人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化一课一练

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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：
①根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
②观察研究对象，提出问题
③通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
④提出合理的假设
下列排列顺序正确的是( )
A．①②③④B．②④①③
C．④①②③D．③①②④
【答案】B 【解析】建构数学模型的一般步骤为观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。故排列顺序为②④①③，B正确。
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，该种群的个体种数是( )
A．m·2T B．m·220
C．2 eq \f(T,20)D．m·23T
【答案】D 【解析】在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，种群呈指数增长。由于该细菌每20 min繁殖一代，则T h后，繁殖3T代，故T h后，该种群的个体总数为Nt＝N0·λt＝m·23T。
题组二 种群的增长曲线
3．(2022·广东江门校考)如图表示某海域大黄鱼种群数量与种群数量增长速率的变化曲线。下列有关说法正确的是( )
A．图中a点种群年龄结构为增长型，c点种群年龄结构为衰退型
B．a点和c点对应的种群增长速率相同，所以种内斗争程度相同
C．在环境条件不受破坏的情况下，该海域大黄鱼种群的K值约为2b
D．用标记重捕法调查该种群密度时，若标记个体易于被捕食则估计值偏低
【答案】C 【解析】c点种群增长速率大于0，所以种群年龄组成为增长型，A错误；c点比a点种群数量大，所以种内斗争程度较高，B错误；b点对应种群的K/2，该海域大黄鱼种群的K值为2b，C正确；根据标记重捕法的公式，种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数，可得若标记个体更易于被捕食，则第二次捕获中被标志的个体数减小，故种群密度的估计值会偏大，D错误。
4．(2022·广东茂名联考)下列三个图都是种群相关的曲线和图形，对此解读正确的是( )

A．图甲中曲线X对应“J”形增长曲线，可用数学模型Nt＝N0rt表示，其中0B．图甲中c点对应的个体数是种群的环境容纳量，此时的物种丰富度最高
C．治蝗可在图乙中n点进行，而海洋捕捞则应在m点进行
D．图乙中n点对应图丙中年龄结构A，图乙中g点对应图丙中年龄结构C
【答案】C 【解析】图甲中曲线X对应“J”形增长曲线，可用数学模型Nt＝N0rt表示，其中r>1，A错误；物种丰富度是在群落水平上研究的内容，环境容纳量是在种群水平上研究的内容，从题中的信息无法判断物种丰富度，B错误；图乙中f点对应为K/2值，有害动物的防治应在K/2前，而海洋捕捞则应在K/2后，C正确；图乙中n点增长率大于0，年龄结构是增长型，对应图丙的A，g点种群的增长率为0，出生率等于死亡率，年龄结构是稳定型，对应图丙的B，D错误。
5．某岛屿引入外来物种野兔，研究人员调查了30年间野兔种群数量的变化，并据此绘制了λ值变化曲线。以下叙述正确的是( )
A．第1年至第5年间野兔种群数量保持相对稳定
B．第10年和第20年种群的数量基本相当
C．第15年至第20年间野兔种群数量在不断增大
D．第20年至第30年间野兔种群数量增长率为0
【答案】D 【解析】第1年至第5年间，λ一直大于1，说明野兔种群数量是不断上升的，A错误；第10年到第20年间，λ<1，说明种群数量是不断下降的，因此第20年种群的数量小于第10年，B错误；第15年至第20年间，λ<1，说明种群数量是不断下降的，C错误；第20年至第30年间，λ＝1，说明种群数量处于相对稳定状态，增长率为0，D正确。
6．(2022·广东珠海校考)如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是( )
①K是环境条件所能维持的种群数量最大值
②在K值时，种群的增长率最大
③如果不考虑迁入、迁出等其他因素，在K值时出生率等于死亡率
④假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，才可持续获得最高产量
A．①② B．①④
C．①③ D．②③
【答案】C 【解析】K是环境容纳量，指该环境条件所允许达到的种群数量最大值，①正确；在K时种群增长率为0，在K/2时种群的增长率最大，②错误；如果不考虑其他因素，如迁入、迁出等，在K值时出生率和死亡率基本相等，种群增长率为0，③正确；在K值时捕捞鱼类得到的日捕量最大，但一般捞渔业捕捞后需控制剩余量在K/2时，种群增长率最大，所以在高于K/2时即可开始捕捞，且捕捞后维持在K/2，可持续获得最高产量，④错误。C正确。
