用数学方法描述种群数量的变动规律-2024-2025学年高二生物同步课堂沪科版2020选择性必修2

第二节用数学方法描述种群数量的变动规律一、单选题1．某松林受到新型松毛虫的危害，造成了严重的经济损失和生态后果。人们通过向松林引入灰喜鹊，从而有效控制虫害。如图是新型松毛虫与灰喜鹊种群数量的变化示意图。下列叙述正确的是（）A．新型松毛虫获得了松树同化能量的10%～20% B．该松林引入灰喜鹊防治松毛虫造成了生物入侵 C．能量流动方向是松树→新型松毛虫→灰喜鹊 D．新型松毛虫的种群数量仅受松树和灰喜鹊的影响【解答】解：A、能量传递效率是指两个相邻营养级之间的能量传递效率，而不是两个种群之间的能量传递效率，A错误；B、外来物种入侵会影响本地物种生存，破坏当地生态平衡，而引入灰喜鹊防治新型松毛虫有利于保护当地生态平衡，不属于生物入侵，B错误；C、能量沿食物链流动，即松树→新型松毛虫→灰喜鹊，C正确；D、新型松毛虫的种群数量除了受松树和灰喜鹊的影响外，还受环境因素等多方面影响，D错误。故选：C。2．如图表示一个生态系统中鹿的种群数量随时间变化的情况，相关分析正确的是（）A．a点和c点时鹿种群的增长速率相同 B．bc段显示出该时段鹿群的年龄组成为衰退型 C．d点时鹿群的种内斗争最为激烈 D．c点和d点鹿的种群数量差值越大，说明该鹿群抗干扰能力越强【解答】解：A、据图可知，纵坐标是种群数量，a点和c点时鹿种群的数量相等，但增长速率不同，a点增长速率大于0，c点的增长速率小于0，A错误；B、据图可知，bc段种群数量不断下降，说明鹿群的出生数量小于死亡数量，该时段鹿群的年龄组成为衰退型，B正确：C、d点时，种群数量最少，此时竞争最不激烈，C错误；D、c点和d点鹿的种群数量差值越大，说明该鹿群受到干扰后，偏离原来的状态的范围越大，抗干扰能力越弱，D错误。故选：B。3．南极企鹅在繁殖地集群可改变群内温度和风速，减少自身散热。下列关于企鹅集群的叙述，正确的是（）A．使种群数量呈现指数增长 B．使低温气候对种群的影响力增大 C．使病原体在种群中传播速率降低 D．使种群同化能量更多用于生长繁殖【解答】解：A、企鹅呈集群分布与其种群数量的增长方式关系不大，A错误；B、南极企鹅在繁殖地集群可改变群内温度和风速，减少自身散热，使低温气候对种群的影响力减小，B错误；C、集群分布使病原体在种群中传播速率增大，C错误；D、同化能量一部分用于呼吸作用以热能的形式散失，一部分用于自身生长发育繁殖，集群分布可减少自身散热，则可有更多能量用于生长发育繁殖，D正确。故选：D。4．几十年前，我国东北地区广袤的森林里，生活着很多东北豹。但随着人类活动的加剧，东北豹几乎销声匿迹。近年来，国家采取了一系列保护措施，使得东北豹逐渐回归原栖息地，种群数量得以增加。下列相关叙述错误的是（）A．栖息地丧失和碎片化是东北豹销声匿迹的重要原因 B．近年来东北豹数量增加的主要原因是出生率大于死亡率 C．禁止商业性采伐森林是保护东北豹的有效措施之一 D．建立自然保护区以提高K值是保护东北豹的根本措施【解答】解：A、由题意可知，随着人类活动的加剧，东北豹几乎销声匿迹，说明由于人类活动导致东北虎栖息地丧失和碎片化，是东北豹销声匿迹的重要原因，A正确；B、近年来东北豹数量增加的根本原因是出生率大于死亡率，B错误；C、保护东北豹的有效措施之一是禁止商业性采伐森林，保护东北虎的栖息地，C正确；D、保护东北豹的根本措施是建立自然保护区以提高K值，D正确。故选：B。5．下列与生物学调查相关的叙述，正确的是（）A．调查作物上蚜虫的种群密度时常采用标志重捕法 B．调查土壤中小动物类群的丰富度时，常采用抽样检测法 C．