情境解读20种群增长率与增长速率-2022年高考生物热点情境解读

备战高考：种群增长率和种群增长速率典例：(2021山东高考19)（不定项）种群增长率是出生率与死亡率之差，若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是（）A.水蚤的出生率随种群密度增加而降低B.水蚤种群密度为1个/cm3时，种群数量增长最快C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养，其种群的增长率会为负值【答案】BC本题题干中提到：种群增长率是出生率与死亡率之差。出生率是指单位时间内种群新产生的个体数目占该种群个体总数的比值；死亡率是指单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值，分别称为迁入率或迁出率。种群密度的直接影响因素：出生率、死亡率和迁入、率迁出率。这样来看的话，种群增长率=（出生率+迁入率）（死亡率+迁出率）。存着这样的疑问我们就需要对种群增长率进行进一步的理解。基础回顾：1.“J”型曲线（1）形成原因：食物和空间充裕、气候适宜、无敌害等。（2）数学模型：Nt=N0λt。（3）曲线特点：种群数量是以一定的倍数连续增长的。（4）以“J”型曲线增长的种群增长率、增长速率（如图乙、丙）2.“S”型曲线（1）形成原因：食物、空间有限等。（2）曲线特点：种群数量达到K/2时，增长速率最大；达到环境容纳量（K值）后，将停止增长（3）以“S”型曲线增长的种群增长率、增长速率（如图丁、戊）以细菌为例，根据微生物生长速率的不同，可以将生长曲线分为四个时期，如下图：3.影响种群数量变化的因素决定种群大小的主要因素有：①超始种群数量；②出生率和迁入率；③死亡率和迁出率。种群数量的变动主要取决于②和③的对比关系，在单位时间内二者之差就是种群增长率。4.研究种群数量变化的意义（1）有利于野生生物资源的合理开发、利用和保护。（2）为人工养殖及种植业合理控制种群数量，适时捕捞、采伐等提供理论指导。如“S”型增长曲线中1/2K值的应用。（3）通过研究种群数量变动规律，为虫害的预测及防治提供科学依据。种群增长率（瞬时增长率）1.概念：单位时间内种群净增加数与原种群大小的比值中学教材中提到的增长率一般是指瞬时增长率，等于出生率与死亡率之差。这是增长率最常指的含义。很多高校教材也这样使用，此处增长率即是瞬时增长率，而非其它名称的增长率，如周限增长率等。出生率是指单位时间内种群新出生数与原种群大小比值；死亡率是指单位时间内种群死亡数与原种群大小的比值。单位时间内种群新增加个体数=单位时间内种群新出生数单位时间内种群死亡数（不考虑迁移等其它因素，下同）。两边同时除以原种群大小，则等式左边即为瞬时增长率，等式右边即为出生率死亡率。2.在无限环境中，J型增长种群的瞬时增长率是恒定的在无限环境中，每个个体的生殖力相等，比如某种群初始数量为a，每个体生殖数b。则某单位时间内，比如一个世代后，种群产生新个体数ab，则种群瞬时出生率=ab/a=b；瞬时出生率就是个体生殖力，是定值。在无限环境中，无生存斗争等，每个个体都达到生理寿命才死亡，故死亡是“匀速”的，瞬时死亡率是恒定的。因出生率和死亡率都是定值，故种群的瞬时增长率是定值。3.在有限环境中，S型增长种群瞬时增长率变化由大到小至0（K值时）证明：有限环境中每个个体的生殖力不等，原因资源随种群数的增加成比例减少，故单个雌体的生殖力也随之成比例减少。故出生率成比例下降；同时，个体间生存斗争程度成比例增加，死亡率成比例增加，因此出生率和死亡率都是变值。可见开始时种群无生存斗争或很弱，个体生殖力最大，出生率最大，死亡率最低，故增长率最高；随着种群数量增加，生存斗争加剧，出生率由大到小，死亡率由小到大，故瞬时增长率逐渐减小。至K值时，出生率和死亡率相等，而瞬时增长率为零。若出生率继续减小到0，死亡率为无限大，则种群灭绝。种群增长率（周限增长率）周限增长率1.概念：指经过一个单位时间后，种群为原来种群的倍数。（而瞬时增长率指单位时间内种群净增加数与原种群大小的比值。）例如：某种群某时刻数量1000个，一个单位时间后种群数量达1100，则：瞬时增长率是（1100——1000）/1000=0.1，而周限增长率=1100/1000=1.1。上文引用的苏教版教材56页提到的增长率即是周限增长率。2.周限增长率和瞬时增长率的关系瞬时是相对而不是绝对的概念，是相对于周限而言，瞬时是指较短时间，这个较短时间段因物种寿命不同而异，如对人一日可算作是瞬时，则对蜉蝣1日就是一生了。周限是比瞬时相对长的时间单位。周限是瞬时组成的集合。因此周限增长率数值一定大于相应的瞬时增长率，两者必然存在数量上关系。无限环境中，瞬时增长率和周限增长率的关系通过J型增长的微分方程的积分，可知：瞬时增长率r=㏑周限增长率λ。由于瞬时增长率是恒定不变的，则周限增长率也是恒定的。而在有限环境中，瞬时增长率是变化的，则情况极其复杂，此处略去不讨论。种群增长速率1.概念：单位时间内种群增加的个体数，体现种群数量增长的速度。可用曲线斜率表示。注意种群增长速率不是种群增长率。2.无限环境中J型种群增长速率为dN/dt=rNr是瞬时增长率，定值；N是瞬间的种群个体数量，变量。可见种群增长率=瞬时增长率×瞬时的种群个体数量。显然dN/dt这种增长率和瞬时增长率不是一码事：因r是定值，而N是变值，故dN/dt是变值，而且随时间呈加速变大，且一直加速下去，越来越大。见下图：3.有限环境中种群增长速率为dN/dt=rN（1N/K）K是环境容纳量，定值。其余和上面含义相同。开始N值小，但括号中数值大，后来N值大了，可是括号中数值又小了，因此种群增长率dN/dt是先由小到大，又逐渐减小。当N=K时，即种群增长至环境容纳量时，种群增长率为0，此时瞬时增长率也为0。可见这种种群增长速率随时间先呈加速增长至最大值（K/2）又减速增长至0，停止增长，达到K值。在K/2时增长最快。是先增大至最大值（K/2值时）后减小至0（K值时）。典型例题提升思维1．图甲表示某生物种群出生率和死亡率的关系（①表示出生率，②表示死亡率），图乙表示另一种生物一段时间内种群增长速率变化的曲线。下列相关叙述错误的是（