题组三 培养液中酵母菌种群数量的变化
7．(2022·广东珠海统考)某生物学兴趣小组开展了“不同浓度葡萄糖溶液对酵母菌种群数量变化的影响”的实验探究，结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．每一个葡萄糖溶液浓度下都应该设置多组重复实验，以减小误差
B．吸取培养液计数前轻轻振荡试管，目的是使酵母菌获得充足氧气
C．在0～168 h内，2%葡萄糖溶液中酵母菌种群数量的增长呈“S”形
D．10%葡萄糖溶液中种群数量最大值最小，可能原因是该组乙醇产量最高
【答案】B 【解析】每一个葡萄糖溶液浓度下都应该设置多组重复实验，以减小误差，A正确；吸取培养液计数前轻轻振荡试管，目的是使酵母菌均匀分布，B错误；通过曲线图可知，在0～168 h内，2%葡萄糖溶液中酵母菌种群数量的增长呈“S”形，C正确；因为10%的葡萄糖溶液中葡萄糖含量较高，酵母菌快速繁殖消耗较多氧气，酵母菌通过无氧呼吸产生乙醇的产量(或产生速率)最高，所以10%的葡萄糖溶液组的种群数量最大值最小，D正确。
8．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( )
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
【答案】A 【解析】将10 mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，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CO2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。
[能力提升]
9．科学工作者在某自然保护区内放养甲和乙两种哺乳动物，连续4年调查这两种动物种群数量的变化，并统计λ值 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(λ值＝\f(当年种群数量,前一年种群数量)))，结果如图所示。下列分析错误的是( )
A．甲种群数量在调查时间内近似呈“J”形曲线增长
B．甲种群第3～4年增加的个体数大于第2～3年增加的
C．乙种群的数量在第1～2年最多
D．甲种群数量的发展受保护区资源和空间的限制
【答案】C 【解析】甲种群的λ＝1.5，说明种群以恒大于1的倍数增长，因此在调查时间内近似呈“J”形曲线增长，A正确；甲种群数量以恒大于1的倍数增长，倍数虽然不变，但随着种群数量的增加，后一年增加的数量要大于前一年增加的数量，因此甲种群第3～4年增加的个体数大于第2～3年增加的，B正确；乙种群数量先增加后减少，在第3年时，λ＝1，种群数量不变，第3年后λ＜1，种群数量减少，因此乙种群的数量在第3年最多，C错误；甲种群在调查期间为“J”形增长，但由于保护区内的资源和空间是有限的，随着种群数量的逐渐增加，环境阻力增大，使种群数量增长缓慢直至不增长，因此甲种群数量的发展会受到保护区资源和空间的限制，D正确。
10．(2022·广东江门统考)生物有两种繁殖策略模式，分别是速度策略(r对策)和环境容纳量策略(k对策)。r代表生物的繁殖力，k代表生物周围的环境容纳量。采取r对策的生物通常是一些小型动物，如果蝇、鼠等，采取k对策的生物通常是一些大型生物，如大象、狮子等。下列说法错误的是( )
A．当种群密度增大到一定值之后，采取k对策的生物出生率降低，死亡率升高
B．采取r对策的生物通常有抚育幼崽的行为以提高幼体存活率
C．蝗虫是采取r对策的生物，一般没有灭绝点，控制其数量越低越好
D．两种策略的生物种群数量在S点附近两侧时都会向S点靠近
【答案】B 【解析】据图可知，当种群密度增大到一定值之后，采取k对策的生物出生率降低，死亡率升高，当出生率＝死亡率时，种群数量达到相对稳定状态，A正确；分析题意可知，采取r对策的生物通常是一些小型动物，该类生物通常不能抚育幼仔，故通过提高繁殖力来提高存活几率，而施行k对策的生物通常有抚育幼崽的行为以提高幼体存活率，B错误；蝗虫属于小型动物，是采取r对策的生物，由于繁殖能力强，一般没有灭绝点，控制其数量越低越好，C正确；据图可知，种群数量高于或低于S点时，都会趋向该平衡点。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点就会走向灭绝，D正确。
11．如图为某种群的数量变化曲线，K1为长期处于相对稳定状态时该种群的环境容纳量，b时由于某种因素的改变使环境容纳量由K1变为K2。下列关于K1变为K2的原因分析，最合理的是( )
A．该种群的天敌大量迁入B．该种群迁入了大量同种个体
C．外来物种入侵D．该种群的食物增多
【答案】D 【解析】若该种群的天敌数量增加，该种群遭到捕食，种群数量会减少，A不符合题意；该种群迁入了大量同种个体，会使种内竞争加剧，K值不可能增大，B不符合题意；外来物种入侵，导致不同物种之间竞争加剧，则该种群数量减少，C不符合题意；若该种群的食物增多，会使种内竞争减小，则种群数量增加，D符合题意。
