2019年高考生物 母题题源系列 专题15 种群数量的变化（含解析）

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.种群数量的变化【母题来源一】2019年全国普通高等学校招生统一考试理综生物（全国Ⅰ卷）【母题原题】某实验小组用细菌甲（异养生物）作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3h、10h、23h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同C．在培养到23h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的D．培养基更新时间间隔为23h时，种群增长不会出现J型增长阶段【答案】D【解析】【分析】分析曲线可知，更新培养基时间间隔越短，细菌甲的种群数量随培养时间延长数量越多。培养基更新时间间隔为3h（对应a曲线）时，种群增长为J型曲线，培养基更新时间间隔为10h（对应b曲线）时，种群增长类似于J型曲线，但增长速度较缓慢，而培养基更新时间间隔为23h（对应c曲线）时，种群增长为S型曲线。【详解】细菌甲是异养生物，通过分解培养基中的有机物获得无机物，给自身提供养分，A正确；更换培养基，为细菌提供了新的营养物质并除去了代谢废物，因此，培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同，B正确；根据题图可知，在23h前，a组细菌甲的生长曲线呈现J型增长，说明a组培养基中资源和空间充足，C正确；由题图曲线可知，培养基更新时间间隔为23h时，种群在早期会出现J型增长阶段，D错误。故选D。【母题来源二】2019年全国普通高等学校招生统一考试生物（江苏卷）2【母题原题】如图是一种酵母通气培养的生长曲线，a、b是相同培养条件下两批次培养的结果，下列叙述合理的是A．a批次中可能有大量细菌污染B．b批次的接种量可能高于a批次C．t1时两批次都会产生较多的乙醇D．t2时两批次发酵液中营养物质剩余量相同【答案】B【解析】a批次若有大量细菌污染，则K值会下降，与题图不符，A错误；b先达到K值，可能是接种量高于a，B正确；图中曲线是在通气的条件下绘制，t1时种群增长速率最大，说明此时氧气充足，酒精发酵需要在无氧条件下进行，故此时产生的酒精很少或几乎没有，C错误；t2时，a、b均达到K值，但由于b条件下酵母菌数量首先达到K值，故消耗的营养物质较多，则营养物质的剩余量相对较少，D错误。故选B。【母题来源三】2019年全国普通高等学校招生统一考试理综生物（全国Ⅲ卷）【母题原题】回答下列与种群数量有关的问题。（1）将某种单细胞菌接种到装有10mL液体培养基（培养基M）的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为_________型，且种群数量为时_________，种群增长最快。（2）若将该种菌接种在5mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量（K值）_________（填“增大”“不变”或“减小”）。若在5mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值_________（填“增大”“不变”或“减小”），原因是_________。【答案】（1）Sa/2（2）减小不变K值是由环境资源量决定的，与接种量无关【解析】【分析】种群的数量特征：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例。3种群的数量变化曲线有J型曲线和S型曲线，前者需要理想的条件，后者出现的原因是由环境阻力。【详解】（1）J型曲线中种群数量呈指数增长，没有峰值。S型曲线中，由于环境阻力（培养液有限、试管体积有限），种群数量先增加后不变，该单细胞菌数量达到a不变，即为K值，故该种群的增长曲线为S型，种群数量为K/2即a/2时，增长速率最快；达到K值时，增长速率为0。（2）若把上述单细胞菌接种到含5mL培养基的试管中，由于培养液减少，营养物质减少，故该菌的K值会出现下降。若该菌的接种量增大一倍，则会较快达到K值，但由于培养液量不变，K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，故K值不变。【点睛】K值指环境条件不受破坏的情况下，一定空间所能维持的种群数量的最大数量。S型曲线中K/2时增长速率最大。【命题意图】通过分析影响种群数量变化的因素，建立生物与环境相统一的观点；通过“J”型增长和“S”型增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力。【命题规律】主要从以下两个角度命题：①给予具体情境，综合考查影响种群数量变化的各种环境因素；②挖掘种群增长曲线中隐藏的规律，综合考查两种增长曲线产生的条件及曲线变化规律。【得分要点】1．种群数量增长的两种类型（1）A图为“J”型曲线。①产生原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。②曲线特点：种群数量每年以一定的倍数增长。③数学模型：Nt＝N0λt（N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt为t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）。4（2）B图为“S”型曲线。①产生原因：受环境条件，如空间、食物、天敌等的制约。②曲线特点：种群数量达到环境容纳量（即K值）后，将停止增长。③决定因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。2．种群数量增长的“J”型和“S”型两种曲线模型的构建项目“J”型增长“S”型增长曲线模型前提条件理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约增长率和增长速率K值有无无K值有K值联系两种增长曲线的差异主要是环境阻力大小不同，对种群数量增长的影响不同3．正确区分种群增长率与增长速率（1）含义①种群增长率：指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，5即：增长率＝一定时间内增长的数量初始数量×100%。②种群增长速率：指单位时间内新增加的个体数（即种群数量增长曲线的斜率），即增长速率＝一定时间内增长的数量/时间。