2013版高考生物一轮精品复习 4.2 种群数量的变化学案 新人教版必修3

1 第第 2 2 节节 种群的数量变化种群的数量变化 高考新动向高考新动向 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 考纲全景透析考纲全景透析 一 种群的数量变化一 种群的数量变化 1 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 实验室条件下 当一个种群刚迁入一个新的适宜 环境时 2 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 3 种群数量变化形式 增长 波动 稳定 下降 热点难点全析热点难点全析 一 一 J J 型增长曲线与型增长曲线与 S S 型增长曲线的分析型增长曲线的分析 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 2 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 种群在理想环境中呈 J 型曲线增长 如图甲曲线 在有环境阻力条件下 呈 S 型曲线 增长 如图乙曲线 下列有关种群增长曲线的叙述 正确的是 A 若该图表示草履虫种群增长曲线 当种群数量达到 e 点后 增长速率为 0 B 种群中出现环境阻力是在 d 点之后 C 若该图表示蝗虫种群增长曲线 则对害虫的防治应在 c 点之后 D K 值是环境的最大容纳量 不随环境的变化而改变 析 选 A 对害虫的防治应在害虫个体数较少的 b 点以前进行 故 C 错 环境的最大容纳量随环境 变化而变化 故 D 错 种群数量达到环境所允许的最大数量的一半时 增长速率最快 但是种群所需要 的资源 食物 空间等 是有限的 随着资源的枯竭 环境阻力将随着种群的增长而增加 种群增长速率 逐渐缓慢下来 直到停止增长 故 B 错 当种群数量达到最大值时 基本稳定 此时增长率为 0 二 二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究培养液中酵母菌种群数量的变化 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 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 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 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 高考零距离高考零距离 1 2012 2012 天津高考 天津高考 设置不同 CO2 浓度 分组光照培养蓝藻 测定净光合速率和呼吸速率 光合 速率 净光合速率 呼吸速率 结果见右图 据图判断 下列叙述正确的是 A 用 d3 浓度相比 d1 浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的 H 多 B 与 d2 浓度相比 d3 浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的 ATP 多 C 若 d1 d2 d3 浓度下蓝藻种群的 K 值分别为 K1 K2 K3 则 K1 K2 K3 D 密闭光照培养蓝藻 测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物 解析 由图可知 d3 浓度下的总光合作用强于 d1 浓度下的光合作用 因此单位时间内光反应生 成的 H 较多 A 正确 d3 浓度下呼吸速率小于 d2 浓度下的呼吸速率 单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产 试管编号 ABCom 培养液 mL 1010 无菌水 mL 10 管内 酵母液 mL 0 10 10 1 温度条件 28 5 28 时间 天 123456 数量 个 4 生的 ATP 比 d2 浓度下的要少 B 错误 在 d2 浓度下净光合作用最强最利于蓝藻的增殖 故 d2 浓度的 K 值最大 d3 深度呼吸作用弱 也不篮球蓝藻繁殖 故 K3 较 K2 小 但 K2 最大 故 C 错 光照再密闭 蓝 藻会通过光合作用放出氧气 仍可提供氧气 供蓝藻进行呼吸作用 因此无法根据呼吸产物来判定 故 D 错 答案 A 2 2012 2012 浙江高考 浙江高考 右下图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌 植物 旅鼠之间数量变化关 系的示意图 图中不同阴影面积表示不同比例尺下得个体数量 下列有关叙述错误的是 A 图中所含的食物链为捕食食物链 B 这些生物的种群数量在各自的 K 值上下波动 C 旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的 D 旅鼠的天敌 植物 旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节 解析 旅鼠和植物 旅鼠的天敌与旅鼠均为捕食关系 形成的食物链为捕食食物链 A 正确 在相 对稳定的生态系统中 各生物之间的关系相对稳定 生物的种群数量会在各自的 K 值上下波动 B 正确 旅鼠种群数量主要受外界环境条件及种间关系等的影响 C 正确 旅鼠的天敌 植物 旅鼠之间数量能保 持相对稳定 依赖于负反馈调节 负反馈维持稳态 正反馈更加偏离稳态 D 错误 答案 D 3 2011 海南高考 关于酵母菌的叙述 错误的是 A 酵母菌既含有核基因 又含有线粒体基因 B 酵母菌无氧呼吸的终产物经主动运输运到细胞外 C 培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈 J 型增长 D 碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的 K 值不同 解析 A 项 酵母菌是真核生物 含有线粒体和细胞核 因此含有核基因和线粒体基因 B 项 酵母 菌无氧呼吸的产物有酒精和 CO2 它们通过细胞的方式为自由扩散 不是主动运输 C 项 在培养早期 外界环境对酵母菌生存非常有利 食物 生存空间无限 无天敌 因此早期可以看做是 J 型增长 D 项 环境容纳量 即 K 值 与食物 碳源 有关 因此环境中的营养物质不同 K 值就不同 5 答案 B 4 2010 全国 1 高考 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 5 2010 全国 1 高考 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 6 2010 浙江高考 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 6 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 考点提升训练考点提升训练 一 选择题 1 下图是调查小组的同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图 据此不能得出的结论是 A 第 1 5 年间种群呈 J 型增长 B 第 20 30 年间种群增长率为 0 C 到 20 年时种群的数量最大 D 第 15 20 年间种群数量不断减少 解析 由图可知 种群数量在第 1 5 年间呈 J 型增长 种群数量在第 10 20 年间不断减少 至第 20 年时 种群数量才维持稳定 故种群数量在第 10 年时达到最大 在第 20 30 年间种群的增长率 为 0 答案 C 2 下图反映了种群密度变化与环境因素的关系 据图分析错误的是 A 若环境条件稳定 持续时间长 则足以使一种生物被竞争排除或食物条件 生活空间发生变化 B 若环境条件频繁变化 则常常不出现竞争排除现象 C 海洋和湖泊中浮游植物种类繁多 这是因为这些水体的环境因素较为稳定 D 自然群落中的竞争排除现象是有限的 这是因为自然环境总是不断变化的 7 解析 海洋和湖泊中浮游植物种类繁多 是因为这些水体中无机营养元素较多 答案 C 3 下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 正确的是 A 环境阻力对种群增长的影响出现在 d 点之后 B 若此图表示蝗虫种群增长曲线 防治害虫应在 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 若此图表示草履虫增长曲线 当种群数量达到 e 点后 增长率为 0 解析 由题图看出环境阻力对种群增长的影响在 c 点之后就非常明显了 若此图表示蝗虫种群增 长曲线 防治害虫应在 b 点之前开始 b 点之前害虫基数少 容易控制 一个物种引入新的地区后 也可 能不适应环境而被淘汰 当种群数量达到 e 点后 出生率等于死亡率 增长率为 0 答案 D 4 2012 2012 深圳模拟深圳模拟 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 如下图 均获得了 S 型增长曲线 下列有关该实验的说法错误的是 A 4 个试管内的种群同时达到 K 值 B 4 个试管内种群的增长速率都是先增大后减小到零 C 试管 内种群的 K 值与试管 不同 D 试管 内的种群数量先于试管 内的开始下降 解析 在该实验中 4 个试管均获得了 S 型增长曲线 表明它们的种群数量增长速率均是先增 大后减小到零 由于试管 和试管 内的培养液体积不同 其内的种群的 K 值也不同 试管 内起始酵 8 母菌数比试管 的多一倍 而培养液体积相等 故试管 