2020年人教版高中生物必修三课下提能：第四章第2节　种群数量的变化

2020年人教版高中生物必修三课下提能：第四章第2节　种群数量的变化

第四章 第 2 节 种群数量的变化 课下提能 一、选择题 1．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，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．②①③④ C．③④①② D．②③①④ 解析：选 A 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。 2．在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每 20 min 就分裂繁 殖一代。现将该细菌种群(m 个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，T h 后， 该种群的个体总数是( ) A．m·2T B．m·220 C．2T/20 D．m·23T 解析：选 D 某细菌(m 个个体)每 20 min 就分裂繁殖一代，可知其 1 h 繁 殖 3 代，T h 繁殖 3T 代，T h 后种群个体数是 m×23T。 3．关于“J”型曲线与“S”型曲线的分析，错误的是( ) A．“J”型曲线只适用于实验室条件下或种群迁入新的适宜环境后的一段时间 内 B．“S”型曲线表示了种群数量与时间的关系 C．两种增长方式的差异主要在于有无环境阻力对种群数量增长的影响 D．“S”型曲线和“J”型曲线一样，增长率始终保持不变 解析：选 D 当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的增大，个 体间对有限空间、食物和其他生活条件的竞争导致种内斗争必将加剧，这就会使 种群的出生率降低，死亡率增加，从而使种群数量的增长率下降。 4．某高级中学迁入新建校园 14 年，校园中鸟纲鹎科动物白头鹎在 14 年间 的种群增长速率如下表所示。据图分析可知( ) 年份 第 2 年 第 4 年 第 6 年 第 8 年 第 10 年 第 12 年 第 14 年 增长速率 0.66 1.52 2.83 3.69 2.91 1.20 0.03 A．这 14 年中白头鹎种群的数量呈“J”型增长 B．第 12 年时白头鹎种群的年龄组成为衰退型 C．研究时用样方法调查白头鹎的种群密度并经计算得出上表中的数据 D．白头鹎在该中学的环境容纳量约为第 8 年时白头鹎种群数量的两倍 解析：选 D 由表格中的数据可以看出种群的增长速率先升高后下降，因此 这 14 年中白头鹎种群的数量呈“S”型增长；第 12 年时种群数量仍在增长，因此 在第 12 年时白头鹎种群的年龄组成为增长型；调查活动范围大的动物如白头鹎 的种群密度时应采用标志重捕法；种群的增长速率在 K/2 时最大，因此可判断白 头鹎在该中学的环境容纳量约为第 8 年时白头鹎种群数量的两倍。 5．在某森林的固定位置和固定时间，用固定数量鸟网捕捉的方法，统计大 山雀种群数量。连续 10 年内得到如图所示的曲线(图中λ表示该种群数量是前一 年种群数量的倍数)，下列有关叙述错误的是( ) A．大山雀种群数量的调查方法可用标志重捕法 B．2～6 年间大山雀种群的年龄组成都为衰退型 C．10 年内，第 4 年的种群数量最大 D．第 8 年大山雀数量达到最低，此后保持相对稳定 解析：选 B 2～4 年间，1<λ<2，大山雀种群数量增加，为增长型；大山雀 运动能力强，生活范围广，可以用标志重捕法调查其种群密度；2～4 年间 1<λ< 2,4～8 年间 0<λ<1,8 年以后λ＝1，所以 10 年内，第 4 年的种群数量最大，第 8 年大山雀数量达到最低，此后保持相对稳定。 6．科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究 Nt＋1/Nt 随时间的变化趋势，结果如图所示(图中 Nt 表示第 t 年的种群数量，Nt＋1 表示第 t ＋1 年的种群数量)。下列分析正确的是( ) A．甲种群在 O～t3 段的年龄组成为增长型 B．乙种群在 O～t1 段的种群数量呈“J”型增长 C．乙种群在 t2 时种群数量最少 D．甲种群在 t3 后种群数量相对稳定，可能是因为生存条件比较理想 解析：选 B 若 Nt＋1/Nt＝1，种群数量相对稳定；若 Nt＋1/Nt＜1，种群数量 减少；若 Nt＋1/Nt＞1，种群数量增加。由此可知甲种群在 O～t3 段，种群数量先 减少后增加；乙种群在 O～t1 段，Nt＋1/Nt＞1 且不变，说明乙种群数量呈“J”型增 长；乙种群在 t3 时种群数量最少，因为 t2～t3 段，乙种群的数量在不断减少；甲 种群在 t3 后 Nt＋1/Nt＞1 且不变，种群数量呈“J”型增 长。 