精研重難點(一)　種群“J”型和“S”型增長模型的分析及應(yīng)用從“高度”上研究高考[典例]　(2022·山東高考)一個繁殖周期后的種群數(shù)量可表示為該種群的補充量。某實驗水域中定期投入適量的飼料，其他因素穩(wěn)定。圖中曲線Ⅰ表示該實驗水域中某種水生動物的親體數(shù)量與補充量的關(guān)系，曲線Ⅱ表示親體數(shù)量與補充量相等。下列說法正確的是(　 )A．親體數(shù)量約為1 000個時，可獲得最大持續(xù)捕撈量B．親體數(shù)量約為500個時，單位時間內(nèi)增加的數(shù)量最多C．親體數(shù)量大于1 000個時，補充量與親體數(shù)量相等，種群達到穩(wěn)定狀態(tài)D．飼料是影響該種群數(shù)量變化的非密度制約因素[解析]　親體數(shù)量約為1 000個時，該種群的補充量等于親體數(shù)量，即出生率等于死亡率，是K值，根據(jù)種群的增長速率變化可知，捕撈后種群數(shù)量處于K/2時獲得最大持續(xù)捕撈量，A錯誤；種群數(shù)量處于K/2時單位時間內(nèi)增加的數(shù)量最多，即親體數(shù)量約為500個時，單位時間內(nèi)增加的數(shù)量最多，B正確；由圖可知，親體數(shù)量等于1 000個時，補充量與親體數(shù)量已經(jīng)相等，種群達到穩(wěn)定狀態(tài)，C錯誤；一般來說，食物和天敵等生物因素對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度是相關(guān)的，這些因素稱為密度制約因素，飼料是影響該種群數(shù)量變化的密度制約因素，D錯誤。[答案]　B 從“深度”上提升知能1．坐標模型中K值確認與λ值變動分析(1)K值確認：K值即一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。實際環(huán)境中種群數(shù)量往往在K值上下波動，如圖所示：(2)λ值變動分析：“λ”表示種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量為第一年的λ倍。由此，若λ＝1，則種群數(shù)量不變(穩(wěn)定)；若λ>1，則種群數(shù)量增長；λ>1且恒定時種群數(shù)量呈“J”型增長；若λ<1，則種群數(shù)量下降。如下圖所示：2．“S”型曲線中K值的變化分析：(1)K值不是一成不變的：K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當環(huán)境遭到破壞時，K值可能會下降；當環(huán)境條件狀況改善時，K值可能會上升。(2)在環(huán)境條件穩(wěn)定、K值一定的情況下，種群數(shù)量也不是一成不變的：會在K值附近上下波動。當種群數(shù)量偏離K值時，會通過負反饋調(diào)節(jié)使種群數(shù)量回到K值。(3)K值并不是種群數(shù)量的最大值：K值是環(huán)境容納量，種群數(shù)量所達到的最大值有時會超過K值，但這個值存在的時間很短，因為在一定的環(huán)境條件下不能維持該值3.三種類型的“S”型曲線分析：(1)t1之前，種群數(shù)量小于K/2，由于資源和空間相對充裕，種群數(shù)量增長較快；當種群數(shù)量為K/2時，出生率遠大于死亡率，種群增長速率達到最大值。(2)t1～t2，由于資源和空間有限，當種群密度增大時，種內(nèi)競爭加劇，天敵數(shù)量增加，種群增長速率下降。(3)t2時，種群數(shù)量達到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0 從“寬度”上拓展訓(xùn)練1.(2021·廣東高考)如圖所示為某“S”型增長種群的出生率和死亡率與種群數(shù)量的關(guān)系。當種群達到環(huán)境容納量(K值)時，其對應(yīng)的種群數(shù)量是(　 )A．