人教生物选择性必修2（五省专用）教参

eq\a\vs4\al()解读章首图文培养学习志向·勇担社会责任选择性必修1《稳态与调节》的内容是关于个体水平生命系统的，本模块的内容是关于群体水平生命系统的。从个体到群体，需要一个过渡。因此，本章作为本模块的起始章节，章引言的第一句话就是“任何物种都不可能以单一个体生存和繁衍。”这句话实际上渗透了生物学的群体思想：个体是细胞的群体，种群是个体的群体，群落是种群的群体；各个层次的群体都是一个有机的整体。细胞离开个体不能生存(对多细胞生物来说)，个体离开种群不能生存和繁衍，种群离开群落不能长久存在。因此，研究生命的奥秘，不仅需要进行个体、细胞、分子水平的研究，还需要进行种群、群落、生态系统等群体水平的研究。尽管同学们在必修1《分子与细胞》和必修2《遗传与进化》中接触过种群的概念，但并未从生态学角度准确理解。因此，章引言第二句话给种群下了明确的定义。引言的第二自然段介绍了东北豹，指出它是我国一级保护动物，是本领高强的捕猎能手，但曾濒临灭绝。这一情境很容易引起同学们的认知冲突：为什么如此强壮的捕猎能手还会濒临灭绝呢？由此体会到研究种群数量变化及其影响因素的必要性。这里之所以选择东北豹，而不是东北虎等其他耳熟能详的濒危动物，意在给同学们以新奇感，激发学习兴趣。以我国濒危动物作为素材，配以鲜活生动的东北豹照片图，还能提升同学们的家国情怀。引言的第三自然段指出了种群研究的实践意义，让同学们认识到学习本章内容的重要性，以激发同学们的学习动机。然后明确指出种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律：该种群的个体数量状况如何？其数量将会怎样变化？影响其数量变化的因素有哪些？这三个问题分别指向本章第1、2、3节的核心内容，体现了问题驱动策略和聚焦大概念的理念。“群体共存才有生命长河”，本章首页所配小诗呼应章引言第一自然段体现的群体思想。诗最后一句“整体大于部分之和”则是点睛之笔，体现了生命的系统观。eq\a\vs4\al()理清本章架构初识概念体系·具备系统思维第1节种群的数量特征学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.列举种群的数量特征，说明出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例与种群密度的关系。2.说出调查种群密度的主要方法，学会运用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。1.种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律。2.种群最基本的数量特征是种群密度。种群的其他数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等，这些特征是决定种群密度的重要因素。3.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率。[主干知识梳理]一、种群密度及其调查方法1．概念：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数。它是种群最基本的数量特征。2．调查种群密度的应用(1)濒危动物保护。(2)农田杂草状况调查。(3)农林害虫的监测和预报。(4)渔业上捕捞强度的确定。3．种群密度的调查方法二、种群的其他数量特征1．出生率和死亡率(1)出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。(2)死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。2．迁入率和迁出率：对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。3．年龄结构(1)概念：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。(2)类型类型图示出生率与死亡率的关系种群密度变化趋势增长型出生率大于死亡率增大稳定型出生率等于死亡率基本不变衰退型出生率小于死亡率减小4．性别比例(1)概念：种群中雌雄个体数目的比例。(2)意义：对种群密度有一定的影响。(3)应用：利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体，改变了害虫种群正常的性别比例，从而降低害虫的种群密度。[边角知识发掘]1．(教材第2页图1­1)黑光灯诱捕昆虫的原理是什么？用这种方法得到的某昆虫的种群密度准确吗？提示：黑光灯利用昆虫的趋光性诱捕昆虫。该方法得到的种群密度只是一个粗略的估计值，因为黑光灯的诱捕效果不能达到百分之百，另外所诱捕的都是昆虫的成虫，其他年龄段的昆虫不能捕捉到。2．阅读教材第4页“与社会的联系”有关内容，思考以下问题。(1)我国人口性别比例失衡的原因有哪些？提示：一是受传统文化的影响；二是受经济基础的制约；三是社会性别的不平等；四是科技手段的滥用，等等。(合理即可)(2)为解决性别比例失衡，我国政府采取了哪些措施？提示：我国政府采取了多种措施进行综合治理。例如，通过法律禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”，启动了“关爱女孩行动”，等等。[教材问题提示]一、旁栏思考题(教材第3页)东北豹一般每年最多生一胎，通常每胎产仔2～3只，偶尔有产1只或4只的情况，幼豹2～3岁后性成熟。而鼠一年可生数胎，每胎产多只鼠，幼鼠当年即可性成熟。可见东北豹的繁殖能力比鼠弱得多。一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，这是它们的种群数量出现较快增长的内因。二、思考·讨论(教材第4页)1．A属于增长型，C属于衰退型，B属于稳定型。因为一般来说，幼年和成年个体数越多，老年个体数越少，出生率就越高，死亡率就越低，种群数量增长就越快；反之，种群数量增长就越慢，或者种群数量下降。2．不一定。因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。3．这说明我国少年儿童的人口占比在减少，老龄人口占比在增加，我国人口的年龄结构逐渐老龄化。新知探究一种群密度及其调查方法[在探究][任务驱动]1．下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果，下图表示第四个样方中该植物的分布情况。据此回答：样方N1N2N3N4N5种群密度/(株·m－2)8718x9(1)如何计数第四个样方的植株数量？提示：需要计数样方以内的个体数量，以及任意两边及其夹角上的个体数量。(2)该植物种群密度是多少？N3的数据明显高于其他样方，应如何处理？提示：该植物种群密度为8株·m－2。N3的数据应舍弃。2．用标记重捕法调查某动物的种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则调查结果是偏高、偏低，还是不变？为什么？提示：偏高。若标记个体更易于被天敌捕食，则重捕中被标记的个体数减小，根据标记重捕法估算种群密度的公式可知，种群密度的调查结果会偏高。[师说重难]1．黑光灯诱捕法调查种群密度的原理对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯诱捕的方法来估算它们的种群密度。趋光性属于一种应激性。该方法所得结果多为相对密度，是通过跟历史记录作对照得出的，一般对害虫的成灾程度预测和防治有指导意义。2．样方法与标记重捕法的比较项目样方法标记重捕法适用对象植物或活动范围小、活动能力弱的动物活动范围大、活动能力强的动物调查程序注意事项①随机取样；②样方大小适中；③样方数量不宜太少①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡或能测定数目变化情况；②标记物对所调查动物生命活动无影响3．样方法的计数原则同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数相邻两边及夹角上的个体。如图所示：统计该样方内的蒲公英个体数量，应计数样方内＋相邻两边(计上不计下，计左不计右)及夹角上的个体，因此，该样方中有9株蒲公英。4．利用标记重捕法估算种群密度的误差分析设种群数量为A只，第一次捕获B只并标记，第二次捕获了a只，其中有b只被标记，根据公式eq\f(B,A)＝eq\f(b,a)，得A＝eq\f(aB,b)。由上式分析可知：(1)若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体的被捕机会降低、标记物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等)造成b偏小，则A偏大。