内的种群数量先于试管 的开始下降 这也说 明 4 个试管内的种群不会同时达到 K 值 答案 A 5 为研究酵母菌种群密度的动态变化 某同学用 1 000 mL 的锥形瓶作为培养容器 棉塞封口 装 入 200 mL 培养液 接种酵母菌后在适宜条件下培养 培养过程中 A 用血球计数板计数 不同时间取样后显微镜视野中酵母菌细胞数量不断增加 B 一段时间内酵母菌以 J 型方式增长 C 氧气的消耗量等于二氧化碳的产生量 D 可直接从静置的培养瓶中取出培养原液稀释后进行计数 解析 酵母菌是兼性厌氧微生物 因此在生活过程中 既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸 因 此氧气的消耗量小于二氧化碳的产生量 一段时间内酵母菌以 J 型方式增长 用血球计数板计数 相 同时间取样才能说明问题 应该振荡混合均匀后再取出培养原液稀释后进行计数而不是从静置的培养瓶 中取样 答案 B 6 2012 2012 杭州模拟杭州模拟 资源的合理使用是使产量最大化 又不影响资源的持久利用 自然种群增长呈 S 型曲线 假设种群的最大值 K 200 N 表示种群数量水平 根据下表 判断下列说法正确的是 曲线上的点种群大小 K N K种群的增长量 S1200 9018 S2500 7538 S31000 5050 S41500 2538 S51800 1018 A 环境阻力对种群增长的影响出现在 S4 点之后 B 防治蝗虫应在蝗虫数量达到 S3 点时进行 C 渔业捕捞后需控制剩余量在 S3 点 D 若此表示酵母菌生长状况 则有害代谢产物在 S1 时期大量积累 解析 S3 点对应于 1 2K 在渔业生产中 捕捞后的数量应维持在 K 2 答案 C 7 将具有竞争关系的甲 乙两种水生动物 共同培养在无铜的适宜培养液中 其数量变化如图 a 所 示 而共同培养在有一定铜浓度的培养液中 其数量变化如图 b 所示 下列叙述正确的是 9 A 甲在无铜污染环境中呈 J 型增长 而在有铜污染环境中呈 S 型增长 B 乙在无铜污染环境中呈 S 型增长 而在有铜污染环境中呈 J 型增长 C 从无铜污染环境转入有铜污染环境 甲 乙在竞争中的优势地位将发生改变 D 从无铜污染环境转入有铜污染环境 甲 乙两种群的基因频率将保持稳定不变 解析 由图示看出 甲适于在无铜环境中生长 在有铜环境中则开始不适应 经过一段时间后可 生长 而乙适于在有铜环境中生长 但均不可能呈 J 型增长 由此可知 从无铜污染环境转入有铜污 染环境中 甲 乙在竞争中的优势地位要发生变化 两种群的基因频率也将发生变化 答案 C 8 如图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线 下列对阴影部分的解释正确 的是 环境中影响种群增长的阻力 环境中允许种群增长的最大值 其数量表示种群内迁出的个体数 其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A B C D 解析 本题考查的知识是有关生物种群增长的两种曲线 J 曲线是在环境中空间 食物等资源 无限理想状态下的种群增长曲线 而 S 曲线是在环境中空间 食物等资源有限状态下的种群实际增长 的曲线 因此阴影部分就表示了环境中影响种群增长的阻力 其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 答案 C 9 下图表示某处于平衡状态的生物种群因某些外界环境变化导致种群中生物个体数量改变时的四种 情形 下列有关产生这些变化的原因的分析中 正确的是 10 1 若图 所示为草原生态系统中某种群 则 a 点后的变化可能原因是过度放牧 2 若图 所示为某发酵罐中菌种数量 则 b 点后的变化原因可能是增加营养供应 3 图 中 c 点后发生的变化表明生态系统的抵抗力稳定性有一定限度 4 图 曲线可用于指导海洋捕捞 A 只有一种说法正确 B 有两种说法正确 C 有三种说法正确 D 四种说法都正确 解析 曲线 表明该种群个体数量突然过度增加 导致环境中生物容纳量 K 值 下降 曲线 表明 该种群数量增加并且达到新的平衡 且 K 值增加 可能是由于外界变化 如增加营养 空间等 环境条 件更加优良 曲线 表明因为外界破坏超过生态系统的自我调节能力 生态系统崩溃 曲线 表明 生 态系统在受到较小干扰 种群数量大于 K 2 时 由于生态系统具有自动维持平衡的能力 种群数量迅速恢 复原有状态 答案 D 10 下图表示某物种迁入新环境后 种群增长速率随时间的变化关系 经调查在第 5 年时该种群的 种群数量为 200 只 下列有关叙述正确的是 A 由图可知 该物种迁入新环境后 其种群数量一直呈 J 型增长 B 导致第 5 年到第 9 年这段时间内种群增长速率下降 种群数量减少的原因主要包括天敌 生活空 间和资源等 C 理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为 