a  B．b  C．c  D．d解析：選B　在b點時，出生率等于死亡率，種群數(shù)量不再增加，表示該種群數(shù)量已達到環(huán)境容納量(K值)。2．(2022·咸陽一模)如圖是某草原生態(tài)系統(tǒng)中，甲、乙兩個種群數(shù)量變化的動態(tài)模型。下列敘述錯誤的是(　 )A．乙進入早期，其種群數(shù)量增長大致呈“J”型曲線B．圖中a點的縱坐標值代表乙種群的環(huán)境容納量C．該生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定與甲和乙之間的負反饋調(diào)節(jié)有關(guān)D．甲和乙之間的信息傳遞往往是雙向的解析：選B　乙是捕食者，乙進入早期，缺乏天敵且生存壓力小，其種群數(shù)量增長大致呈“J”型曲線，A正確；圖中a點的縱坐標值是一定時間內(nèi)的乙種群的最大數(shù)量，但是環(huán)境不能維持該數(shù)量，故a點的縱坐標值不是環(huán)境容納量，B錯誤；分析題圖可知，初始時，乙的數(shù)量增加，甲的數(shù)量不斷降低，但低到一定限度又反過來抑制乙的增加，乙的數(shù)量減少，最終二者數(shù)量趨于穩(wěn)定，說明二者之間存在負反饋調(diào)節(jié)，負反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，可以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，C正確；在生物和生物之間信息傳遞往往是雙向進行，甲被捕食者和乙捕食者之間的信息傳遞往往是雙向的，D正確。3．(2022·全國甲卷)在魚池中投放了一批某種魚苗，一段時間內(nèi)該魚的種群數(shù)量、個體重量和種群總重量隨時間的變化趨勢如圖所示。若在此期間魚沒有進行繁殖，則圖中表示種群數(shù)量、個體重量、種群總重量的曲線分別是(　 )A．甲、丙、乙  B．乙、甲、丙C．丙、甲、乙  D．丙、乙、甲解析：選D　分析題圖可知，隨著時間變化，甲曲線先增加后減少，乙曲線呈“S”型，丙曲線下降，在池塘中投放一批魚苗后，由于一段時間內(nèi)魚沒有進行繁殖，而且一部分魚苗由于不適應(yīng)環(huán)境而死亡，故種群數(shù)量下降，如曲線丙；存活的個體重量增加，如曲線乙，種群總重量先增加后由于捕撈而減少，如曲線甲。綜上可知，D正確。4．(2021·山東高考，改編)種群增長率是出生率與死亡率之差，若某種水蚤種群密度與種群增長率的關(guān)系如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是(　 )A．水蚤的出生率隨種群密度增加而降低B．水蚤種群密度為 1 個/cm3時，種群數(shù)量增長最快C．單位時間內(nèi)水蚤種群的增加量隨種群密度的增加而降低D．若在水蚤種群密度為 32 個/cm3時進行培養(yǎng)，其種群的增長率會為正值解析：選A　隨著種群密度的增加，種內(nèi)競爭加劇，由于資源和空間是有限的，所以出生率降低，A正確；水蚤種群密度為 1 個/cm3 時，種群增長率最大，但由于個體數(shù)量少，所以此時不是種群數(shù)量增長最快的時刻，B錯誤；單位時間內(nèi)水蚤種群的增加量隨種群密度的增加不一定降低，如當種群密度為1 個/cm3 ，種群增長率約為30%，增加量為0.3，而當種群密度為8 個/cm3時，增長率大約為20%，增加量為1.6，C錯誤；從圖中看出當種群密度達到24 個/cm3時，種群增長率為0，說明其數(shù)量達到最大，可以推測當種群密度為 32 個/cm3 時，種內(nèi)競爭進一步加劇，出生率將小于死亡率，增長率為負值，D錯誤。 [微課微練·一點一評] 一、選擇題1．(2022·貴陽模擬)圖1、2為種群數(shù)量變化曲線圖，下列相關(guān)分析正確的是(　 )A．