(2)若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获、在被标记个体密集处捕获等)造成b偏大，则A偏小。(3)若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。[在应用中悟][典例1]某同学拟调查一个面积为100m2A．统计该草地上该种植物的全部个体数目B．设置1个1m2C．随机设置1m2D．在该种植物密集处设置1m2[解析]调查某种植物的种群密度，一般采用样方法，直接统计该草地上该种植物的全部个体数目难度较大，A不可行；只选取一个样方进行调查不具有代表性，B不可行；要随机选择样方，不能只选择所调查植物分布密集的地段，C可行，D不可行。[答案]C[典例2]下列有关生物种群数量调查的方法，正确的是()①调查蚜虫、跳蝻，用样方法②调查马尾松，样方划分为1m2③调查蒲公英，只计数样方内的个体数④调查趋光性农业害虫，可用定位设置灯光诱捕，定时计数法A．①④ B．①②③C．②③④ D．①②④[解析]蚜虫、跳蝻活动能力弱，调查其密度用样方法，①正确；马尾松是大型裸子植物，在调查其种群数量时，1m2左右的样方太小，一般样方面积用100m2左右，②错误；调查蒲公英，除计数样方内的个体数外，还要把样方相邻两边及夹角处的所有个体统计在内，③错误；调查趋光性农业害虫，可用黑光灯进行灯光诱捕的方法，[答案]A方法规律“两看法”选择合适的种群密度调查方法[在训练中评]1．下列关于种群密度的叙述，错误的是()A．一些物种的种群密度在不同季节中有较大差异B．种群密度比种群数量更有利于准确认识种群C．每平方千米的农田内黑线姬鼠的数量不是种群密度D．可以用样方法调查某一种植物的种群密度解析：选C有些生物的种群密度受到季节变化的影响，因此会出现某一物种的种群密度在不同季节中有较大差异的现象，A正确；种群密度是衡量种群数量的指标，因此种群密度比种群数量更有利于准确认识种群，B正确；每平方千米农田面积内黑线姬鼠的数量是种群密度，C错误；调查某一种植物的种群密度通常用样方法，D正确。2．下列有关调查种群密度的说法，错误的是()A．调查长条形地块中某种植物的种群密度，常用等距取样法取样B．调查古树木、蝗虫的幼虫和某种蛇的种群密度时，通常采用样方法C．蔓生或丛生的单子叶植物不能以地上部分的数量估算种群密度D．用标记重捕法调查种群密度时，个体被捕捉的概率应相等，而与年龄和性别无关解析：选B长条形地块中某种植物的种群密度，常用等距取样法取样，有利于取样的随机性，A正确；蛇的活动能力强，活动范围较大，调查其种群密度时宜采用标记重捕法，B错误；蔓生或丛生的单子叶植物，从地上部分难以辨别是一株还是多株，不能以地上部分的数量估算种群密度，C正确；用标记重捕法调查种群密度时，要求每一个体被捕捉的概率相等，与年龄和性别无关，从而能减少实验的偶然误差，D正确。3．采用标记重捕法对野生动物种群进行调查时会产生误差，对误差的原因及结果描述错误的是()A．两次捕捉之间被调查种群发生大规模迁入，导致调查结果偏大B．被标记个体更易被捕食者所捕食，导致调查结果偏大C．部分被标记个体的标记物脱落，导致调查结果偏大D．部分被标记个体受到群体的驱逐被迫迁出调查区域，导致调查结果偏小解析：选D两次捕捉之间被调查种群发生大规模迁入，被标记个体更易被捕食者所捕食以及部分被标记个体的标记物脱落，都会导致第二次捕获个体中标记个体减少，使调查结果偏大，A、B、C正确；部分被标记个体受到群体的驱逐被迫迁出调查区域，则第二次捕获个体中标记个体减少，导致调查结果偏大，D错误。新知探究二种群的其他数量特征[在探究][任务驱动]如图表示种群数量特征间的关系，依图回答有关问题：(1)图中a～f分别表示种群的什么特征？提示：a～f分别表示性别比例、年龄结构、种群密度、迁入率和迁出率、出生率、死亡率。(2)预测种群数量的变化趋势主要依据图中的哪个特征？并说明理由。提示：预测种群数量的变化趋势主要依据图中的b，即年龄结构。因为不同年龄结构的种群中，老年、成年、幼年的个体数不同，因此可预测其未来的出生率与死亡率，进而预测种群未来的发展趋势。(3)利用性引诱剂可有效降低害虫的种群密度，其原理是什么？提示：破坏了害虫的性别比例，从而降低了害虫的出生率。[师说重难]1．种群数量特征的关系图示(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。(3)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度。2．种群数量变化特殊实例分析(1)城市人口的剧增——迁入率＞迁出率。(2)法律禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”等——控制我国人口的性别比例。(3)放宽生育政策——缓解人口老龄化问题。(4)利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀害虫雄性个体——通过使性别比例失调来降低出生率。(5)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重——他得出此结论的依据最可能是蝗虫种群的年龄结构为增长型。[在应用中悟][典例1]如图表示种群的某些数量特征之间的关系。下列相关叙述错误的是()A．甲为出生率，乙为死亡率B．丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度C．丁为年龄结构，一般包括幼年、成年和老年三个年龄期D．种群密度是种群最基本的数量特征，其他特征都直接决定种群密度的变化[解析]由图分析可知，甲、乙分别为出生率、死亡率；丙为性别比例，通过影响出生率间接影响种群密度；丁为年龄结构，一般包括老年、成年及幼年三个年龄期；年龄结构和性别比例不直接决定种群密度的变化。[答案]D[典例2]种群的年龄结构大致可分为图示①②③三种类型，下列相关说法错误的是()A．在我国近年的人口调查中，获知人口出生率每年在下降，说明我国人口年龄结构一定为图③表示类型B．在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，该水域鱼种群的年龄结构可能为图①表示类型C．农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄结构为图③表示类型D．在某一处于稳定状态的生态系统中，各种生物种群的年龄结构可能为图②所示类型[解析]种群数量的增长取决于出生率和死亡率。从我国人口的现状看，人口数量仍为出生率大于死亡率，即人口数量仍在上升，应用图①(增长型)表示，A错误。[答案]A易错提醒(1)年龄结构能预测但不能决定种群密度的变化。(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率不完全取决于年龄结构，还与气候、食物、天敌等因素有关，例如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。[在训练中评]1．下列叙述不属于种群数量特征的是()A．某地常住人口的男女比例为1.07∶1B．近年来，某市65岁及以上的人口比例增大C．小麦田中每平方米有20株杂草D．由于薇甘菊的入侵，松树种群死亡率升高解析：选C种群的数量特征包括种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率等。麦田中的杂草不是一个种群，所以小麦田中每平方米有20株杂草不能表示种群密度，不属于种群的数量特征。2．出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度的关键因素。某沿海城市在秋季对本市居住人口进行了调查，发现人口密度不断增大，在人口调查途中发现市郊大雁数量也比以前增多不少。对于人口和大雁种群密度增大的原因，下列叙述正确的是()A．人口密度不断增大主要是迁入增多，大雁数量增多主要也是迁入增多B．人口密度不断增大主要是出生率增大，大雁数量增多主要是迁入增多C．人口密度不断增大主要是迁入增多，大雁数量增多主要是出生率增大D．人口密度不断增大主要是出生率增大，大雁数量增多主要也是出生率增大解析：选A沿海城市经济发达，外来务工人员较多，人口数量增多主要是迁入增多；大雁数量增多主要是北方候鸟迁徙到南方越冬，主要原因也是迁入增多。3．第二次世界大战结束后，某国政府曾制订奖励措施鼓励生育，以弥补其在战争中大量死亡的人口，尤其是男性公民的巨大损失。除了人口数量大大减少这个原因以外，导致该国政府干预人口发展的另一个主要原因是()A．青壮年大量死亡使年龄结构呈衰退型B．战争的伤害使适龄人群不愿生育C．青壮年性别比例失调导致自然出生率低D．战后缺医少药导致死亡率升高解析：选C性别比例通过影响种群的出生率进而影响种群数量。战争导致男性公民大量死亡，改变了性别比例，使自然出生率低。