（2）计算方法假设某一种群的数量在某一单位时间t（如一年）内，由初始数量N0增长到数量Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为：增长率＝[（末数－初数）/初数]×100%＝[（Nt－N0）/N0]×100%（无单位）；增长速率＝（末数－初数）/单位时间＝（Nt－N0）/t（有单位，如个/年）。4．对K值（环境容纳量）的解读（1）K值不是一成不变的K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。（2）K值并不是种群数量的最大值K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大值，如图所示：（3）在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。5．种群“S”型增长曲线的分析及在实践中的应用（1）曲线分析（2）实践应用b点的应用消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于加速期（b点）之前，严防种群增长进入加速6期c点（K/2值）的应用对有害生物：严防种群数量达该点，如灭鼠达K/2时，鼠害将难以控制对有益资源：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力，符合可持续发展原则e点（K值）的应用对有害生物：限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量对有益生物：改善生存条件，尽量提升K值，如建立自然保护区，保护大熊猫1．观察下图，分析下列相关叙述中，错误的是A．种群呈现“J”型增长的前提条件是环境、资源非常优越，生存空间无限B．呈现“S”型增长的种群，随着时间的推移，种群增长所受的环境阻力不断加大C．种群增长的“J”型曲线有K值，只是K值较大，图中没有表示出来D．在自然界中，种群的增长曲线一般是“S”型曲线【答案】C【解析】1．“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。2．自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就使种群的出生率降低，死亡率增高，有时会稳定在一定的水平，形成“S”型增长曲线。在食物充足，无限空间，无天敌等理想条件下种群无限增长，呈现“J”型曲线，A正确；自然状态下的种群随着时间的推移，增长所受的环境阻力不断加大，种群数量不能无限长大，呈现S型曲线，B正确；“J”型曲线中种群能无限增长，没有K值，S型曲线存在环境容纳量，即K值，C错误；在自然界中，7由于资源和空间是有限的，种群的增长呈现“S”型曲线，D正确。2．自然界中某种群死亡率如图中曲线Ⅱ，出生率如图中曲线Ⅰ，下列分析正确的是A．种群在c点之前呈J型增长，c点之后呈S型增长B．种群数量增长最快的时期是c点时期C．c点时期此种群的个体总数达到其环境容纳量（K值）D．曲线表明种群数量变化受食物的影响【答案】C【解析】由图可知，种群在c点之前增长率一直下降，增长曲线不是“J”型曲线，因为“J”型曲线增长率不变，c点之后增长率小于零，种群数量下降，也不为“S”型曲线，A错误；种群数量增长最快的时期应该是增长率最大的时候，由图可知c点之前出生率大于死亡率，c点时出生率=死亡率，故c点之前增长率比c点时要大，c点时期增长率为零，B错误；c点时出生率等于死亡率，增长率为零，种群数量达到最大值，即种群的个体总数达到环境负荷量，C正确；曲线只表明了种群的出生率与死亡率的变化，不能得出种群数量变化受食物的影响，D错误。3．有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是A．改变培养液的pH值不影响K值大小B．用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化C．取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数D．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素【答案】D【解析】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验的原理：（1）酵母菌可以用液体培养基来培养，培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关，我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。（2）利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法，这种方法可以直接测定样品中全8部的细胞数目，所以一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。改变培养液的pH会改变K值（环境容纳量）大小，A错误；样方法是调查植物种群密度的方法，肉眼看不见的微生物采用抽样检测法，B错误；应用血球计数板对培养液中酵母菌数量进行抽样检测，C错误；营养、温度、pH、有害物质的积累等都是影响酵母菌种群数量变化的因素，D正确。4．如图为某天鹅种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出，下列有关叙述不正确的是A．建立自然保护区，改善其栖息环境，可使K值提高B．对该种群密度的取样调查可以采用标志重捕法C．bc段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率D．比较曲线Y与曲线X，表明自然状态下种群最长增大速率无法超出理想状态下的最大增长速率【答案】C【解析】“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就使种群的出生率降低，死亡率增高，有时会稳定在一定的水平，形成“S”型增长曲线，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称为K值。同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响，当生物生存的环境改善，K值会上升，A正确；天鹅活动能力强，活动范围广，一般采用标志重捕法，B正确；bc段种群增长率大于0，但出生率仍然大于死亡率，C错误；比较曲线Y表明自然状态种群数量的增长，曲线X表示理想状态的种群数量增长，则曲线Y表明，在自然状态下，由于空间和资源条件有限，所以种群无法实现最大增长率，D正确。5．如图为用一定容积的培养液探究酵母菌种群