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.doc
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1、母题15 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3 h、10 h、23 h,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23 h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23 h时,种群增长不会出现J型增长阶段【答案】D【
2、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3 h(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10 h(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23 h(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23 h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
3、空间充足,C正确;由题图曲线可知,培养基更新时间间隔为23 h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)【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Aa批次中可能有大量细菌污染Bb批次的接种量可能高于a批次Ct1时两批次都会产生较多的乙醇Dt2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
4、,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10 mL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5 mL培养基M中,培养条件同上,则与上述实
5、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5 mL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)S a/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。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
6、,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5 mL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
7、力。【命题规律】主要从以下两个角度命题: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;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。产生原因:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。曲线特点:种群数量每年以一定的倍数增长。数学模型:NtN0t (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,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数)。(2)B图为“S”型曲线。产生原因:受环境条件,如空间、食物、天敌等的制约。曲线特点:种群数量达到环境容纳量 (即K值)后,将停止增长。决定因素:出生率
8、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,即:增长率100%。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)
9、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%(NtN0)/N0100% (无单位);增长速率(末数初数)/单位时间(NtN0)/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
10、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
11、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
12、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,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,出生率如图中曲线,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Cc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,
13、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】
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