科学视野——不同生物的性别比例大多数动物种群的性别比例性比接近1∶1。有些种群以具有生殖能力的雌性个体为主，如轮虫、枝角类等可进行孤雌生殖的动物种群。还有一种情况是雄性多于雌性，常见于营社会生活的昆虫种群。同一种群中性比有可能随环境条件的改变而变化。例如，在很多爬行动物中，往往是卵的孵化温度决定后代的性别。就龟来说，低温会导致从卵中孵出雄龟，而较高的温度则会导致从卵中孵出雌龟。另外，有些动物有性转变的特点，例如，黄鳝幼年都是雌性，繁殖后多数转为雄性。在自然生物种群中，性比会随着年龄段变化而发生一定程度的变化。例如，大部分哺乳动物的种群包括人类在幼年个体中雄性会多一些，而在老年个体中雌性会多一些。这是由于生理和行为上的差异导致雄性的寿命通常比雌性略短。,对雌雄异株植物而言，可以用雌、雄个体的相对数量表示性比。对两性花植物或雌雄同株植物而言，不存在性比，但也有学者采用花粉数和胚珠数的比值作为性比。雌雄异株植物的性比接近于1∶1，但也常见偏离这一比例的现象。出现性比偏离，有的是花粉竞争引起的，但多数情况是由各种因素导致的死亡率不同造成的。例如，宽叶麦瓶草因雄性突变、性连锁致死因子等而导致雌株的死亡率与雄株的不同，进而造成雌性所占比例偏高。另外，在分析植物性比的偏离时也应注意性转变。[素养评价]1．如图表示四个种群中的不同年龄个体所占的比例，其中种群密度最可能会越来越小的是()解析：选A图A种群中幼年个体较少，而老年个体较多，这样的种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小；图B种群中幼年个体很多，老年个体很少，这样的种群正处于发展时期，种群密度会越来越大；图C种群中幼年个体数较多，老年个体数较少，出生率大于死亡率，种群密度增大；图D种群中各年龄期的个体数目比例适中，数目接近，这样的种群正处于稳定时期，种群密度在一段时间内会保持稳定。2．黄鼠是我国北方农田和草原的重要害鼠，对农作物危害严重。某研究机构对某草地进行了调查，调查样方总面积为2hm2(1hm2＝10000m2捕获数/只标记数/只雌性个体数/只雄性个体数/只初捕32321418重捕3641620A．根据调查数据，可得该草地黄鼠的平均种群密度为288只/hm2B．上述计算所得的平均种群密度数值与实际种群密度数值相比可能会偏小C．综合两次捕获情况，该黄鼠种群的性别比例(♀∶♂)为1∶1D．假设样方中只有这一种鼠，平均每100m2有3.6个洞口，且不考虑重捕更难的因素，则洞口数与黄鼠数的比例关系为2.5∶解析：选D设黄鼠种群中的总个体数为N，初次捕获并标记的个体数为32只，第二次捕获36只，其中被标记的个体数为4只，则32/N＝4/36，得N为288只，但调查样方总面积为2hm2，故该草地黄鼠的平均种群密度约为288÷2＝144(只/hm2)，A错误；黄鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则第二次捕获的个体中被标记的个体数减少，导致计算所得的种群密度数值比实际值偏大，B错误；在两次捕获中，雌性个体数量是30，雄性个体数量是38，即雌性∶雄性的比例约为15∶19，C错误；由于平均每100m2有3.6个洞口，则1hm2有360个洞口，故洞口数∶田鼠数＝360∶144＝2.5∶3．某研究小组对一个未受人类干扰的自然湖进行调查，获得该湖泊中某鱼种群的年龄结构数据如表所示。研究表明，该种鱼在2＋时达到性成熟(进入成年)，7＋时丧失繁殖能力(进入老年)。下列叙述错误的是()年龄0＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7＋8＋≥9个体数9218658555752597875126注：表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1、小于2，其他以此类推。A．未来一段时间内，该鱼种群在湖泊中的数量基本不变B．大量捕捞年龄大于等于7的个体，也会导致该种群出生率明显变化C．仅根据题干所给数据，无法得出该湖泊中此种鱼类的种群密度D．利用标记重捕法调查时，若标记物使老年个体更易死亡，则计算所得老年个体数偏小解析：选D根据表中数据可知，此种鱼幼年个体∶成年个体∶老年个体＝278∶281∶279，各年龄期个体数大致相当，年龄结构为稳定型，则未来一段时间内，该鱼种群数量基本不变，A正确；大量捕捞老年个体，种群数量减少，出生个体数基本不变时，则出生率变大，B正确；种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数，题干未给出湖泊水体体积，无法计算种群密度，C正确；若标记物使老年个体更易死亡，则重捕的鱼中被标记的老年个体数偏少，计算所得老年个体数比实际偏大，D错误。[课时跟踪检测]一、概念检测1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)高二某班教室中全部师生可看成一个种群。()(2)可用每平方米草坪上杂草的数量来表示种群密度。()(3)五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。()(4)若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高。()(5)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：(1)×某班全部师生不具有年龄结构、出生率、死亡率等种群的数量特征，不能看成一个种群。(2)×草坪上的杂草有很多物种，而种群密度强调的是同一种生物。(3)×行道树灌木丛为长方形，调查其中蜘蛛的种群密度应采取等距取样法。(4)√(5)×调查该种群密度时，应随机取样。2．下列关于种群密度的说法，错误的是()A．某森林每平方千米范围内猞猁的数量是其种群密度B．农林害虫的监测和预报、渔业上捕捞强度的确定等都需要对种群密度进行调查研究C．样方法和标记重捕法都不能得到某种群密度的准确值D．调查动物的种群密度一般采用标记重捕法，如对田鼠、蚯蚓等种群密度的调查解析：选D种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数，因此可用每平方千米范围内猞猁的数量表示其种群密度，A正确；种群密度对合理利用生物资源等具有重要意义，因此农林害虫的监测和预报、渔业上捕捞强度的确定等都需要对种群密度进行调查研究，B正确；样方法和标记重捕法都是估算种群密度的方法，不能得到某种群密度的准确值，C正确；蚯蚓活动能力弱，活动范围小，一般用样方法进行种群密度的调查，D错误。3．下列有关种群数量特征的叙述，正确的是()A．种群密度是种群最基本的数量特征，种群密度一般是固定不变的B．决定种群个体数量变动的因素，主要是出生率和死亡率、迁入率和迁出率C．某种群中具有生殖能力的雌性个体远远多于雄性个体时，该种群数量会越来越大D．可根据当前种群的性别比例情况，预测未来种群密度的发展趋势解析：选B出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例均影响种群密度，所以种群密度一般不是固定不变的，A错误；出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度，B正确；性别比例在一定程度上影响着种群密度，对不同的种群来说，当具有生殖能力的雌性个体远远多于雄性个体时，说明该种群的性别比例失衡，该种群出生率可能会降低，种群数量会减小，C错误；年龄结构是预测种群密度发展趋势的重要依据，D错误。4．下列关于种群特征的叙述，正确的是()A．种群密度越大，种群数量增加越快B．性别比例对种群密度的影响在生殖前期最大C．出生率大于死亡率时，种群数量一定增加D．年龄结构表示取样期间各年龄期个体数量在种群中所占的比例关系解析：选D种群密度不能反映种群数量的变化趋势，种群密度越大，其种群数量就越多，种内竞争也就越激烈，种群数量增加速度减慢，A错误；性别比例通过影响出生率间接影响种群密度，故性别比例对种群密度的影响在生殖期最大，B错误；出生率、死亡率、迁入率和迁出率均是影响种群数量的直接因素，当出生率大于死亡率时，种群数量不一定增长，C错误；年龄结构表示取样期间各年龄期个体数量在种群中所占的比例关系，D正确。5．如图为四个地区的人口年龄结构曲线图，如果不考虑其他因素，那么人口数量将逐渐减少的地区是()A．甲地 B．乙地C．丙地 D．丁地解析：选D甲、乙两地所示曲线中，随着年龄的增长，个体越来越少，说明幼年的个体数远大于老年的个体数，属于增长型；丙地所示曲线中，各年龄段的个体差不多，属于稳定型；丁地所示曲线中，幼年个体较少，老年个体较多，属于衰退型，种群密度会逐渐减少。二、综合迁移6．下列有关调查种群密度方法的叙述，正确的是()A．调查森林中乔木和灌木的种群密度时，乔木的样方面积一般大于灌木B．调查酵母菌的种群密度时，应在静置的培养液上、中或下部随机取样C．