重难点(一)　种群的“J”形和“S”形增长曲线模型的分析及应用

精研重难点(一)种群的“J”形和“S”形增长曲线模型的分析及应用

从“高度”上研究高考思维建模|利用λ值判断种群数量变化“λ”表示种群数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量为第一年的λ倍。若λ＝1，则种群数量不变(稳定)；若λ>1，则种群数量增长，λ>1且恒定时种群数量呈“J”形增长；若λ<1，则种群数量下降。如下图所示：[典例]

(2022·山东高考)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

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)A．亲体数量约为1000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多C．亲体数量大于1000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

解题关键——破译新情境情境信息化新为熟一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量按教材模型理解：假定繁殖周期为一年，补充量就是一年后的种群数量曲线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补充量/亲体数量＝λ，曲线Ⅰ的λ值不是恒定不变的曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等λ＝1时，一个繁殖周期后的种群数量不变[答案]

B[解析]亲体数量约为1000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，根据种群的增长速率变化可知，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，单位时间内增加的数量最多，B正确；由图可知，亲体数量等于1000个时，补充量与亲体数量已经相等，种群达到稳定状态，C错误；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。从“深度”上提升知能1．“S”形增长的不同曲线模型分析(1)曲线模型(2)模型分析①t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快；当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。②t1～t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。③t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。2．“S”形增长中K值的确认K值即一定的环境条件所能维持的种群最大数量。实际环境中种群数量往往在K值上下波动，如图所示：3．“S”形增长中K值的变化图示分析(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值时，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，种群数量所达到的最大值有时会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为在一定的环境条件下不能维持该值。从“细度”上修补疏漏生态数据调查方法误差分析归类汇总1．样方法2．标记重捕法3．抽样检测法(1)未做到每天取样时间一致。(2)取样时未“振荡”，而是从静置培养液上层或下层取样。(3)计数板有气泡。(4)检测时培养液渗入后没有稍等片刻而直接观察(酵母菌还没有沉降到计数室底部)。4．取样器取样法(1)未能给予最适“诱捕”条件，即未能充分利用土壤动物“趋湿”“避光”特性，如未打开电灯可导致诱捕到的动物个体减少。(2)未做到土壤类型、取样时间、土层深度保持一致而导致误差。(3)对“不知名”的动物不予计数而导致误差(正确做法是记为“待鉴定××”，并记下其特征)。从“精度”上拓展训练1．下列有关生物种群数量调查的方法中，错误的是

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)A．调查跳蝻，用样方法B．调查马尾松，小样方划分为1m2左右C．调查蒲公英，要计数小样方内的个体数和两个相邻的边及顶角处的个体数D．调查趋光性的农业害虫，可用定位设置灯光诱捕，定时计数法答案：B

解析：由于跳蝻的活动能力较弱，一般用样方法调查其种群密度，A正确；马尾松是大型植物，1m2左右的样方太小，一般样方面积用100m2左右，B错误；调查蒲公英种群密度用样方法，统计数据时要包括位于样方边线上的个体，一般遵从计上不计下，计左不计右的原则，即一般计数小样方内的个体数和两个相邻的边及顶角处的个体数，C正确；用黑光灯进行灯光诱捕可以用于调查具有趋光性的农业害虫，在研究区域内定位设置灯光诱捕，定时计数即可，D正确。2．下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述，正确的是

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)A．“用样方法调查某地某植物种群密度”实验中，统计所有样方该植物的总数，除以单个样方面积，即为该植物的种群密度B．“探究酵母菌种群数量动态变化”实验中，吸取培养液进行计数之前需要振荡，否则会导致统计结果偏大C．可以采用取样调查法调查水体中小动物类群丰富度D．“探究土壤微生物的分解作用”实验中对土壤进行高温处理组为对照组答案：C

