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2012届高考生物专题复习 种群的数量变化

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第2节 种群的数量变化
【高考目标定位】
1、种群数量的变化
2、探究培养液中酵母菌数量的动态变化

【考纲知识梳理】
一、种群增长曲线
1、种群增长的“J”型曲线
(1)条件:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下。
(2)特点:种群数量每年以一定的倍数增大。
(3)数学模型:指数函数型。
(4)两种情形:①实验室条件下;②当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。
2、种群增长的“S”型曲线
(1)原因:自然环境条件是有限的,如资源、空间、天敌等的制约。
(2)特点:种群达到环境条件所能允许的最大值――环境容纳量(即K值)后有时停止增长,有时在K值上下波动。
(3)意义:反映或体现达尔文自然选择中的生存斗争。
二、影响种群数量变化的因素
1、内因:
(1)种群的起始个体数量。
(2)决定种群数量的因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
2、外因:
(1)自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。
(2)人为因素:种植业、养殖业发展,砍伐森林,猎捕动物、环境污染等。
三、研究种群数量变化的意义
对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有着重要意义。

【要点名师精解】
一、“J”型增长曲线与“S”型增长曲线的分析
1、曲线比较

2、列表比较
项目“J”型曲线“S”型曲线
前提条件环境资源无限环境资源有限
种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降
K值的有无无有
曲线形成
的原因无种内斗争,
缺少天敌种内斗争加剧,
天敌数量增多


3、联系:两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同。因而有:“J”型曲线因环境阻力增大而成“S”型曲线。
4、K值变动的示意图及应用

(1)同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响,在环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动。
(2)当环境遭受破坏时,K值下降;当生物生存环境改善时,K值上升。
(3)应用:当环境中种群数量大于K/2值时,即可采取适当捕捞等手段合理利用,但捕捞后数量应为K/2值,因为此时种群增长率最大,有利于提高生物利用的总量。
【例1】图中种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如图中甲);在有环境阻力条件下呈“S”型曲线增长(如图中乙),下列有关种群增长曲线的叙述中正确的是
A.环境阴力对种群增长的出现在d点之后
B.若此图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治应在c点开始
C.一个物种引入新的地区后,开始一定呈“J”型增长
D.若此图表示草履虫种群增长曲线,当种群数量达到E点后,增长率为0
【解析】环境阻力出现在“J”型曲线与“S”型曲线的分叉点(c点)。c点种群的增长速度最快,所以不能在该点对害虫进行防治;b点蝗虫的数量开始增加,但增长速率还很低,应该从该点开始对害虫进行防治。一个物种引入新的地区后,有可能不适应当地的环境,所以不一定呈“J”型增长。
【答案】D
二、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1、问题:培养液中酵母菌种群数量的变化是怎样随时间变化的?或不同温度(或O2、CO2等)条件下酵母菌种群数量变化情况?或不同培养液(加糖和不加糖)中酵母菌种群数量变化情况如何?
试管编号ABC
管内
液体培养液/mL1010
无菌水/mL10
酵母液/mL0.10.10.1
温度条件28℃5℃28℃
2、假设:根据上述问题,大胆提出合理的假设。
3、设计实验(如右表)。
4、采用抽样检测方法――显微计数。
5、注意事项
(1)显微镜计数时,对于压在小方格边线上的酵母菌,应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。
时间/天123456…
数量/个
(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,减少误差。
(3)结果记录最好用记录表,如下(请设计):
(4)每天计数酵母菌量的时间要固定。
(5)培养和记录过程要尊重事实,不能主观臆造。
【例2】某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表),均获得了“s”型增长曲线。根据实验结果判断,下列说法错误的是
试管号IⅡⅢⅣ
培养液体积(mL)105105
起始酵母菌数(103个)105510
A.4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长
B.4个试管内的种群同时达到K值
C.试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D.试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降
【解析】本题考查的是种群的特征以及种群的数量变化。当种群刚迁入一个新的环境的时候,若环境适宜种群生存,由于这时种群数量不多,环境中的食物、空间等适宜,没有环境阻力,因此种群初始阶段都经历了J型增长。然后环境阻力慢慢增大,种群开始S型增长,K值指的是环境容纳量,到达K值的时间是由环境阻力的大小决定的,因此4个试管内的种群到达K值的时间不同。Ⅳ号试管内的环境阻力最大,因此最先达到K值并有毒物质积累,最先开始下降。
【答案】B