）A．决定该生物种群密度的直接因素除甲图所示因素外，还有迁入率和迁出率B．该生物种群在甲图所示时间内，数量模型为“J”形增长。图乙中c点时种群数量达到K值C．若一段时间后，甲图中的①②发生重合，对应着乙图中的b点D．若甲图的①②分别代表同种生物的两个种群在相似环境中的增长率，则①种群的适应性高于②种群【答案】C【解析】A、种群密度受到出生率和死亡率、迁入率和迁出率的直接影响，受到年龄组成和性别比例的间接影响，A正确；B、图甲中出生率大于死亡率，且增长率为恒定值，故种群呈“J”型增长，密度会增大。根据乙图的增长速率变化，推测乙图中种群呈“S”型增长，其中b点为K/2，c点对应K值，B正确；C、若一段时间后，甲图中的①②发生重合，表明此时该生物种群数量达到K值，对应着乙图中的c点，C错误；D、因为①种群的增长率高于②种群，所以①种群的适应性高于②种群，D正确。故选C。2．科学研究表明，生物种群的数量增长曲线如图所示，可分为指数增长和逻辑斯蒂增长，且逻辑斯蒂增长曲线通常又分为5个时期：开始期（如A）、加速期（如B）、转折期（如C）、减速期（个体超过K/2以后，如D）、饱和期（如E）。下列说法正确的是（）A．逻辑斯蒂增长曲线的加速期的种群数量增长速率最大B．指数增长的种群数量增长率不变C．环境阻力开始于减速期D．应将有害生物数量控制在加速期【答案】B【解析】A、在逻辑斯蒂增长曲线中，种群的增长率是不断下降，甚至下降为0；而种群的增长速率是先增加，后减少，当达到K/2时为最大值，即转折期，A错误；B、在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下指数增长曲线的增长率保持不变，B正确；C、环境阻力开始于J型曲线和S型曲线分歧点，C错误；D、应将有害生物数量控制在小于K/2时，最好是开始区，D错误。3．关于“S”型曲线的叙述，错误的是（