标记重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域内是均匀分布的D．进行湖泊中某植物的数量调查时，样方应设置在近岸浅水、该植物集中分布的区域解析：选A调查不同的植物类型的种群密度时样方面积不同，由于乔木体积大，所以样方面积要比调查灌木植物种群密度时的样方面积大，A正确；培养液静置一段时间会出现酵母菌的分层，所以需要将培养液摇匀后再取样，使计数更准确，B错误；标记重捕法所标记的种群在整个调查区域内不一定是均匀分布的，C错误；采用样方法调查种群密度时，取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素，D错误。7．某同学为了调查某区域内麻雀和黄鹂的种群密度，在该区域内随机设置了若干捕鸟网。捕获结果统计如下表(单位：只)，下列叙述错误的是()项目麻雀黄鹂第一次捕捉46(标记后放生)43(标记后放生)第二次捕捉42(其中6只标记)36(其中9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．该区域麻雀大约有322只，黄鹂大约有172只C．该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群D．若被标记的个体被再次捕获的概率下降，则计算的结果应偏小解析：选D标记重捕法调查的某区域内的种群数量＝第一次捕获并标记的个体数×第二次捕获的个体数÷第二次捕获的标记个体数。若被标记的个体被再次捕获的概率下降，则计算的结果应偏大。8．某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。如图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄结构个体数)。关于该种群的叙述，错误的是()A．该种群10月份的出生率可能为零B．天敌的迁入可影响该种群的年龄结构C．该种群的年龄结构随季节更替而变化D．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的种群密度解析：选D据题图可知，12月底没有未成熟个体，而该动物个体从出生到性成熟需要6个月，表明10月份种群的出生率可能为零，A正确；引入的天敌可能对不同年龄段个体的捕食具有选择性，从而影响该种群的年龄结构，B正确；图示各个月份中，该动物种群的年龄结构都不相同，说明该种群的年龄结构随季节更替而变化，C正确；大量诱杀雄性个体会导致性别比例失调，降低种群的出生率，从而对该种群的种群密度产生影响，D错误。9．科研人员为调查整株辣椒上西花蓟马(一种害虫)的种群密度，每隔15天左右在每块地每行选取2株辣椒，隔行选取，每块地选取100株辣椒。调查时先将辣椒所有花朵剪下，单朵放入1个自封袋，贴上标签，注明采集时间和编号，然后将辣椒从根部尖端放入塑料袋，带回实验室清点害虫数量。下列关于该调查的说法，正确的是()A．科研人员对西花蓟马进行种群密度调查所用的方法是样方法B．清点的害虫数量不用舍弃个别悬殊的数据，取其平均值C．可选择含西花蓟马密度大的辣椒植株进行调查D．无论数据大小，只要取其平均值就是种群密度的真实数据解析：选A根据题意可知，科研人员对西花蓟马进行种群密度调查所用的方法是样方法，A正确；多次取样，应舍弃数据悬殊的个别样方(而不是那个数据)，取其平均值，B错误；样方法中，取样的关键是随机取样，不能掺入主观因素，C错误；根据样方法得到的平均值是种群密度的估计值，D错误。10．科学家对某相对封闭岛屿上社鼠种群数量和一年中不同季节的性别比例进行统计，结果如图(曲线表示种群数量)。下列分析不合理的是()A．决定该岛屿社鼠种群数量变化的直接因素是出生率和死亡率B．该岛屿春季和春夏之交更有利于社鼠种群的繁殖C．当社鼠种群数量处于高峰期时雌性明显多于雄性D．社鼠种群密度较低时，较高性别比例有利于种群密度的恢复解析：选C在相对封闭的岛屿上，种群的迁入和迁出少，出生率、死亡率是影响社鼠种群数量变化的直接因素，A正确；据图可知，春季和春夏之交社鼠种群数量增多，可推知该时间段更有利于其繁殖，B正确；在春季和春夏之交，社鼠的种群数量多，处于高峰期，此时雌雄数量相差不大，C错误；社鼠种群密度较低时，较高性别比例有利于提高出生率，恢复种群密度，D正确。11．图1为种群数量特征的概念图，图2为某林场松鼠出生率和死亡率变化曲线图，请回答相关问题：(1)图1中a表示________，预测种群数量未来变化的主要依据是________(填“a”“b”或“c”)。(2)调查显示，图2中d、e对应的点分别表示该林场松鼠2016年、2019年的出生率和死亡率，则这两年该松鼠的年龄结构分别为__________、__________。(3)调查植物种群密度最常用的方法是样方法，具体的方法有______________________(写两种)。在用标记重捕法调查动物种群密度时，若经捕获后的动物更难被捕获，则调查的结果要比实际值__________。解析：(1)分析图1可知，a、b、c分别表示性别比例、年龄结构、种群密度；b年龄结构可预测种群数量变化趋势。(2)d点出生率>死亡率，种群数量增加，则2016年该林场松鼠的年龄结构为增长型；e点出生率＝死亡率，种群数量基本不变，则2019年该林场松鼠的年龄结构为稳定型。(3)五点取样法、等距取样法是样方法中常见的两种取样方法；经捕获后的动物更难被捕获，根据公式：种群中的个体数＝第一次捕获并标记数×第二次捕获数÷第二次捕获被标记数，则第二次捕获被标记数减小，计算所得种群密度偏大。答案：(1)性别比例b(2)增长型稳定型(3)五点取样法、等距取样法偏大12．夏腊梅是一种落叶灌木，属于我国珍稀濒危保护植物，主要分布于中国浙江省狭小的区域内。生态学家研究了群落物种组成对夏腊梅种群分布和种群密度的影响。(1)种群密度是指______________________________。在用样方法调查夏腊梅种群密度时，要根据夏腊梅的分布状况和地段形状确定样方的多少、样方大小和____________。(2)生态学家调查了白水坞、西坑、大明山三个地区不同基径夏腊梅个体的数量，结果如图所示。注：Ⅰ.基径>20cm；Ⅱ.10cm<基径≤20cm；Ⅲ.3cm<基径≤10cm；Ⅳ.基径≤3cm据图可判断，大明山地区夏腊梅种群年龄结构属于________型，而西坑地区夏腊梅种群年龄结构属于________型。解析：(1)种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数；用样方法调查夏腊梅种群密度时，要根据夏腊梅的分布状况和地段形状确定样方的多少、样方大小和取样方法。(2)种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，可分为三种类型：稳定型、衰退型、增长型。大明山地区夏腊梅种群基径≤3cm、3cm<基径≤10cm与基径>10cm的个体数相差不大，属于稳定型；西坑地区夏腊梅基径>10cm的老年个体多，幼年个体少，属于衰退型。答案：(1)种群在单位面积或单位体积中的个体数取样方法(2)稳定衰退三、应用创新13．研究人员对某林区猕猴的种群数量和性别比例进行调查，结果如图所示(注：4～12岁为猕猴的生育年龄)。下列分析正确的是()A．该林区猕猴种群的年龄结构为稳定型B．最好选择生殖期调查猕猴种群数量C．7～9岁个体中雄/雌比值最小，可能与雄性在争夺王位和配偶过程中死亡率较高有关D．该种群各年龄期个体数量和性别比例将不会发生变化解析：选C由图可知，该林区猕猴种群中，幼年个体明显多于老年个体，因此其年龄结构为增长型，A错误；调查猕猴种群数量时，调查期内应没有较多新出生的个体，故不能选择生殖期猕猴进行调查，B错误；7～9岁个体中，雄性与雌性的数量比值最低，可能与雄性争夺王位和配偶导致死亡率较高有关，C正确；该种群各年龄期个体数量和性别比例将处于不断变化之中，D错误。14．标记重捕法和样方法是调查种群密度的两种常用方法。下列说法错误的是()A．调查大多数哺乳动物种群密度时，一般采用标记重捕法B．计数时同种生物个体无论大小都要计数C．标记重捕法中种群数量的估算公式：第一次捕获并标记个体数/种群数量＝重捕个体数/重捕中被标记数D．随机取n个样方，每个样方的生物个体数量为x1、x2……xn，则样方内生物个体数量的平均值为(x1＋x2＋……＋xn)/n解析：选C调查活动能力强、活动范围大的哺乳动物的种群密度一般采用标记重捕法，A正确；同种生物个体无论大小均属于该种群的个体，全部要计数，B正确；标记重捕法中种群数量的估算公式：第一次捕获标记个体数/种群数量＝重捕中被标记数/重捕个体数，C错误；样方法估算种群密度时是所有样方的个体数÷样方数，即求其平均值，若每个样方的生物个体数量为x1、x2……xn，则样方内生物个体数量的平均值为(x1＋x2＋……＋xn)/n，D正确。15．下图表示种群特征之间的关系，据图分析，下列叙述错误的是()A．