野生動物保護的最佳效果是種群數(shù)量發(fā)生圖1中③到①的變化B．圖2中三條曲線對應(yīng)環(huán)境的優(yōu)越程度的大小關(guān)系是②＞①＞③C．漁業(yè)捕撈后該種群的數(shù)量要維持在圖1中P點對應(yīng)的種群數(shù)量D．有害動物防治就是使其種群數(shù)量發(fā)生圖2的②到③的變化直至為0解析：選C　野生動物保護的最佳效果是提高種群的K值，即實現(xiàn)種群數(shù)量發(fā)生圖1中③到②的變化，A錯誤；圖2中①曲線的種群數(shù)量呈“J”型增長，環(huán)境最優(yōu)越，而③曲線的種群數(shù)量最少，故圖2中三條曲線對應(yīng)環(huán)境的優(yōu)越程度的大小關(guān)系是①＞②＞③，B錯誤；漁業(yè)捕撈后種群的數(shù)量要維持在K/2，即圖1中P點對應(yīng)的種群數(shù)量，因為此時種群增長速率最大，有利于種群的恢復(fù)，C正確；有害動物防治的最終目的是使種群K值降低，而不是降為0，這樣不利于生物多樣性的保護，D錯誤。2.如圖表示一生態(tài)系統(tǒng)中某植食性動物種群的個體數(shù)量變化。不考慮該系統(tǒng)內(nèi)個體的遷移，下列有關(guān)該種群數(shù)量變化的說法，錯誤的是(　 )A．a時間前該種群的環(huán)境容納量為K1B．若在b點時出生率提高，該種群數(shù)量也不會大幅度超過K1C．天敵大量捕食可使該種群數(shù)量出現(xiàn)a時間后的變化D．年齡組成變化會導(dǎo)致該種群數(shù)量的波動解析：選A　結(jié)合圖示可以看出，a時間前該種群的種群數(shù)量圍繞K2波動，因此該種群的環(huán)境容納量為K2，A錯誤；由圖示可知，a時間前該種群的環(huán)境容納量為K2，因此，即使在b點時出生率提高，由于受到了資源和空間等的制約，該種群數(shù)量也不會大幅度超過K1，B正確；天敵大量捕食會使該種群的K值降低，即出現(xiàn)a時間后的變化，C正確；年齡組成不僅影響出生率，還會影響死亡率，而出生率和死亡率是決定種群數(shù)量變化的因素，因此年齡組成的變化會導(dǎo)致該種群數(shù)量的波動，D正確。3.種群增長率為現(xiàn)有個體數(shù)與原有個體數(shù)的差值占原有個體數(shù)的比率。如圖為某草原上一段時間內(nèi)兔子種群死亡率和出生率比值的變化曲線圖，下列敘述正確的是(　 )A．圖中d點和f點時的種群自然增長率相等B．b點年齡組成為增長型，be段種群數(shù)量先增加后減少，c點達到最大值C．死亡率是指單位時間內(nèi)種群減少的個體數(shù)占種群個體總數(shù)的比率D．死亡率和出生率是影響種群數(shù)量變化的直接因素，也是種群最基本的數(shù)量特征解析：選B　圖中d點和f點兔子種群的死亡率與出生率比值相等，但由于種群數(shù)量不相同，所以種群自然增長率不一定相等，A錯誤；b點時死亡率和出生率的比值小于1，出生率大于死亡率，種群數(shù)量增加，年齡組成為增長型，c點之后死亡率和出生率的比值大于1，種群數(shù)量下降，即bc段種群數(shù)量逐漸增加，ce段種群數(shù)量逐漸減少，c點達到最大值，B正確；死亡率是指種群在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比值，C錯誤；死亡率和出生率是影響種群數(shù)量變化的直接因素，而種群最基本的數(shù)量特征是種群密度，D錯誤。4.某種群的數(shù)量呈“S”型增長，它的環(huán)境容納量(K值)為200，該種群的(K－種群數(shù)量)/K隨種群數(shù)量變化的曲線如圖。下列分析不合理的是(　 )A．該種群出生率和死亡率的差值在種群數(shù)量達到200時約等于0B．在S1點時，不存在影響種群增長的環(huán)境阻力C．在S2點和S4點時，種群的年齡組成均為增長型D．