12．如图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中曲线后回答下列问题：
(1)若该种群在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群数量的增长曲线可用图中________表示。若该种群在有限的自然环境中，种群数量的增长曲线可用图中________表示。(均用字母表示)
(2)影响种群密度的主要因素是种群的_________________________________________ _____________________________________________________________________________。
(3)当我们迁入刚建的新村美居，可恶的老鼠也一同悄悄“潜来”，它们咬坏衣物、偷吃粮食、毁坏家具、传播疾病，请根据a、b曲线的变化趋势，推测灭鼠的有效措施：________________________________________________________________________________________________________________________________________，使鼠群由“______”形曲线变化转变成“______”形曲线变化。
【答案】(1)a b (2)出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构、性别比例 (3)在进行灭鼠时，要清除垃圾，严密储存食物 J S
【解析】(1)种群置于理想条件下，数量呈“J”形增长，如曲线a所示；置于自然环境中，实际生态系统资源、空间有限，数量呈“S”形增长，如曲线b所示。(2)影响种群密度的主要因素是种群的出生率、死亡率、迁入率、迁出率以及年龄结构、性别比例等。
13．探究酵母菌种群数量的动态变化。
材料用具：酵母菌母液、蒸馏水、无菌水、培养液、烧杯、试管、滴管、量筒、漏斗、1 mL 刻度吸管、标签、玻璃棒、酒精灯、pH试纸、天平、计数板、恒温箱、显微镜、高压蒸汽灭菌锅等。
探究思路：
(1)设计实验。为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学按下表完成了有关实验。
(2)实验步骤：培养液的配制→灭菌→接种→培养→计数→分析数据，得出结论。
①取3支试管，并编号A、B、C。
②分别向A、B试管中滴加10 mL 培养液，
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________________________________________________________________________。
④将试管A、C放在28 ℃条件培养，________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
⑤分析数据，得出结论。
(3)问题探讨：
①请写出该同学研究的课题名称：
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②用显微镜定期检测酵母菌数量，结果仅A试管在第3天开始个体数量迅速增加，第5天开始A试管中个体数量达到最大，实验至第6天结束时个体数基本保持稳定。请将A、B、C三组预期结果的走势图绘制在下图所示的坐标系中。
③一段时间后A试管中培养的酵母菌种群增长曲线是否会呈“S”形？为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(2)②向C试管中滴加10 mL 无菌水 ③向3支试管中分别滴加0.1 mL 酵母菌母液
④将试管B放入5 ℃条件下培养，并观察计数 (3)①温度、营养物质对酵母菌生长的影响
②曲线如图所示：
③是。A试管中温度适宜、营养充分，所以在酵母菌种群增长的初期，资源接近“无限”，酵母菌表现出指数增长的模式；随着种群数量的增长，由于试管中营养物质的消耗和种群代谢产物在试管中积累，限制了种群数量的增长，其生存环境逐渐变得“有限”了，种群数量增长速率逐渐降低；当资源被耗尽，增长速率达到最小(0)时，酵母菌数量达到最大，并在一段时间内保持稳定，其增长曲线表现为“S”形
【解析】A试管中温度适宜、营养充分，酵母菌种群增长一段时间后将呈“S”形增长。B试管温度太低，虽然营养充分，但酵母菌难以增殖。C试管中温度适宜，但无营养供应，酵母菌不仅不能增殖，反而会逐渐死亡。由于培养液成分一定，随着时间的延长，培养的酵母菌最终会因营养耗尽而减少以至死亡。样品
1
2
3
4
酵母菌数量/(个·mm-3)
1 210
820
1 210
1 000
pH
4.8
5.4
3.7
5.0
试管编号
培养液/mL
无菌水/mL
酵母菌母液/mL
温度/℃
A
10
－
0.1
28
B
10
－
0.1
5
C
－
10
0.1
28