①④分别表示年龄结构和性别比例B．种群密度不能完全反映③的变化趋势C．研究城市人口的变迁，迁入率和迁出率是不可忽视的D．由图可知，种群数量不受自然气候等因素的影响解析：选D据图分析可知，①表示年龄结构，②表示出生率、死亡率和迁入率、迁出率，③表示种群数量，④表示性别比例，A正确；种群密度能反映种群在一定时期的数量，但不能反映③种群数量的变化趋势，B正确；迁入率和迁出率能决定种群密度的大小，故研究城市人口的变迁，迁入率和迁出率是不可忽视的，C正确；在自然界，种群数量还受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，D错误。16．为研究确定苹小卷叶蛾发生规律，比较性信息素诱捕器放置位置(距离地面的高度)、诱芯(含性信息素)个数等因素对苹小卷叶蛾雄性成虫诱捕效果的影响，研究人员在苹果园中利用诱捕器进行实验。回答下列问题：(1)若要调查苹小卷叶蛾虫卵的密度，则可用________法。为减小实验的误差应注意随机取样，其目的是____________________________________________。(2)研究发现，诱捕器内放置的诱芯数量和诱蛾量之间呈现如图所示的关系：由此说明，性引诱剂浓度和引诱效率之间的关系为_____________________________________________________________________________________________________。(3)研究表明，在苹果树平均株高为3m左右的果园中，诱捕效果最好的为2m处的诱捕器。在平均株高为2.5m左右的果园中，诱捕效果最佳的高度一般小于2m，试分析可能的原因是______________________________________________________________________。解析：(1)植物、活动能力弱和活动范围小的动物及虫卵等可用样方法进行种群密度调查。随机取样的目的是排除主观因素的影响，保证调查结论的可靠性。(2)根据图中数据可知，当诱芯数量为2时，引诱效果最好，低于或高于2个，引诱效果都下降，说明在一定浓度范围内，引诱效率随性引诱剂浓度升高而增加，超过一定浓度，引诱效率下降，并维持在一定水平。(3)由题意可知，苹小卷叶蛾的活动高度受栖息环境和食物的影响，当苹果树平均株高降低时，其活动空间也会下降，故最佳诱捕高度也相应降低。答案：(1)样方排除主观因素的影响，保证调查结论的可靠性(2)在一定浓度范围内，引诱效率随性引诱剂浓度升高而增加，超过一定浓度，引诱效率下降，并维持在一定水平(3)苹小卷叶蛾的活动高度受栖息环境和食物的影响，苹果树高度下降，苹小卷叶蛾的活动高度也会相应降低第2节种群数量的变化学有目标——课标要求必明记在平时——核心语句必背1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。1.在理想条件下，种群数量会实现快速的增长，其数学模型为Nt＝N0λt，呈“J”形曲线。2.由于资源和空间的限制，种群数量不可能无限增长。有的种群在数量快速增长到K值后能保持相对稳定，使种群增长呈“S”形曲线。3.一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)。[主干知识梳理]一、建构种群增长模型的方法1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2．研究方法及实例二、种群的“J”形增长1．含义理想条件下种群增长的形式，用以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出的曲线来表示，曲线大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。2．数学模型(1)模型假设①条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。②数量变化：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。(2)建立模型：t年后种群数量为Nt＝N0λt。模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。三、种群的“S”形增长1．条件：自然界中的资源和空间总是有限的。2．原因：随种群数量的增多，生物对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。当出生率等于死亡率时，种群的增长会停止，有时会稳定在一定的水平。3．环境容纳量：又称K值，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。4．应用(以野生大熊猫为例)(1)大熊猫锐减的重要原因大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值会变小。(2)保护措施建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。四、种群数量的波动1．在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。2．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。3．某些特定条件下可能出现种群爆发。4．当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化(1)计数方法：抽样检测法。(2)具体计数过程：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。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。[边角知识发掘]根据下图(教材第9页图1­5)完成下列问题：(1)种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”形曲线。(2)该曲线中出生率和死亡率的关系①0～K/2时，出生率eq\a\vs4\al(>)死亡率，种群数量增加。②K/2时，出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率最大。③K/2～K时，出生率eq\a\vs4\al(>)死亡率，但差值在减小，种群数量增长缓慢。④K值时，出生率＝死亡率，种群数量达到最大。(3)在种群数量为K/2、K时该种群的年龄结构分别是哪种类型？提示：增长型，稳定型。[教材问题提示]一、旁栏思考1．(教材第8页)同数学公式相比，曲线图表示的模型不够精确。2．(教材第9页)近代以来，世界人口呈“J”形增长；我国人口在20世纪大部分时间呈“J”形增长，在1979年之后则基本稳定在较低的增长率水平上。二、思考·讨论(教材第8页)(一)分析自然界种群增长的实例1．种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。2．食物充足、缺少天敌等。3．不能。因为资源和空间是有限的。(二)环境容纳量与现实生活(教材第10页)1．开放性问题，可以从不同角度作出回答，但要言之有据。例如，世界范围内存在的资源危机和能源紧缺等问题，说明地球上的人口可能已经接近或达到环境容纳量，因此应当控制人口增长；随着科技进步，农作物产量不断提高，人类开发、利用和保护资源的能力不断加强，因而可以养活更多的人口。2．对鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物防治等措施。从环境容纳量的角度思考，还可以采取相应措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将粮食和其他食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌；搞好环境卫生；等等。新知探究一建构种群增长模型的方法[在探究][任务驱动]为研究某鱼塘鲤鱼种群数量的变化规律，有人构建了数学模型，其过程如表所示。据此回答有关问题：构建步骤结合鲤鱼种群数量变化分析A.观察研究对象，提出问题①鲤鱼在最初一个月内，种群数量每天增加1.21%，一段时间后，鲤鱼种群数量是多少B.②1个月内池塘的资源和空间充足，鲤鱼种群的增长不受种群密度增加的影响C.根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达③Nt＝N0·λt(其中Nt代表t天后鲤鱼的数量，t表示时间，λ表示倍数，N0表示__________________)D.通过进一步的实验或观察等，对所建立的模型进行检验或修正④观察、统计鲤鱼的数量，对所建立的数学模型进行检验或修正(1)依据数学模型建立的基本步骤，B空白处应为________，③空白处应为________。