為獲得最大的持續(xù)捕獲量，應(yīng)在種群數(shù)量高于S3點時捕獲解析：選B　該種群的K值為200，當種群數(shù)量達到200時，種群數(shù)量會穩(wěn)定在一定水平，此時出生率和死亡率大致相等，A正確；該種群數(shù)量呈“S”型增長，環(huán)境阻力始終存在，B錯誤；在S2點和S4點時，種群的增長速率＞0，年齡組成均為增長型，C正確；漁業(yè)捕撈應(yīng)在種群數(shù)量高于S3點時進行，捕撈后需控制剩余量在S3點，即K/2時，此時種群增長速率最快，利于獲得最大的持續(xù)捕獲量，D正確。二、非選擇題5．研究人員從物種適應(yīng)性出發(fā)，認為物種總是面對兩個相互對立的進化途徑，各自只能擇其一才能在競爭中生存下來：一種是高生育力但無親代撫育(r選擇)：一種是低生育力但有親代撫育(K選擇)。有人用圖解(如圖)表述了它們的區(qū)別，圖中橫坐標為某物種在時間t的個體數(shù)量Nt，縱坐標為時間t＋1的個體數(shù)量(Nt＋1)，虛線表示Nt＋1/Nt＝1?；卮鹣铝袉栴}：(1)在自然界，當一種生物遷入一個條件適宜的新分布地時，初始階段一般會出現(xiàn)較快增長，但由于____________________總是有限的，當種群密度增大時，__________就會加劇，這就會使種群的出生率降低，死亡率升高。K選擇物種對種群數(shù)量調(diào)節(jié)的機制稱為________________。(2)K選擇曲線與虛線有兩個交點(X和S)，S處的兩個收斂箭頭表示個體數(shù)量高于或低于S點時，都要趨向于S，故該點可視為種群的____________。X處的兩個發(fā)散箭頭表示個體數(shù)量高于X時還可回升到S，但低于X時，則必然走向滅亡。據(jù)此解釋目前地球上很多珍稀動物瀕臨滅絕的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)r選擇物種的種群死亡率主要是由環(huán)境變化引起的；K選擇物種的種群死亡率主要是由生物因素引起。由此推測：細菌、昆蟲及小型的哺乳動物如鼠類等，屬于________選擇物種。對于r選擇物種來說，生物防治手段如天敵因素對控制種群數(shù)量所起的作用是________(填“顯著”或“不顯著”)的。解析：(1)自然條件下，新遷入適宜分布地的物種，初始階段由于資源相對充裕，會出現(xiàn)較快增長，但隨著種群密度的增大，對資源空間的競爭加大，由于資源空間有限，就會因種內(nèi)競爭導(dǎo)致出生率降低，死亡率升高。由圖可以看出，K選擇物種是典型的“S”型增長，對種群的數(shù)量調(diào)節(jié)機制為負反饋調(diào)節(jié)。(2)由圖可知，K選擇物種種群數(shù)量呈“S”型曲線增長，其種群數(shù)量高于或低于S點時，都會趨向該平衡點，因此種群通常能穩(wěn)定在一定數(shù)量水平上，即環(huán)境所能容納的該種群的最大值，稱為環(huán)境容納量。只有K選擇有X點，瀕危動物會走向滅絕，說明其屬于K選擇物種，生育力低，但有親代撫育，當種群數(shù)量一旦低于X，就不可能再恢復(fù)，從而種群數(shù)量不可避免地繼續(xù)下降，直到滅亡。(3)細菌、昆蟲及小型的哺乳動物如鼠類等主要由環(huán)境變化影響種群的死亡率，故屬于r選擇物種。對于r選擇物種來說，生物防治手段不能影響環(huán)境因素，對控制其種群數(shù)量所起的作用不顯著。答案：(1)資源和空間等環(huán)境條件　種內(nèi)競爭　負反饋調(diào)節(jié)　(2)環(huán)境容納量　瀕危動物屬于K選擇物種，生育力低，當種群數(shù)量一旦低于X，就不可能再恢復(fù)，從而種群數(shù)量不可避免地繼續(xù)下降，直到滅亡　(3)r　不顯著  

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