）A．t0～t1之间，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，增长率不断增加B．t1～t2之间，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C．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0D．为有效防治蝗灾，应在t1前及时控制其种群密度【答案】A【解析】A、t0～t1之间，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，种群增长速率不断增加，种群数量增长较快，但增长率不断减小，A错误；B、t1～t2之间，由于资源和空间有限，随着种群密度增大，种内斗争不断加剧，天敌数量也在增加，虽然出生率大于死亡率，但种群增长速率下降，B正确；C、由图示可知，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，C正确；D、在t1时种群数量为K/2，种群增长速率最大，因此应在t1前及时控制害虫的种群密度，才能将有害生物控制在较低水平，D正确。4．在相同条件下对甲、乙两种藻进行混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列叙述错误的是（）A．单独培养时，甲藻数量约为1．0×106个时种群增长最快B．混合培养时，甲藻的繁殖速率可能快于乙藻C．单独培养时，乙种群2至6天的增长率逐渐增大D．混合培养时，种间竞争不是导致甲藻数量在10～12天增长缓慢的主要原因【答案】C【解析】A、呈“S”型曲线的种群，种群数量在K/2时，增长速率最大，故单独培养条件下，甲藻数量K/2约为1.0×106个时种群增长最快，A正确；B、据图可知，混合培养时，甲依然呈“S”型曲线增长，但乙的数量逐渐减少，最后消失，且初始状态甲藻的增长斜率较大，即混合培养时，甲藻的繁殖速率可能快于乙藻，B正确；C、乙种群单独培养时呈“S”型曲线，2至6天的增长率逐渐减小，C错误；D、混合培养时，因乙藻在12天数量接近于0，故营养物质减少、种内斗争等是导致甲藻种群数量在10~12天增长缓慢的主要原因，D正确。5．根据生活史的不同，生物学家将生物分为r对策生物和K对策生物。下图两条曲线分别表示r对策和K对策两类生物当年的种群数量（Nt）和一年后的种群数量（Nt＋1）之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt。K对策物种的种群动态曲线有两个平衡点，即稳定平衡点（S点）和绝灭点（X点），当种群数量高于X点时，种群可以回升到S点，但是种群数量一旦低于X点就会走向绝灭。下列说法正确的是（

）A．r对策的有害生物由于个体小，寿命短，很容易被人们彻底清除B．K对策的生物种群增长率始终大于等于零C．X点时，K对策生物种群增长速率最大D．K对策生物的种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，因此该平衡点的种群数量就是环境容纳量【答案】D【解析】A、r对策的有害生物只有稳定平衡点S点，没有绝灭点X点，很难被人们彻底清除，A错误；B、当种群基数低于绝灭点X点时，K对策生物种群可能走向灭绝，增长率为负值，B错误；C、K对策种群的生物数量增长符合S型曲线，其增长速率最大的是在K/2时，C错误；D、当种群数量围绕一个值不断波动时，则此时的种群数量为环境所能容纳的该种群的最大值，称为环境容纳量，K对策生物的种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点，因此该平衡点的种群数量就是环境容纳量，D正确。6．下图中实线表示某地的一种鸟类，其当年的种群数量（Nt）和一年后的种群数量（Nt+1）间的关系，虚线P代表Nt+1=Nt。下列叙述错误的是（