(2)假设鲤鱼种群初期投入数量为2000尾，则20天后鲤鱼种群的数量为N20＝______________尾(用公式表示，不计算具体结果)。[分析](1)对照表格右栏可知，B为提出合理的假设；在Nt＝N0·λt中，N0表示该鲤鱼种群的起始数量。(2)根据题意，N0＝2000，λ＝1＋1.21%＝1.0121，t＝20，代入Nt＝N0·λt，因此N20＝2000×1.012120。[答案](1)提出合理的假设该鲤鱼种群的起始数量(2)2000×1.012120[师说重难]1．建立数学模型的方法(步骤)2．数学模型的种类(1)数学公式，如Nn＝2n；(2)曲线图，如种群的“J”形和“S”形增长曲线。3．数学公式和曲线图的比较类型优点缺点数学公式精确不直观曲线图能直观地反映变化趋势不精确[在应用中悟][典例]下列关于构建种群增长模型方法的说法，错误的是()A．曲线图能直观地反映出种群数量的增长趋势B．数学模型就是用来描述一个系统或它的性质的曲线图C．数学模型可描述、解释和预测种群数量的变化D．在数学建模过程中也常用到假说—演绎法[解析]曲线图能直观地反映出种群数量的增长趋势，A正确；数学模型就是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，可能是曲线图，也可能是数学公式，B错误；数学模型可描述、解释和预测种群数量的变化，C正确；建构数学模型的一般步骤是提出问题→作出假设→用数学形式表达→检验或修正，故在数学建模过程中也常用到假说—演绎法，D正确。[答案]B[在训练中评]1．下列关于构建种群增长模型方法的说法，错误的是()A．模型就是原型B．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式C．数学模型的形式很多，常见的有数学方程式、曲线图等D．在数学建模过程中也常用到假说—演绎法解析：选A模型是对原型抽象后形成的概括性描述，如数学模型、概念模型，也可指根据实验、图样放大或缩小而制作的样品，如物理模型，它只是反映了原型的某些基本要素，A错误。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，B正确。数学模型的形式很多，常见的有数学方程式、曲线图等，C正确。假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，它是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结果。如果实验结果与预期结果相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。在数学建模过程中也常用到假说—演绎法，D正确。2．下列与种群数量模型有关的叙述，错误的是()A．数量增长曲线比数学公式更能直观反映种群数量的增长趋势B．建立种群增长的数学模型一般不需要设置对照实验C．“J”形增长的数学模型Nt＝N0λt中，λ可以看成自变量D．构建相应的模型后需通过实验或观察等进行检验或修正解析：选C数学模型中的曲线图能更加直观地反映出种群的变化趋势，而数学公式更加准确，A正确；建立种群增长的数学模型时，研究的是种群数量随时间推移的变化，在时间上形成前后对照，不需要设置对照实验，B正确；“J”形增长的数学模型中，λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数，且为大于1的恒定值，不是自变量，C错误；建立数学模型后需要通过实验或观察等进行检验或修正，D正确。新知探究二种群的数量增长与波动[在探究][任务驱动]图甲和图乙是种群数量变化的不同类型的曲线，请根据要求回答相关问题：(1)尝试分析图甲曲线a、b之间的阴影部分表示的含义。提示：阴影部分表示由于环境阻力的存在，在生存斗争中被淘汰的个体数目。(2)下列因素中使图乙中曲线c变为曲线d的有________(填序号)。①过度放牧对某种牧草种群的影响②硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响③增加水中的溶氧量对鱼种群的影响④大量引进外来物种对本地物种的影响⑤引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响提示：①②④⑤。(3)在“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，判断这一段是否等同于“J”形曲线，并说明理由。提示：不等同于“J”形曲线。“J”形曲线是在理想条件下的种群增长趋势，“S”形曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势。[师说重难]1．种群的“J”形和“S”形增长的特点项目“J”形增长“S”形增长前提条件理想状态：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等现实状态：食物和空间有限、气候多变、存在敌害种群数量增长模型有无K值无K值有K值联系2．种群“J”形增长的数学模型λ值与种群密度关系分析种群“J”形增长公式Nt＝N0λt中，λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数，其与种群密度的关系分析如下：(1)λ＞1时，种群密度增大，如图中AB段。(2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D。(3)λ＜1时，种群密度减小，如图中BD段。3．“S”形曲线中K值与K/2值的分析(1)种群数量达到K值后并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动。(2)K值并不是固定不变的。当生存环境发生改变时，K值也会相应改变。(3)K值≠种群数量能达到的最大值。种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，可以大于K值。(4)K值的不同表示方法图中A、B、C、D时刻所对应的种群数量为K，A′、C′、D′时刻所对应的种群数量为K/2。4．种群数量的波动(1)影响因素①外界因素：食物、气候、传染病、天敌等。②直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率。③人为因素：人类的活动。如种植业和养殖业的发展；砍伐森林猎捕动物和污染环境等。(2)数量变化在自然界中，由于各种因素的影响，大多数生物的种群数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会出现持续性的或急剧的下降，甚至消亡。[在应用中悟][典例1]在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与前一年种群数量的比值(λ)，并得到如图所示的曲线。据此图分析得到的下列结论错误的是()A．前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄结构可能为衰退型B．第4年到第8年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多C．第8年时种群数量最少，第8年到第16年间种群数量增加，且呈“S”形增长D．如果持续第16年到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”形增长[解析]前4年，λ＝1，说明种群增长率为0，种群数量保持不变，第5年λ<1，说明种群增长率为负值，种群数量下降，年龄结构可能为衰退型，A正确；影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等，第4年到第8年间λ<1，种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多，B正确；第8年到第10年间λ<1，种群数量在下降，第10年时种群数量最少，“S”形增长的种群数量为先增加后基本不变，而第10年到第16年间种群数量持续增加，C错误；由图示曲线可知，如果持续第16年到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”形增长，D正确。[答案]C[典例2](2021·广东高考)如图所示为某“S”形增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是()A．a B．bC．c D．d[解析]分析题图可知，在b点之前，出生率大于死亡率，种群数量增加；在b点时，出生率等于死亡率，种群数量不再增加，表示该种群数量已达到环境容纳量(K值)；b点后出生率小于死亡率，表示种群数量超过环境容纳量后开始下降。