没有天敌的海域,则其种群数量会呈“J”形增长
B.须用标记重捕法对滨螺进行密度调查,标记物不能影响滨螺的行动能力
C.滨螺密度在150个·m-2左右时藻类的种群密度最大
D.滨螺对浒苔种群数量的影响,属于密度制约因素
【解析】D 种群数量的增长受到食物、空间、气候、天敌及其他竞争物种的影响,因此若将滨螺迁入一个新的没有天敌的海域,则其种群数量不一定会呈“J”形增长,A错误;滨螺行动缓慢,活动范围小,调查其种群密度不适宜用标记重捕法,B错误;由图可知,滨螺密度在150个·m-2左右时藻类的种类最多,但种群密度不一定最大,C错误;滨螺捕食浒苔,滨螺对浒苔种群数量的影响,属于密度制约因素,D正确。
考点3 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验注意事项及分析
(1)显微镜计数时,对于压在方格界线上的酵母菌,应遵循“计上不计下,计左不计右”的计数原则。
(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对照;需要进行重复实验,目的是尽量减少误差,需对每个样品计数3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。结果记录最好用记录表,如下:
时间/d 1 2 3 4 5 6 ……
数量/个
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 000ab。
3.影响实验结果的误差分析及改进办法
结合实验、调查过程和结果分析,考查实验科学能力
1.(2024·湖南质量检测)某生物实验小组将酵母菌接种到装有10 mL液体培养基的试管中,通气培养并定时取样(培养液稀释了100倍),采用规格为16中格(400小格,0.1 mm3)的血细胞计数板进行计数,然后绘制增长曲线。如图为a、b两批次酵母菌细胞数量的增长曲线。下列叙述正确的是( )
A.取样前应先振荡试管,目的是使酵母菌分布均匀,制片时应先滴加样液再盖盖玻片
B.比较两批次酵母菌t1时刻种内竞争的强度和t2时刻培养液中营养物质的剩余量依次是ab
C.为减小计数时的误差,可在计数前采用台盼蓝染液染色,t2后继续培养,细胞数量将一直保持相对稳定
D.某时刻对a批次取样计数,若四角上中格的细胞数量分别为22、26、24、28,则此时刻培养液中细胞数量约为4×108个
【解析】B 用血细胞计数板计数时,应先放置盖玻片,在盖玻片的边缘滴加培养液,待培养液从边缘处自行渗入计数室,再吸去多余培养液,A错误;t1时刻b的数量大于a的,种内竞争的强度为ab,B正确;t2时a和b两个批次的酵母菌细胞数量基本已经达到K值,若继续培养,由于营养物质过度消耗,有害代谢产物大量积累,pH不适宜等,最终使得细胞的数量均下降,C错误;某时刻对a批次取样计数,若四角上中格的细胞数量分别为22、26、24、28,1 mL培养液中细胞数量约为(22+26+24+28)÷4×16×104×100=4×108(个),则此时刻培养液中细胞数量约为4×108×10=4×109(个),D错误。
2.(2024·辽宁一模)科研人员采用去除取样法对封闭状态下的某哺乳动物种群数量进行调查,调查结果如图所示,图中“●”所对应的数据为实际调查结果。下列叙述正确的是( )
A.图中内容表示描述一个系统的图像形式,该模型称为物理模型
B.结合图中信息可知,该动物种群的数量约为115只
C.部分个体的迁入或迁出不会对调查结果产生影响
D.为了调查结果接近真实值,调查不需要求每次捕捉时每只动物被捕捉的概率相同
【解析】B 图示以坐标曲线的形式表示种群数量,这是数学模型,A错误;根据公式Y=21.39-0.186X,当Y=0时求得X的值为115,所以该动物种群的数量约为115只,B正确;去除取样需要在一个封闭的种群中进行,迁入和迁出会影响种群中个体被捕获的概率,从而影响调查结果,C错误;为使调查结果更接近真实值,去除取样法调查时需要在调查期间,无个体出生和死亡,无个体迁入和迁出,每次捕捉时每只动物被捕捉的概率一样,D错误。
1.(2024·山东卷) (不定项)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加,a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度;甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法正确的是( )
A.乙种群存在种内互助
B.由a至c,乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多
C.由a至c,乙种群的数量增长曲线呈“S”形
D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为衰退型
【答案】AC