）A．鸟的领域行为不会改变该种群环境容纳量B．种群数量仅大于或等于C时，才可能保持在C值附近C．与B点比，A点的增长速率更大D．与B点比，A点的增长率更大【答案】B【解析】A、鸟的领域行为不会改变该种群环境容纳量，A正确；B、根据曲线图可知，种群数量小于C时，也能保持在C值附近，B错误；C、与B点比，A点的增长速率更大，C正确；D、两条曲线的差值代表增长率，与B点比，A点的增长率也大于B点，D正确。7．为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，兴趣小组在相应条件下完成有关实验，并定期对培养液中的酵母菌进行计数，绘制出酵母菌数量变化曲线图。下列叙述正确的是（）A．40h之后，a组的种群数量无K值B．随着时间的推移，d组种群的增长速率先变大后不变C．随着更换培养液的时间间隔的延长，3050h内种群的增长率逐渐降低D．用血细胞计数板对酵母菌计数时，计算结果往往比实际值偏小【答案】C【解析】A、据图可知，在40h之前由于培养液中食物资源充足，种群数量增长类似于J型，但由于空间的限制，40h之后，a组的种群数量仍有K值，A错误；B、因环境条件有限，种群数量增呈S型增长，故随着时间的推移，d组种群的增长速率先变大后减少，B错误；C、根据曲线可知，随着更换培养液的时间间隔的延长，3050h内种群的增长速率逐渐降低，C正确；D、用血细胞计数板对酵母菌计数时，会将已死的酵母菌计数在内，从而导致计算结果往往比实际值偏大，D错误。8．现有甲、乙两种草履虫，为探究它们的种群增长规律及种间关系，分别将50只草履虫，在相同条件下进行培养，绘制出相应的种群数量增长曲线，其中A曲线是将甲草履虫单独培养时种群增长曲线，B曲线是在相同条件下，将乙草履虫单独培养时种群增长曲线，C曲线是将两者同时伺养在同一条件的容器中，甲草履虫种群增长曲线，D曲线是将两者同时伺养在同一条件的容器中，乙草履虫种群增长曲线，λ=当年种群数量/前一年种群数量，下列说法正确的是（

）A．这两种草履虫之间存在竞争关系，并且在竞争过程中乙草履虫处于优势B．A曲线中，种群数量为500时，甲草履虫的种群增长速率最大C．每10天更新培养液，则B曲线将呈“J”型增加，并保持增长率不变D．曲线D中，培养至第10天、第20天时，λ值相等且大于1【答案】B【解析】A、由曲线D可知，混合培养时，乙草履虫的种群数量最终将为0，可见这两种草履虫之间存在竞争关系，并且在竞争过程中乙草履虫处于劣势，A错误；B、A曲线中，种群数量为500时，种群数量为K/2，此时甲草履虫的种群增长速率最大，B正确；C、每10天更新培养液，营养物质不会成为限制种群增长的因素，但生活空间等仍可限制该种群增长，B曲线不能进行“J”型增长，增长率会发生改变，C错误；D、D曲线中，培养至10天时，种群数量增长，λ大于1，培养至20天时，种群数量下降，λ小于1，D错误。9．某种群13年来的种群增长倍数λ（λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）随时间的变化曲线如下图所示，下列分析错误的是（

）A．前4年种群的增长速率一直在增加B．第4年与第13年的增长率相同C．第11年到第13年，种群数量一直在增长D．第9年的种群数量既多于第3年，也多于第10年【答案】C【解析】A、由分析可知：在第1~第4年之间λ=1.5，种群呈J型增长，种群的增长速率一直在增加，A正确；B、图中显示第4年与第13年的λ值相同，故增长率=λ1相同，B正确；C、从第11年到第12年间λ<1，说明此时种群数量在减少，第12年后λ>1，说明种群数量先减小再增加，C错误；D、在第5~9年间λ=1，种群数量维持稳定，而且第5年之前λ>1，故第5年前的种群数量一直处于上升阶段，据此可知第5年与第9年的种群数量相当，且都多于第3年，第10年的λ<1说明当年的种群数量小于第9年，D正确。10．图甲表示某生物种群出生率和死亡率的关系（①表示出生率，②表示死亡率），图乙表示该生物一段时间内种群增长速率变化的曲线。回答下列问题：（1）种群密度是种群最基本的数量特征。种群密度受多种因素的影响，直接影响该生物种群密度的因素除甲图中的因素外，还有___________。（2）根据图甲给出的信息，仅考虑①②因素对种群密度的影响，该生物的种群密度将会___________（填“增大”“不变”或“减小”）。（3）某种群增长速率的变化如图乙所示，是由于该种群的增长受______、_____（答出两点）的限制。图乙b点时，该种群的年龄组成最可能是___________型。若该种生物为某种经济鱼类，则捕捞后种群增长速率维持在图乙的___________点可提供最大的持续产量。（4）若图甲的①②分别代表同种生物的两个种群在相似生态系统中的增长率，这两个种群在各自生态系统的适应性高低可描述为___________。【答案】

迁入率和迁出率

增大

资源

空间

增长

b

①种群的适应性高于②种群11．如图甲是草原上某两类生物种群数量变化的动态曲线，其中r对策生物通常个体小、寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。图乙是种群数量变化曲线。请回答下列问题：（