[答案]B[在训练中评]1．关于如图所示种群数量增长曲线的叙述，正确的是()A．ac段种群增长率不断升高、ce段种群增长率不断降低B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后C．建立自然保护区等措施可使e点上移，以此达到保护濒危野生动物的目的D．图中c点增长速率最大，不同时期种群的增长速率一定不同解析：选C该实验需要设置重复实验，A错误；生物实验需设置对照实验和遵循单因子变量原则，而本实验出现了两个变量即培养液和温度，B错误；实验过程中可先用台盼蓝染色，再计数，这样可以计数活菌数，C正确；甲试管内有培养液，温度也适宜，所以酵母菌代谢旺盛，能大量繁殖，在初始阶段类似于呈“J”形增长，随着时间的推移，资源和空间变得有限，呈“S”形增长，D错误。2．图中的虚线表示某岛屿上某鹿种群的K值，实线表示该鹿种群数量随时间的变化曲线，下列有关分析错误的是()A．无法比较a、b两点对应时刻种群增长速率的大小B．b～c段，鹿种群出生率与死亡率的差值不断减小，但出生率始终大于死亡率C．c～d段鹿种群数量下降，有利于缓解种内竞争D．在该岛屿上种植该鹿种群喜食的植物，可以使其K值增加，达到保护鹿种群的目的解析：选Aa点后种群数量减少而b点后种群数量增多，所以b点对应时刻的增长速率大于a点，A错误；b～c段，鹿种群数量增加，出生率>死亡率，此时鹿种群数量增加趋势变缓，出生率与死亡率的差值不断减小，B正确；由于食物、空间等资源条件有限，种群数量越多、种群密度增加，种内竞争越激烈，故鹿种群数量下降，有利于缓解种内竞争，C正确；在该岛屿上种植该鹿种群喜食的植物，可增大其K值，有利于对鹿种群的保护，D正确。新知探究三探究培养液中酵母菌种群数量的变化[在探究][任务驱动](1)培养液的量是有限的，其中酵母菌种群数量的变化曲线是不是标准的“S”形曲线？若不是，应该是怎样的？尝试绘出其数量变化曲线。提示：酵母菌种群数量的变化曲线不是标准的“S”形曲线。因为培养液中的营养物质的量是有限的，是不能循环的，当营养物质耗尽时种群数量变为零，曲线如图所示。(2)尝试写出实验结果的记录表。提示：起始1d2d3d4d5d6d7d甲乙丙平均[师说重难]1．实验设计2．血细胞计数板的计数(1)计数方法：血细胞计数板有两种方格网，对于16×25的方格网，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于25×16的方格网，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。如图所示。(2)计算方法：大方格长度为1mm，高度为0.1mm(即规格为1mm×1mm×0.1mm)，则每个大方格的体积为0.1mm3(10－4mL)，故1mL培养液中细胞个数＝(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。3．实验关键(1)操作提示①溶液要进行定量稀释，每天计数酵母菌数量的时间要固定。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制片时，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。多余的培养液用滤纸吸去。④制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。⑤结果最好用记录表记录，如下表所示：时间/天123456……数量/个……(2)计数提示①计数原则：显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计相邻两边及其夹角”的计数原则。②结果异常的原因a．统计结果偏小的原因：取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏少；在计数时，未计边缘的酵母菌等。b．统计结果偏大的原因：取液时未摇匀，吸取了表层的培养液；在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。(3)注意事项①测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的，与自然界中的种群数量变化有差异。②在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单细胞生物，因此必须在显微镜下计数，且不能准确计数，只能估算。③血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。④清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干、烘干或用吹风机吹干。[在应用中悟][典例1]温度在15～35℃时，酵母菌种群数量增长较快。下表是同学们进行相关探究实验得到的结果(单位：×106温度/℃第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0h24h48h72h96h120h144h168h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6A．可以用血细胞计数板在显微镜下对酵母菌进行计数B．据表分析，酵母菌种群数量增长的最适温度约为25C．不同温度条件下酵母菌种群数量达到K值的时间不同D．每天取样检测一次即可，不需要固定取样的时间[解析]每天取样检测一次即可，但需要固定取样的时间，否则无法进行比较酵母菌在每天某一特定时间的数量变化。[答案]D[典例2]在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后，稀释100倍，再抽样镜检，如图乙所示。根据实验结果判断，以下叙述正确的是()A．培养5小时后，酵母菌种群密度增加200倍左右B．探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法C．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体D．培养5小时后，酵母菌种群数量达到K值[解析]探究酵母菌的种群数量变化可以用抽样检测法，用血细胞计数板计数时，除统计方格内菌体外，还要统计相邻两边及其夹角上的菌体，5小时前每个小格内约有5个菌体，而5小时后每个小格内约有10个菌体，但这是稀释100倍后的值，所以5小时后种群密度增加200倍，此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。[答案]A[在训练中评]1．为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行下表实验。下列有关叙述正确的是()试管编号培养液/mL无菌水/mL酵母菌母液/mL温度/℃甲10—0.128乙10—0.15丙—100.128A．该实验不需要设置重复实验B．该实验只有温度这一个自变量C．可先用台盼蓝染色，再计数D．甲中种群数量呈“J”形增长解析：选C该实验需要设置重复实验，A错误；生物实验需设置对照实验和遵循单因子变量原则，而本实验出现了两个变量即培养液和温度，B错误；实验过程中可先用台盼蓝染色，再计数，这样可以计数活菌数，C正确；甲试管内有培养液，温度也适宜，所以酵母菌代谢旺盛，能大量繁殖，在初始阶段呈“J”形增长，D错误。2．某同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”的探究实验时，设置了两组实验，这两组实验的试管中含有等量的酵母菌培养液，种群数量变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是()A．A组酵母菌的最大数量多于B组的，可能是起始时A组酵母菌数量多于B组所致B．第0～3天内，A组的酵母菌种群数量增长呈“S”形曲线C．继续延长培养时间，B组酵母菌数量将保持相对稳定D．检测酵母菌数量时，振荡试管的目的是增加样液中氧气的含量解析：选B分析题图可知，A、B两组酵母菌初始量几乎相等，A错误；分析题图可知，在第0～3天内，A组的酵母菌种群数量先增加后趋于稳定，种群数量增长呈“S”形曲线，B正确；继续延长培养时间，由于营养物质的消耗，有害代谢废物的积累，B组酵母菌数量将减少，不会保持相对稳定，C错误；检测酵母菌数量时，振荡试管的目的是使酵母菌混合均匀，减小计数的误差，D错误。3．某课题小组利用无菌培养液培养酵母菌，探究不同条件下酵母菌种群数量的变化规律。实验人员抽取每种条件下的酵母菌培养液各1mL，分别稀释10倍后，用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm，计数室为25×16型)进行计数，测得不同条件下每毫升培养液中酵母菌的数量，实验结果见下图(单位：×107个/mL)。