【感悟高考真题】
(2010?全国1高考)3.下列四种现象中,可以用右图表示的是
A.在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化
B.条件适宜、底物充足时反应速率随酶量的变化
C.一个细胞周期中DNA含量随时间的变化
D.理想条件下种群数量随时间的变化
【解析】本题主要考查相关生理过程中的数量变化趋势,涉及到新陈代谢与细胞分裂的相关内容,考查学生的理解能力和获取信息的能力。如图曲线的走势为先增加后稳定,曲线有两个关键点:即起点(m,0)(m>0)和饱和点。符合这一曲线的为A选项;B项对应的曲线起点不正确,曲线的走势一直为增函数,不会出现饱和效应;C项对应的曲线就更不正确了,起点纵坐标等于终点,且大于0;D项曲线为种群的“J”型增长曲线。
【答案】A
(2010?全国1高考)4. 关于在自然条件下,某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述,错误的是
A.一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境
B.持续选择条件下,一种基因的频率可以降为0
C.在某种条件下两种基因的频率可以相等
D.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
【解析】本题主要考查进化的相关知识,考查学生的理解能力。一般来说,某一性状适应环境的能力越强,控制该性状的基因其基因频率也往往比较大。如果显性性状不能适应环境而隐性性状适应环境的能力较强的话,那么A基因的基因频率在持续选择的条件下,就会逐渐降低至0,自然就有可能出现iA>ia、iA=ia和iA<ia的情形。而种群基因频率的变化与突变与重组、迁入与迁出和环境的选择等多种因素有关。
【答案】D
(2010?浙江高考)3.某生态系统中生活着多种植食性动物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种群个体数量变化的叙述,错误的是(A)
A.若a点时环境因素发生变化,但食物量不变,则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B.若该种群出生率提高,个体数量的增加也不会大幅走过b点
C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降,下降趋势与b-c段相似
D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波动趋势与c-d段相似
【解析】本题考查生态系统中影响种群数量波动的因素,从图中个体数量随着季节的变化在K值附近波动可以看出,该生态系统是一个相对稳定的生态系统,具有一定的自我调节能力,当外界环境改变、出生率和死亡率的变化、天敌的捕食、年龄结构的变动,种群个体数量还是在K值附近左右波动,所a点时环境因素发生变化时,个体数量变化还是符合逻辑斯蒂增长,所以答案是A
【答案】A
(2009?安徽高考)3.用牛奶瓶培养黑腹果蝇,观察成虫数量的变化,结果如下表:
时间(天)15913172125293337
成虫数(只)6102871131207270302327341
根据表中数据分析,下列结果正确的是
A.第13-25天,成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快。
B.第17-29天,成虫增长率上升,死亡率下降
C.第21-37天,成虫增长率的下降与种群密度的改变有关
D.第1-37天,成虫数量成“J”型增长
【解析】第13-25天,成虫数量增长快的主要原因是营养丰富、环境条件适宜;第17-29天,成虫增长率下降,第21-37天,成虫增长率的下降与种群密度的改变(第37天种群密度达到最大)有关,第1-37天,成虫数量成“S”型增长,所以C正确。
【答案】C
(2009?广东高考)50.太平洋一个小岛上的某野兔种群数量变化如下表:
年份(年)1920192519301935194019451950
数量(百只)130200398990135012901190
该种群变化率最大的时期为
A.1925年~1930年 B.1930年~1935年
C.1940年~1945年 D.1945年~1950年
【解析】种群变化率是单位时间内种群数量变化的情况。从表中可以看出在1930年一1935年内种群变化率是(990-398)/(1935-1930)=118.4,1925年~1930年为14,1940年~1945年与1945年~1950年 均为负值。
【答案】B

【考点精题精练】
1.在种群“S”型增长曲线的数学模型中,K值不是固定不变的。下列条件会使种群K值增加的是
A.地面进行硬化后的家鼠 B.干旱环境中的东亚飞蝗
C.引入北极狐后的旅鼠 D.干旱环境中的大熊猫
答案B
2.下列有关种群增长的S型曲线的叙述,错误的是
A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型
B.达到k值时种群增长率为零
C.种群增长受自身密度的影响
D.种群的增长速度逐步降低
答案D
3.自然界中的种群增长一般呈现出S型曲线的走势,在此增长趋势中
A.种群的增长与自身密度无关 B.达到K值时种群数量不再变化
C.种群的增长受到环境因素制约 D.同一种群的K值始终保持固定
答案C
4.(2010?安徽省巢湖市高三一模)自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是 C
A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系
B.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关
C.种群增长率在各阶段是不相同的
D.种群增长不受种群密度制约
5.下图表示某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图,下列有关说法错误的是


A. 这个种群的增长曲线是S型,该环境条件所允许的最大种群数量大约是500只
B. 如果此种群是鱼类,我们的捕捞量控制在曲线的b点最合适
C. 如果此种群是老鼠,我们限制其种群数量的最好方法是尽量降低K值
D.该种群的增长速度最快点在b点,环境阻力明显增大是在迁入6年后开始的
答案D
6.(2010?天津市河东区高三一模)右图表示一个生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时问变化的曲线,下列叙述中不正确的是 A

A.t1―t3时间内甲、乙种群均呈“S”增长
B.t4―t5时间内乙种群出生率下降,死亡率上升,但出生率仍大于死亡率
C.t3―t5时间内甲、乙两种群的年龄组成不同
D.甲、乙两种群可能为竞争关系.甲的竞争力小于乙
7.为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某研究性学习小组完成了A、B、C三组实验。定期对不同培养液中的酵母菌进行计数,分别绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a、b、c,见图。关于此图的分析,不正确的是