解析：计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度，A错误；吸取培养液进行计数之前需要振荡，目的是使菌体在培养液中混合均匀，否则会导致统计结果偏大或偏小，B错误；可以采用取样调查法调查水体中小动物类群丰富度，C正确；探究土壤微生物的分解作用实验中自变量是土壤微生物的有无，因此对土壤进行高温处理组为实验组，D错误。3．(2023·深圳一模)月季长管蚜是月季的主要害虫，生产实践中常用白僵菌对月季长管蚜进行生物防治。生物防治时月季长管蚜的感染死亡率需达到90%以上。科研人员为了确定白僵菌孢子悬浮液合适的浓度，进行了相关研究，结果如右图。下列叙述错误的是

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)A．月季、月季长管蚜、白僵菌共同构成群落B．可以用样方法调查月季长管蚜的种群密度C．与使用杀虫剂相比，利用白僵菌进行生物防治有利于保护环境D．使用108spores·mL－1的孢子悬浮液4天后能达到防治效果答案：A

解析：群落是指相同时间聚集在一定区域中所有生物种群的集合体，月季、月季长管蚜、白僵菌只是该区域中的部分生物，不能构成一个群落，A错误；月季长管蚜活动能力弱、活动范围小，可用样方法调查其种群密度，B正确；使用杀虫剂容易造成环境污染，进行生物防治可保护环境，C正确；根据题意可知，生物防治时月季长管蚜的感染死亡率需达到90%以上，结合图示可知，使用108spores·mL－1的孢子悬浮液4天后能达到感染死亡率90%以上，即达到防治效果，D正确。4．(2023·武汉一模)右图中甲、乙两条曲线分别表示燕鹆和蝗虫当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt＋1)之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt。下列叙述错误的是

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)A．研究燕鹆和蝗虫的关系属于种群层次B．当种群数量处于S点时，年龄结构为稳定型C．当燕鹆种群数量低于X点时，该种群数量会逐年下降D．当种群数量较少时，蝗虫会在短时间内快速增长答案：A解析：研究燕鹆和蝗虫的关系属于群落层次，A错误；当种群数量处于S(Nt＋1＝Nt)点时，种群数量保持相对稳定，年龄结构为稳定型，B正确；当燕鹆种群数量低于X点时，Nt＋1与Nt比值小于1，说明该种群数量的变化趋势是逐年下降，C正确；当蝗虫种群数量较少时，Nt＋1与Nt比值大于1，说明蝗虫会在短时间内快速增长，D正确。5．(2023·苏州模拟)鳕鱼是具有较高经济效益的海洋鱼类，其种群数量的变化受多种因素影响。科研人员基于数据构建图示模型，用以预测捕捞强度、网眼大小(160mm和130mm)等人为因素对种群的影响。回答下列问题：(1)即使没有捕捞，鳕鱼种群数量也不可能无限增长，原因是___________________________________________________________________________________________________(答出两点)。(2)模型显示，不同网眼(160mm和130mm)捕捞条件下，种群数量变化不同，原因是网眼不仅直接影响捕获数量，还改变鳕鱼种群的____________，从而使________下降导致种群衰退。鳕鱼是冷水鱼类，对洋流温度变化敏感，因此模型构建时需要考虑________________(填种群特征)。(3)海洋中存在“浮游植物→浮游动物→低营养级鱼类→高营养级鱼类”的营养结构，高营养级鱼类多具有较高经济效益，为提高高营养级鱼类的捕获量，从营养结构角度可采取的措施是减少______________________。解析：(1)由于受到资源和空间的限制，并且也存在天敌和其他竞争物种，即使没有捕捞，鳕鱼种群数量也不可能无限增长。(2)不同网眼(160mm和130mm)捕捞条件下，捕获个体的大小不同，会改变鳕鱼种群的年龄结构，进而影响出生率，所以不同网眼捕捞条件下，鳕鱼的种群数量变化不同。鳕鱼是冷水鱼类，对洋流温度变化敏感，即鳕鱼种群会因为洋流温度的变化而出现大量的迁入和迁出，因此模型构建时需要考虑迁入率和迁出