培养液中酵母菌种群的数量呈指数形式增长 D．可用目测估计法统计土壤中小动物类群的丰富度【解答】解：A、蚜虫活动能力弱、活动范围小，因此调查作物上蚜虫的种群密度时应该采用样方法，A错误；B、大多数土壤动物身体微小，不适于用“样方法”或“标志重捕法”进行调查，因此调查土壤中小动物类群的丰富度时，常采用取样器取样法，B错误；C、由于培养液的量和培养空间等的限制，培养液中酵母菌种群的数量不会呈指数形式增长，C错误；D、统计土壤中小动物类群的丰富度可用记名计算法或目测估计法，D正确。故选：D。6．如图表示某一自然环境中某种群增长曲线。下列有关叙述正确的是（）A．自然界中绝大多数种群呈“S”型增长 B．曲线反映该环境条件处于理想条件 C．不考虑迁入迁出等因素，在K值时种群的增长速率最大 D．K值大小不随环境条件的变化而改变【解答】解：A、在自然生态系统中，由于环境阻力，生物的种群增长曲线最终呈“S”型，A正确；B、曲线呈“S”型，反映该环境条件有环境阻力，不是理想条件，B错误；C、不考虑迁入迁出等因素，在值时种群的增长速率最大，C错误；D、K值大小不随环境条件的变化后改变，D错误。故选：A。7．研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。下列关于种群应用的叙述，错误的是（）A．调查濒危动物的年龄结构，预测种群数量变化趋势 B．渔业上，捕捞剩余量在左右有利于持续获得较大的鱼产量 C．降低有害动物的K值，可使有害动物得到有效防治 D．通过黑光灯诱捕农业害虫，改变害虫性别比例，有效防治虫害【解答】解：A、调查濒危动物的年龄结构，预测种群数量变化趋势，进而采取合理的保护对策，A正确；B、在时种群增长速率最快，因此渔业上，捕捞剩余量在左右有利于持续获得较大的鱼产量，B正确；C、降低有害动物的环境容纳量（K值），可使有害动物得到有效防治，C正确；D、黑光灯诱捕农业害虫，降低种群数量，但不是改变种群的性别比例，D错误。故选：D。8．下列关于探究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．为了方便对酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释再计数 C．吸出培养液进行计数之前，不必摇匀试管中的培养液 D．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧【解答】解：A、在实验过程中，必须要对培养用具和培养液进行严格的灭菌处理，以避免杂菌污染，影响实验结果，A错误；B、为了方便对酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数，最后结果乘以稀释的倍数，B正确；C、吸出培养液进行计数之前，需要摇匀试管中的培养液，使酵母菌均匀分布，C错误；D、酵母菌为兼性厌氧菌，在有氧时可进行有氧呼吸，有利于大量繁殖，因此培养酵母菌时，不必去除培养液中的溶解氧，D错误。故选：B。9．如图为种群的J型增长曲线。下列关于种群的数量变化规律的叙述正确的是（）A．种群中个体的出生数少于死亡数 B．食物充足、气候适宜、敌害较少条件下，种群数量会持续增加 C．一个物种引入新的地区后，一定呈“J”型增长 D．