下列相关叙述正确的是()A．依据15℃B．温度是该实验的自变量，酵母菌菌种、酵母菌数量、培养液成分等为无关变量C．培养液中酵母菌种群数量呈“S”形变化D．酵母菌在15℃环境中存活的时间最长，15解析：选A依据15℃、24h条件下酵母菌种群数量值为3×107个/mL，设一个中方格中的酵母菌数量为x，则25x÷10－4mL×10＝3×107，可得x＝12，即所用血细胞计数板中格中酵母菌的数量平均为12个，A正确；温度和培养时间是该实验的自变量，酵母菌菌种、培养液成分等为无关变量，B错误；酵母菌种群数量变化过程中出现了“S”形增长，但最终酵母菌的数量会下降，C错误；通过柱形图可知，酵母菌在15℃环境中存活的时间最长，实验温度中，科学思维——种群“S”形增长不同曲线模型分析种群的“S”形增长又称逻辑斯谛增长，该增长描述这样一个过程：种群密度为环境容纳量所制约，当种群的密度低时其增长接近指数增长，但其净增长率同时因种群的增长而降低，直至增长率为0；这就是说，在种群密度与增长率之间存在着依赖于密度的反馈机制。相关曲线模型解析如下：(1)t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，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。(2)t1～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。(3)t2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。[素养评价]1．如图表示出生数量、死亡数量和种群数量的关系，据此分析，下列叙述正确的是()A．在K/2时控制有害动物最有效B．在K值时种群增长最快，年龄结构为增长型C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量解析：选C在K/2时，种群的净补充量最大，因此对于有害动物不宜在此时防治，A错误；在K值时种群数量相对稳定，出生数量与死亡数量相等，年龄结构为稳定型，B错误；该图可用于实践中估算种群最大净补充量，用于指导生产实践，C正确；在K值时捕捞鱼类得到的日捕获量最多，D错误。2．如图为某种群的数量增长曲线和种群增长速率曲线，下列有关叙述错误的是()A．应使渔业捕捞后的剩余量维持在c点左右B．种群呈“J”形增长时其增长速率不能用乙图表示C．当种群增长速率对应乙图中的g点时，该种群数量将达到K值D．甲图中c点种群增长速率对应乙图中的f点，ac段可看成是“J”形增长解析：选D渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在c点(K/2)左右，以确保种群有最大增长速率，使种群数量得到快速恢复，A正确；种群呈“J”形增长时，其增长速率逐渐增大，所以不能用乙图表示，B正确；当种群增长速率对应乙图中的g点时，该种群数量将达到K值，C正确；甲图中c点种群增长速率最大，对应乙图中的f点，但ac段已有环境阻力使少量个体被淘汰，所以不能看成是“J”形增长，D错误。3．自然界中种群的数量特征是种群最重要的特征之一，如图表示某动物种群在不同条件下数量变化情况的曲线图，请回答以下问题：(1)该模型属于__________模型的表现形式之一，该形式较为直观、形象。(2)若图中A段种群增长近似于“J”形曲线，该模型需要满足的条件是__________________________________。(3)该种群的环境容纳量是__________(填“K1”或“K2________________________________________________________________________。(4)对于自然界大多数生物种群来说，其种群数量总是处于图示[D]__________状态，种群数量也会出现[C]急剧下降，其原因可能是_______________________________(举一例)。解析：(1)曲线图是数学模型的常见形式之一，它能更直观地反映出种群的增长趋势，数学模型还包括数学公式等。(2)若图中A段曲线表示的种群数量变化类似于“J”形增长，其模型成立的前提是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。(3)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，而不是指种群所能达到的最大数量。图中K2为该种群在特定环境中所能达到的最大数量，K1为环境容纳量。(4)自然界大多数生物种群的数量总是处于图示[D]波动中。当种群长久处于不利状态，如遭遇人类乱捕滥杀或栖息地被破坏等，种群数量就会出现持续性地或急剧地下降，甚至衰退、消亡。答案：(1)数学(2)食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等(3)K1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，而不是指种群所能达到的最大数量。图中K2为该种群在特定环境中所能达到的最大数量，K1为环境容纳量(4)波动遭遇人类乱捕滥杀或栖息地被破坏[课时跟踪检测]一、概念检测1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)曲线图同数学公式相比能更直观地反映出种群的增长趋势。()(2)就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类。()(3)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”形增长。()(4)种群数量变化有“J”形和“S”形增长两种形式。()(5)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值不变。()(6)当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。()提示：(1)√(2)√(3)×外来物种进入新环境中，该种群也可能不适应新环境而遭淘汰。(4)×种群数量的变化包括增长、波动、下降，甚至消亡。(5)×环境改变，同种生物的K值也会改变。(6)√2．建立数学模型一般包括以下步骤，下列排列顺序正确的是()①观察研究对象，提出问题②提出合理的假设③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正A．①②③④ B．②①③④C．③④①② D．②③①④解析：选A建构数学模型的一般步骤：①观察研究对象，提出问题。要构建一个数学模型，首先我们要了解问题的实际背景，弄清楚研究对象的特征；②提出合理的假设。提出合理假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型也不相同；③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。根据所作的假设分析对象的因果关系，利用对象的内在规律和适当的数学工具，构造各个量词的等式关系；④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。当数学公式这个模型构建出来后，可再绘制出坐标曲线图，曲线图可以更直观地反映出种群数量的增长趋势。3．下列关于种群“J”形增长的叙述，错误的是()A．“J”形增长曲线是数学模型的一种表现形式B．在实验室的理想条件下，种群的数量可呈“J”形增长C．一个物种引入新的地区后，一段时间内可能呈“J”形增长D．呈“J”形增长的种群，其数量达到最大值后恒定不变解析：选D“J”形增长曲线反映了种群数量的变化，是数学模型的一种表现形式，A正确；在实验室的理想条件下，种群的数量可呈“J”形增长，B正确；一个物种引入新的地区后，因繁殖力强、气候适宜、没有天敌等，在开始的一段时间内可能呈“J”形增长，C正确；呈“J”形增长的种群，其数量没有最大值，D错误。4．下列关于环境容纳量的叙述，正确的是()A．环境容纳量是种群的最大数量，种群数量在任何时候都不可能超过环境容纳量B．人为地一次性捕杀家鼠后，其环境容纳量迅速降低C．环境容纳量是不会改变的，不受空间和资源的限制D．建立大熊猫自然保护区可以提高大熊猫种群的环境容纳量解析：选D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，种群数量可以短时间内超越环境容纳量，但会很快恢复到正常水平，A错误；家鼠的环境容纳量与环境条件有关，不会因为家鼠被大量捕杀而降低，B错误；环境容纳量受到空间和资源的限制，C错误；建立大熊猫自然保护区的目的是改善其生存环境，提高大熊猫种群的环境容纳量，D正确。5．下列关于种群数量增长中的K值和K/2的叙述，错误的是()A．种群数量在K值时增长最慢，在K/