A.三组的环境容纳量可能不同,B组的环境容纳量大
B.探究的课题可能是影响种群数量动态变化的外界因素
C.三组的培养温度可能不同,A组的培养温度最适宜
D.三组的营养初始供给可能不同,C组营养初始供给最少
答案C
8.分析下图,下列选项错误的是 ( )

A.进行海洋渔业捕捞的最佳时期是D时期
B.C~D段种群数量仍在增长
C.B时期是种群增长速率最快的时期,种群数量在K/2左右
D.该种群数量在E点达到K值
答案C
9.人类正确利用海洋渔业资源,必须控制捕捞量,应把种群的个体数保持在环境负荷量的
A.1/4水平上 B.1/3水平上
C.1/2水平上 D.4/5水平上
答案C
10.有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验,正确的叙述是D
A.改变培养液的pH值不影响K值(环境容纳量)大小
B.培养液中酵母菌的增长率与培养时间呈正相关
C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D.培养液浓度不能过高以避免酵母菌过度失水死亡
11.下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作,正确的是
A.培养用具必须经过严格的灭菌处理,培养液则不需灭菌
B.培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧
C.从瓶中吸出培养液进行计数之前,不必摇匀培养瓶中的培养液
D.为了方便酵母菌计数,培养后期的培养液应先稀释后再计数
答案D
12.下列有关微生物群体生长曲线的说法中不正确的是 ( )
A.调整期是大量合成细胞分裂所需酶的时期
B.微生物的初级代谢产物只是在对数期产生的
C.调整期、对数期和稳定期共同构成了菌种的“S”型生长曲线
D.衰亡期是微生物与无机环境生存斗争最剧烈的阶段
答案B
13.(2010?天津市河西区高三一模)为了减小一种昆虫对农作物的危害,人们引入了专门捕食这种昆虫的蜘蛛。图示是根据引入蜘蛛后,对这两个种群数量变化的调查结果绘出的曲线图,下列解释正确的是 B

A.由图中曲线可知,蜘蛛和害虫之间构成了食物链
B.在II期间,蜘蛛数量减少的主要原因是食物不足
C.在I期间,若针对害虫施以杀虫剂,蜘蛛的数量将会增加得更快
D.在III期间,两个种群的数量可以长时间保持不变
14.(2010?苏北四市高三第二次凋考)关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法,错误的是 B
A.对于无法知道名称的小动物,不可忽略,应记录下它们的特征
B.许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标志重捕法进行调查
C.利用小动物的避光避热性,可采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物
D.可分别在白天和晚上取同一地块的土样,调查不同时间土壤中小动物丰富度
15.(2010?山东省临沂市高三一模)右图为某种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出,下列有关叙述正确的是 ( A )

①改善空间和资源条件有望使K值提高
②bc段种群增长速率逐渐上升
③bc段出生率小于死亡率
④比较曲线Y与曲线X表明自然状态与理想状态的差别
A.①④B.②③C.③④D.①②
16.(2010?浙江省金华十校高三高考模拟)图1为某经济林在一定时间内某种毛虫与灰喜鹊种群数量波动曲线。请回答:

(1)图1中的曲线 表示灰喜鹊的数量波动,据图分析CE段数量上升的原因
是 。
(2)如图1在一定时间内由于两者之间通过 调节形式,使数量保持了动态平衡。
(3)在时间T点时,对该经济林施放了一种邻近林区曾多次使用的化学杀虫剂,结果第
三年虫害比原来更加严重,请利用生态学知识分析原因 。
(4)由于全球气候变暖,许多植物的发芽长叶时间提前。林业工作者跟踪记录了80年代到90年代该经济林中毛虫与灰喜鹊的繁殖情况。依据图2所示。在该时期内发
生的主要变化是 ,引起这种变化的原因是 。
答案:(每空2分,共12分)
(1)甲 灰喜鹊数量(天敌)少
(2)负反馈
(3)毛虫具有抗药性的个体大量繁殖,同时灰喜鹊因食物短缺而减少,毛虫被捕食的量减少
(4)毛虫的繁殖期提前 气温上升提前,树发芽长时间的提前
17.人口的数量常常随环境资源的改变而发生波动。下图为人口自动调控图(注:环境中的人口容纳量是指环境资源能承载的最大人口数量)。请据图回答下列问题:

(1)在自然界中,人口数量不可能无限增长,理由是 (2分)。
(2)由图可以看出,当人口数量
时,人类生存的环境阻力将随之_________
(3)长期以来,我国人口的出生率一直高于死亡率,人口增长过快,因此控制我国人
口的关键是控制人口的 ,我国采取控制人口增长的政策是_________ ____。
(4)若此图表示老鼠种群数量变化,则从图可看出,灭鼠时只采用杀死的办法,老鼠的数量会很快恢复到原有的数量。请你依图提出更有效的灭鼠方案
(2分)。参照该法,据所学知识,写出防治农业害虫的生物防治方法有哪些?
(2分)。
答案:(10分)(1)受到食物、空间等因素的限制 (2)大于人口容纳量
增加 或(小于人口容纳量 减少)
(3)出生率 计划生育
(4)使老鼠生存的环境阻力增加,从根本上控制老鼠的种群数量(2分)
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