J型增长曲线表示了种群增长与时间无关【解答】解：A、由图可知，种群的个体数随时间不断增长，说明种群中个体的出生数大于死亡数，A错误；B、在食物充足和空间条件充裕、气候适宜、敌害较少条件下，种群数量持续增加，呈J型增长，B正确；C、一个物种引入新的地区后，如果不适应该环境将逐渐减少甚至灭亡，如果适应该环境，在开始一段时间内会呈J型增长，但是由于环境资源是有限的，最终会呈现S型曲线增长，C错误；D、由图可知，J型增长曲线表示了种群增长与时间有关，D错误。故选：B。10．某小组开展酵母菌培养实验，如图是摇瓶培养中酵母菌种群变化曲线．下列相关叙述错误的是（）A．培养初期，酵母菌种群基数小，扩增缓慢 B．转速150r/min时，预测种群增长曲线呈“S”形 C．该实验中酵母菌计数可采用血细胞计数板进行抽样检测 D．培养后期，酵母菌呼吸作用的场所由胞内转为胞外【解答】解：A、培养初期，酵母菌种群密度较小，种内斗争微弱，因种群数量基数小而扩增缓慢，A正确；B、由图示可知，转速150r/min时，种群密度随时间的延长不断增大，但由于培养液中营养物质和空间有限，且酵母菌的生长会受到自身代谢产物的影响，可预测后期当种群密度增大到一定程度后会保持相对稳定，呈“S”形增长，B正确；C、对培养液中的酵母菌进行计数应该采用抽样检测法，可用血细胞计数板进行计数，C正确；D、无论培养初期还是培养后期，酵母菌的呼吸场所都是胞内，D错误。故选：D。11．如图为某种群的种群数量和增长速率随时间变化的曲线（不考虑迁入、迁出），下列相关叙述错误的是（）A．c点时，该种群的出生率小于死亡率 B．如果想一次性获得最大捕获量，应在b点进行捕获 C．如果要持续捕获该种群个体，应使捕获后增长速率保持在a点 D．图1中K值对应图2中a点时种群数量，此时种群增长速率最大【解答】解：A、c点时，种群的增长速率＜0，种群数量减少，此时该种群的出生率小于死亡率，A正确；B、b点时，种群的数量最大，故如果想一次性获得最大捕获量，应在b点进行捕获，B正确；C、a点时，种群的增长速率最大，故要持续捕获该种群个体，应使捕获后增长速率保持在a点，C正确；D、图1中K值对应图2中b点时种群数量，此时种群增长速率为0，种群的数量最大，D错误。故选：D。12．如图表示某池塘鲤鱼种群的增长速率随种群数量的变化曲线。下列叙述正确的是（）A．甲、乙、丙、丁四点中，丙点环境阻力最大 B．丁点时，该鲤鱼种群的年龄组成为衰退型 C．丙、丁两点时，该鲤鱼种群的数量相等 D．该鲤鱼种群数量在丁点时可适当捕捞【解答】解：A、甲、乙、丙、丁四点中，丁点环境阻力最大，A错误；B、丁点时，该鲤鱼种群的年龄组成为增长型，B错误；C、丁点时的鲤鱼种群的数量大于丙点，C错误。D、若要持续尽可能多地捕获鲤鱼，应在大于时进行捕捞，使捕捞后的数量为，因为此时的增长速率最大，种群数量恢复最快，即图中四点中丁点最合适开始捕获，D正确。故选：D。二．解答题（共3小题）13．某校兴趣小组为探究不同温度条件下某酵母菌种群数量的变化，设置了温度分别为10℃、20℃、30℃、40℃四组实验（每组接种酵母菌数量一致），用100毫升5%的葡萄糖溶液培养，其余条件相同且适宜。测得种群数量随时间的变化如图1所示。（1）从图1结果可知，酵母菌生长最适宜温度范围是。10℃组，0﹣96h酵母菌种内斗争逐渐增大。该组λ值（当日种群数量与上一日种群数量的比值）的变化趋势是。（2）20℃与30℃两组超过48h，该种群数量均，主要原因有。（3）在对酵母菌计数时可以采用的方法。图2为某组观察使用的血球计数板基观察结果，该血细胞计数板上有个计数室，若实验中多次出现图3中c的现象，可能是所致。（4）若计数板1个大方格中有16个中方格，培养液稀释100倍后统计4个中方格中酵母菌总数为55个，则10mL培养液中酵母菌的数量为个。