7．在资源和空间有限的条件下，种群数量呈“S” 型增长。如图是某藻类在不同环境温度下的种群增 长曲线，下列叙述错误的是( ) A．环境容纳量随环境温度不同而改变 B．图中 19.8 ℃条件下环境容纳量最小 C．24.8 ℃条件下第 5 天左右的种群增长速率最大 D．33.6 ℃条件下种群数量将维持在 K 值恒定不变 解析：选 D 由图可以看出， 在温度不同的情况下，该藻类的个体数最大 值不同，所以环境容纳量随环境温度不同而改变；在三条曲线中，19.8 ℃条件 下环境中所容纳的最大个体数是最小的，所以在 19.8 ℃条件下环境容纳量最小； 曲线斜率表示种群的增长速率，由图中曲线可以看出，24.8 ℃条件下第 5 天左 右曲线斜率是最大的，也就是此时种群的增长速率是最大的；K 值是环境的最大 容纳量，不是恒定不变的，会随环境变化而发生改变。 8．(2019·泰安模拟)将 10 mL 酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不 同时间内等量均匀取样 4 次，分别测定样品中酵母菌的数量和 pH，结果如下表 所示。据表分析错误的是( ) 样品 1 2 3 4 酵母菌数量(个/mm3) 1 210 820 1 210 1 000 pH 4.8 5.4 3.7 5.0 A．培养过程中酵母菌始终是出生率>死亡率 B．样品的取样先后次序为 2、4、1、3 C．对酵母菌而言，10 mL 该培养液的环境负荷量可能为 1.21×107 个 D．若进行第 5 次均匀取样，10 mL 样品中的酵母菌数量有可能低于 1.21 ×107 个 解析：选 A 将 10 mL 酵母菌培养液放在适宜温度下培养，可根据培养液 pH 的变化来确定取样顺序，因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质，不断产生 C O2 等代谢产物使培养液 pH 不断下降，因此正确的取样顺序为 2、4、1、3。从 表中数据分析可见，达到稳定时期时，酵母菌数量达到最大值，说明 10 mL 该 培养液的环境负荷量为 1.21×107 个。继续培养，随着环境条件的极度恶化，种 群生长进入衰退期，出生率会小于死亡率，种群数量将不断下降，所以继续取样， 酵母菌的种群数量有可能低于 1.21×107 个。 9．(2019·肇庆模拟)如图为某种群数量增长曲线，下 列叙述错误的是( ) A．第 1 阶段种群数量缓慢增长 B．第 2 阶段种群增长速率先增大后减小 C．该种群 K 值为 K1 D．第 4 阶段后，种群数量也可能迅速减少 解析：选 C 由曲线斜率和基数可知，第 1 阶段种群数量缓慢增长；第 2 阶 段种群增长速率先增大后减小；该种群 K 值为 K2；第 4 阶段后，由于种内斗争 加剧，天敌增多等因素，种群数量可能迅速减少。 10．(2019·浙江温州测试)在一段时间内，某生态系统 中甲种群的增长速率变化、乙种群的数量变化如图所示。 下列分析正确的是( ) A．t1～t2，甲种群的增长速率大于乙种群 B．t2 时，甲种群的环境容纳量最大 C．t2～t3，甲种群的年龄结构为增长型 D．t4 之后，乙种群的数量将无限增长 解析：选 C 图示为甲种群的增长速率变化和乙种群的数量变化曲线，无法 比较二者增长速率的大小，A 错误；t2 时，甲种群的增长速率最大，种群数量处 于环境容纳量的一半，B 错误；t2～t3，甲种群的数量仍在增多，其年龄结构为 增长型，C 正确；由于自然界的资源和空间是有限的，当种群数量增大时，种内 斗争加剧，以该种群为食的动物的数量也增加，使种群的出生率降低，死亡率增 高，当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长停止，D 错误。 11．(2018·湖南十三校联考)如图表示甲、乙、丙三个种群的数量变化曲线。 下列叙述错误的是( ) A．甲、乙、丙三个种群的数量增长方式均为“S”型增长 B．引起种群乙变为曲线丙所示情况的原因可能是乙种群迁入了大量同种个 体 C．影响曲线 ab 段波动的自然因素有：气候、食物、天敌、传染病等 D．曲线甲可用于表示封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律 解析：选 B 由图可知甲、乙、丙三个种群的数量都先增加，然后到一定程 度后不再增加，符合“S”型曲线，A 正确；如果乙种群迁入了大量的同种个体， 种内斗争加剧，不会引起种群乙变为曲线丙所示情况，B 错误；影响曲线 ab 段 波动的自然因素有：气候、食物、天敌、传染病等，C 正确；封闭环境中酵母菌 种群数量先增加后减少，D 正确。 12．(2018·海南五校模拟)某入侵害虫在植物 A 和植物 B 上的种群数量变化 如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A．