400 只 D 如果该种群为东方田鼠 则将其数量控制在 200 只左右可有效防治鼠患 解析 图中种群增长速率先增后减 故种群数量呈 S 型增长 第 5 年到第 9 年间虽然种群增长 速率下降 但种群数量依然在增多 由于种群增长速率最大时 第 5 年 种群数量为 K 2 即 K 2 200 故理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为 400 只 若将东方田鼠的数量控制在 200 只左右 则东方 田鼠种群数量具有最大的增长速率 不利于防治鼠患 因而应将其数量控制在较低水平 小于 200 只 11 答案 C 11 下图所示为自然环境中生物种群数量变化曲线 下列有关的叙述错误的是 A d 处波动主要是因为出生率和死亡率变动所致 B 涸泽而渔 会使鱼虾数量下降至 b 以下 使生态系统发展停滞甚至崩溃 C 灭鼠时如果仅杀死一半的老鼠 可能效果适得其反 D c 处种群个体数量不再上升的原因是种群内个体间发生竞争的结果 解析 出生率和死亡率影响种群数量的变化 杀死一半的老鼠时 生存个体可获得更多的生存空 间 效果适得其反 种群个体数量不再上升的原因有食物 空间 天敌等因素的影响 种内间个体不发 生竞争关系 答案 D 12 下图为用不同方式培养酵母菌细胞时种群的增长曲线 曲线 是对照组 保持恒定酸性 其 余分别是每 3h 12 h 24 h 换一次培养液 下列叙述不正确的是 A 更换营养液的周期越长 种群平均增长率越大 B 造成 的 K 值较小的原因有资源缺乏 有害代谢产物的积累 pH 的变化等 C K 值随环境条件 资源量 的改变而改变 D 曲线 表示每 12 h 换一次培养液 曲线 表明资源基本不受限制 解析 在微生物的培养中 无天敌 即种间斗争 时 影响其种群生长的主要因素来自种内斗争 而引发种内斗争并使斗争加剧的原因是有限的资源及环境的恶化 一般地说 更换营养液的周期越短 酵母菌的营养越丰富 环境越适宜 越有利于其生长繁殖 在理想状态下可实现 J 型生长 如 此 种生长不会有 K 值 环境最大容纳量 而在有限的环境中 由于存在生存斗争 使种群增长有 K 值 且 K 值随环境条件改变而改变 答案 A 12 13 将少量细菌接种到适宜的培养基中 在适宜的条件下进行培养 不做其他处理 以下哪个曲线 图最有可能是该细菌种群数量从最初到最终的变化 解析 首先要正确理解题目要求 选出正确的曲线以表示细菌种群数量从最初到最终的变化 其 次是要明确种群数量增长有 J 型曲线和 S 型曲线 而 S 型曲线的形成是因为存在环境阻力 如 食物 空间 天敌等因素 在一个处于平衡状态的自然生态系统中 种群的数量在环境容纳量水平上下 波动 在题干所述条件下 随着培养过程的进行 营养物质不断被消耗而减少 又没有新的物质补充 最终导致种群数量骤减 答案 D 14 用牛奶瓶培养黑腹果蝇 观察成虫数量的变化 结果如下表 根据表中数据分析 下列结论正确 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 成虫数量呈 J 型增长 解析 第 13 25 天 成虫数量增长快的主要原因是个体的繁殖加快 A 错 第 17 29 天 成虫数 量增长逐渐缓慢 说明增长率下降 死亡率上升 B 错 第 21 37 天 成虫数量逐渐增多 种群密度增 大 导致生存斗争加剧 成虫增长率下降 C 正确 第 1 37 天 成虫数量呈 S 型增长 D 错 答案 C 15 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 下列分析中错误的是 A 果蝇在前 9 天种群数量增长缓慢 是因为果蝇需要适应新环境 13 B 根据实验数据尚不能获得该环境下果蝇的环境容纳量 C 第 21 37 天 成虫增长率的下降与种群密度的改变有关 D 实验的 37 天中 果蝇成虫数量呈 J 型增长 解析 一个新的种群引入到一个新环境中 开始适应期种群的数量增长缓慢 随后增长加快 这 时幼年个体多 种群数量不断增长 当种群达到一定数量时环境的压力越来越大 此时种群密度增大 种内竞争加剧 增长率下降 但直到实验的第 37 天时 种群数量还在增长 所以根据实验结果尚不能得 出该环境下果蝇的环境容纳量 即 K 值 整个种群的发展过程符合 S 型增长 答案 D 二 非选择题 16 在调查植物种群密度的探究活动中 有以下实践活动 阅读后请回答相关问题 1 若一块农田长 100 m 宽 30 m 在对该地块的蒲公英进行种群密度调查时 取 10 个大小为 1 m2 的样方 那么 从长的一边计起 第二个样方的中心应在地长的 m 地宽的 m 处 2 假设我们所调查的一块地里的蒲公英的分布比较均匀 10 个小组各自统计的一个样方的结果如 下表 组别 12345678910 株数 0332233943 以上各组所报的数值中 经实际询问有两个组是不真实