2.(2023·广东卷)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡,以卵越冬。某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是( )
A.密度制约因素导致出生率下降
B.密度制约因素导致死亡率上升
C.非密度制约因素导致出生率下降
D.非密度制约因素导致死亡率上升
【答案】C
3.(2023·湖南卷)濒危植物云南红豆杉(以下称红豆杉)是喜阳喜湿高大乔木,郁闭度对其生长有重要影响。研究人员对某区域无人为干扰生境和人为干扰生境的红豆杉野生种群开展了调查研究。选择性采伐和放牧等人为干扰使部分上层乔木遭破坏,但尚余主要上层乔木,保持原有生境特点。无人为干扰生境下红豆杉野生种群年龄结构的调查结果如图所示。回答下列问题:
(1)调查红豆杉野生种群密度时,样方面积最合适的是______(填“1”“20”或“400”)m2,理由是______________________________________________。由图可知,无人为干扰生境中红豆杉种群年龄结构类型为__________。
(2)调查发现人为干扰生境中,树龄≤5年幼苗的比例低于无人为干扰生境,可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
分析表明,人为干扰生境中6~25年树龄红豆杉的比例比无人为干扰生境高11%,可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
选择性采伐与红豆杉生态位重叠度______(填“高”或“低”)的部分植物,有利于红豆杉野生种群的自然更新。
(3)关于红豆杉种群动态变化及保护的说法,下列叙述正确的是__________(填序号)。
①选择性采伐和放牧等会改变红豆杉林的群落结构和群落演替速度
②在无人为干扰生境中播撒红豆杉种子将提高6~25年树龄植株的比例
③气温、干旱和火灾是影响红豆杉种群密度的非密度制约因素
④气候变湿润后可改变红豆杉的种群结构并增加种群数量
⑤保护红豆杉野生种群最有效的措施是人工繁育
【答案】(1)400 红豆杉属于高大乔木,且是濒危植物 增长型 (2)人为干扰会导致幼苗被取食或踩踏,从而数量减少 人为干扰降低了郁闭度(或减少红豆杉的种内和种间竞争,增加群落内光照强度) 高 (3)①③④
(2024·长沙市一中二模)在捕捞业中,为获得最大持续产量(MSY)一般有两种简单的方式:配额限制和努力限制。配额限制即控制在一定时期内收获对象个体的数量,允许收获者在每一季节或每年收获一定数量的猎物;努力限制是当捕猎对象的种群数量减少后,必须要增加收获努力才能获得同样的收获量。如图表示不同努力水平对种群的影响,其中实线表示某种被捕捞生物的净补充量(出生数超出死亡数的部分)随种群密度的变化,虚线表示四种不同努力水平下的收获量。请回答下列问题:
(1)曲线中可以表示MSY的种群密度是______________,该点的种群数量特征是______________。满足种群密度与净补充量关系曲线的模型假设是________________________________________________________(答出1点即可)。
(2)配额限制方式因收获量固定而受欢迎,但往往容易导致种群灭绝。采用配额限制容易导致种群灭绝的原因是__________________________________________(答出1点即可)。
(3)若种群密度低于Nm,收获继续保持在MSY努力水平,则______(填“会”或“不会”)导致种群灭绝。如果收获努力高于MSY努力水平,不利于获得更高的持续收获量,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)Nm 出生率与死亡率的差值最大 资源条件不变、不考虑种群的年龄结构、不考虑繁殖力随年龄改变 (2)种群受到干扰使Nm降低,但收获仍保持MSY水平,收获所取走的个体数量将超过种群的净补充量而导致种群灭绝;或收获超过MSY (3)不会 种群密度会在较低水平建立稳定平衡,在较低的收获努力水平下可获得更高的持续收获量
【解析】(1)由图中曲线可知,种群数量的增长接近“S”形增长,因此满足种群密度与净补充量关系曲线的模型。假设是:资源条件不变、不考虑种群的年龄结构、不考虑繁殖力随年龄改变。图中的Nm点可以表示MSY,该点的种群数量特征是出生率与死亡率的差值最大。(2)当配额保持在Nm对应的净补充量时,种群的补充量正好被收获平衡,从而使种群稳定在密度Nm并获得MSY。若种群受到干扰使Nm降低,但收获仍保持MSY水平,收获所取走的个体数量将超过种群的净补充量而导致种群灭绝;或收获超过MSY,两种情况均可能导致收获所取走的个体数量超过种群的更新能力而导致种群灭绝。(3)如果种群密度下降到低于Nm,收获继续保持在MSY努力水平,则收获量将降低,不会导致种群灭绝。如果收获努力高于MSY努力水平,不利于获得更高的持续收获量,因为种群密度会在较低水平建立稳定平衡,在较低的收获努力水平下可获得更高的持续收获量。