该害虫的种群数量呈“J”型曲线增长 B．该害虫的种群数量变化受外部因素的影响 C．该害虫的种内竞争会改变环境容纳量的大小 D．该害虫的入侵改变了植物 A 和植物 B 的种间关系 解析：选 B 从题图可以看出该害虫的种群数量在一定范围内上下波动，不 呈“J”型曲线增长，A 错误；从题图可以看出该害虫的种群数量变化与季节有关， 且受食物(植物 A 和植物 B)的影响，B 正确；环境容纳量的大小主要取决于环境 条件，该害虫的种内竞争会影响种群数量变化，但不会改变环境容纳量的大小， C 错误；由题干信息不能得出 D 项结论，D 错误。 二、非选择题 13.(2018·廊坊统考)如图表示某种群数量变化可能的 四种情况(“J”型、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)，其中 a 点表示外界因素的 变化。请据图回答问题： (1)种群最基本的数量特征是________________。若图 示种群每年以λ倍“J”型增长，N0 为种群起始数量，t 年后该种群数量可表示为 Nt ＝__________。图中阴影部分表示环境阻力，可引起该种群的______________ 发生改变，进而导致物种进化。 (2)若图示物种为长江流域生态系统中的最高营养级生物之一的野生扬子 鳄，当 a 点后的变化曲线为Ⅱ、且种群数量为 K2 时，对该物种最有效的保护措 施是______________。 (3)若图示种群为东亚飞蝗，应控制其种群数量为________(填“K1”“K2”或 “0”)，以有利于维持该地区生态系统的稳定性。 解析：(1)种群密度是种群最基本的数量特征。若图示种群每年以λ倍“J”型增 长，N0 为种群起始数量，t 年后该种群数量可表示为 N0λt。图中阴影部分表示环 境阻力即自然选择，可使该种群的基因频率发生改变，进而导致物种进化。(2) 当 a 点后的变化曲线为Ⅱ且种群数量为 K2 时，说明该物种所处的生态环境破坏 严重，要建立自然保护区对该物种进行保护。就地保护是最有效的保护措施。(3) 东亚飞蝗可破坏生产者，为维持该地区生态系统的稳定性，应控制其种群数量为 K2。 答案：(1)种群密度 N0λt 基因频率 (2)就地保护(或建立自然保护区) (3)K2 14．(2018·太原测评)在某一片小麦田中，长着许多杂草，还有食草昆虫、青 蛙、鼠、蛇等动物活动。某研究小组对该农田生态系统进行研究，请根据所学的 知识回答： (1)研究小组要估算该农田中荠菜的种群密度，应采用________法；在取样 时，关键要做到______________。 (2)研究小组为了监测和预报该生态系统内鼠害的发生情况，对田鼠种群数 量的变化规律进行了研究。研究者通常采用______________法估算该地区田鼠的 种群数量。 (3)调查统计发现田鼠繁殖能力很强，在最初的一个月内，种群数量每天增 加 1.47%。根据__________________________，构建的田鼠种群增长模型为 Nt ＝N0·λt， 由此可知田鼠在最初的一个月中的生存环境条件是_____________________ _______________________________________。 (4)此农田中新迁入了一种食草昆虫，下图甲是与这种昆虫种群数量相关的 出生率和死亡率的变化曲线。请说出种群在 B 点后死亡率明显增加的原因：___ _____________________________________________________(答两点)。 (5)请根据图甲在图乙坐标系中画出种群数量的变化曲线(将 A、D 标在纵坐 标的合适位置上)。 解析：(1)植物种群密度的调查方法是样方法，取样的关键是随机取样。(2) 田鼠的活动范围较大，通常采用标志重捕法估算某地区田鼠的种群数量。(3)在 最初的一个月内，种群数量每天增加 1.47%，根据调查统计的数据(或具体的种 群数量特征)，所构建的田鼠种群增长模型为 Nt＝N0·λt，由此可知田鼠在最初的 一个月内的生存环境条件是理想条件，种群数量增长的曲线是“J”型曲线。(4)图 甲是与这种昆虫种群数量相关的出生率和死亡率的变化曲线。在 B 点后由于生 活资源和空间有限、天敌增多，种群的死亡率增加。(5)据图分析，出生率和死 亡率的差值为种群增长率，种群增长率先增加后减少最终为 0，说明种群增长为 S 型曲线；在 A 点时，种群刚迁入，种群数量最低；在 D 点时，出生率等于死 亡率，此时种群数量达到最大值(K 值)，其种群数量的变化曲线见答案。 答案：(1)样方 随机取样 (2)标志重捕 (3)调查统计的数据(或具体的种群数量特征) 空间条件充裕、食物充足、气 候适宜、缺少天敌 (4)生活资源和空间有限；天敌增多 (5)如图