【解答】解：（1）从图1的曲线可知，酵母菌生长最适宜温度范围是20℃～30℃；10℃组，0﹣96h酵母菌数量逐渐增加，导致其种内斗争逐渐增大，而后种群数量趋于稳定。该组λ值的变化趋势是一直减小。（2）由图可知，20℃与30℃两组超过48h后，该种群数量均在下降，可能是由于种内斗争加剧，氧气不足、营养物质缺乏导致。（3）在对酵母菌计数时可以采用抽样检测法，利用血细胞计数板进行计数。图2中的血细胞计数板上有2个计数室。如果样液未充分摇匀或稀释倍数不够，则会多次出现图3中c的现象即酵母菌重叠在一起。（4）若计数板1个大方格中有16个中方格，稀释100倍后统计的4个中方格中酵母菌总数为55个，则10mL培养液中酵母菌的数量为55×4÷（1mm×1mm×0.1mm×10﹣3）×10×100＝2.2×109个。故答案为：（1）20℃﹣30℃增大一直减小（2）下降氧气不足、葡萄糖不足（3）抽样检测法2样液未充分摇匀或稀释倍数不够（4）2.2×10914．我国是一个蝗灾多发的国家，治蝗问题备受关注。某地区曾做过一项实验，将大量的鸭子引入农田捕食水稻蝗虫，结果仅需2000只鸭就能把4000亩地里的蝗虫进行有效控制。为研究蝗虫种群数量变化规律，该实验还建立了如图所示的两个模型甲、乙。回答下列问题：（1）鸭子主要通过影响蝗虫的，从而影响其种群密度。由甲图可知，引入鸭子后，该地区蝗虫的环境容纳量为，该值（填“大于/等于/小于”）该地区原有种群环境容纳量。鸭子对于蝗虫种群密度的影响属于外源性因素中的因素。（2）目前还可利用性引诱剂来控制蝗灾。这种方法破坏了害虫种群正常的，使其密度明显降低。（3）用标志重捕法调查鸭子的种群密度，若重捕前部分个体标志物脱落，则调查值。（4）据图乙分析，在引入鸭子之前，蝗虫的种群增长方式（填“属于/不属于”）“J”形增长，其年龄金字塔接近型。（5）由于蝗虫的存在，该地区芦苇等作物的数量锐减，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是。A.将样方内的个体进行标记后再计数B.进行随机取样，适当扩大样方的面积C.采用等距取样法，适当减少样方数量D.个体数量统计时，尽量将压线植物都计入【解答】解：（1）鸭子是蝗虫的天敌，主要通过影响蝗虫的死亡率，从而影响其种群密度。由甲图可知，引入鸭子后，该地区蝗虫数量在N2上下波动，蝗虫的K值为N2。引入鸭子后，蝗虫的环境阻力变大，该值小于该地区原有种群环境容纳量。鸭子对于蝗虫种群密度的影响属于外源性因素中的捕食因素。（2）目前还可利用性引诱剂来控制蝗灾。这种方法破坏了害虫种群正常的性别比例，使其密度明显降低。（3）根据标志重捕法的计算公式：种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标志后重新捕获数可知，若部分标记个体的标志物脱落，则会导致重捕中被标志的个体数偏小，最终导致实验所得到数值比实际数值偏大。（4）据图乙分析，在引入鸭子之前，蝗虫数量一直增加，但是其生活空间和食物也是有限的，种群数量不属于”“J”形增长，其年龄年龄金字塔接近增长型。（5）A、用用样方法调查芦苇密度，不需要将样方内的个体进行标记，只需要计数，A错误；BC、需要随机取样，因为该地区芦苇等作物的数量锐减，可以适当扩大样方的面积，B正确；C错误；D、个体数量统计时，对于压线植物遵循计上不计下，计左不计右的原则，D错误。故选：B。故答案为：（1）死亡率N2小于捕食（2）性别比例（3）偏大（4）不属于增长（5）B15．西昌邛海国家湿地公园，景色优美，气候宜人，请用生物学知识回答以下问题：（1）西昌邛海鱼类资源丰富，有40多种鱼类，土著鱼