1、专题15种群数量的变化高考生物母题题源系列解析版母题 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
2、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【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
3、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
4、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
5、）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
6、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，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
7、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J型”增长和 “S型”增【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：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。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
8、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。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，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 定时
9、间内增长的数量 /时间。2）计算方法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）/N0 100%（无单位）；增长速率（末数初数）/单位时间（ NtN0） /t（有单位，如个 /年）。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）
10、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
11、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
12、 “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，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（
13、 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
14、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
15、方法可以直接测定样品中全 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B对该
16、种群密度的取样调查可以采用标志重捕法Cbc 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
17、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数量变化实验中，血细胞计数板一个中方格的实验结果。下列有关该实验的说法，正确的是A酵母菌的数量随时间呈 “ S型”曲线增长B 相同条件下再次实验酵母菌种群数量的 K 值基本不变D计数操
18、作时，应先往计数室滴 1 mL 培养液，盖上盖玻片后再镜检【答案】 B 【解析】种群密度的调查方法有：样方法和标记重捕法。 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，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。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。用一定容积的培养液培养酵
19、母菌， 营养物质会越来越少， 所以达到 K 值后酵母菌数量还会下降， 并非 “S” 型增长， A 错误；由于是相同条件下再次实验， K 值基本不变， B 正确；酵母菌种群密度的调查方法是 抽样检测法， C 错误；计数操作时，应先盖上盖玻片，再往盖玻片上滴加一滴培养液，使其自行渗入计 数室，然后镜检， D 错误。6环保工作者对某地区最主要的食草动物某野兔种群数量进行连年监测， 得到如图所示的数量增长变化 （ ） 曲线， =t年种群数量 /（ t-1）年种群数量。据图分析下列叙述正确的是A在第 1年至第 3 年期间种群呈 “ J型”增长B在第 4 年初至第 5 年末，种群数量先增后减C第 3 年末
20、种群数量与第 5年中期种群数量相等D野兔的种群数量在第 4 年末达到最大【答案】 B【解析】从第 1年至第 3年期间， 的数值接近 1，说明种群数量基本不变， A 错误；由于 表示种群 数量是前一年种群数量的倍数，当 1 时，种群数量增长，在第 4 年初到第五年末， 开始时大于 1， 后来小于 1，说明种群数量是先增加后减少， B 正确；从第 3 年末到第 5 年中期， 一直大于 1，种群数 量一直增长， C 错误；野兔的种群数量在第 5 年中期达到最大值， D 错误。7下图是种群增长速率与时间关系的变化曲线。下列说法正确的是A该曲线揭示了种群数量变化只与时间有关而与其他变量无关B 该曲线 C
21、D 段虽然呈下降趋势，但种群数量仍然在缓慢增加 C该曲线可表示在密闭容器中培养酵母菌的种群数量变化 D若该种群为海洋经济鱼类，则捕捞该鱼的最佳时间在 E 时期 【答案】 B【解析】分析图示可知：该曲线表示种群增长速率与时间的关系，能够揭示种群数量变化与时间有关， 但不能表明种群数量变化与其他变量无关， A 错误；该曲线 CD 段呈下降趋势，说明种群增长速率逐渐 减小，但此时段种群增长速率大于零， 种群数量仍然在缓慢增加， B 正确；在密闭容器中培养的酵母菌， 随着培养时间的递增，培养液中的营养物质不断被消耗、有害代谢产物不断积累、溶氧不断减少，导致 酵母菌的种内斗争不断加剧，当其种群数量达到
22、K 值后，酵母菌种群的死亡率大于出生率，种群数量会 不断下降，所以该曲线可表示种群数量呈 “S型”增长，但不能表示在密闭容器中培养酵母菌的种群数量变化， C 错误； E 时期种群的数量达到 K 值，出生率与死亡率相等，在 C 时期，种群的增长速率最大， 最有利于种群数量的更新，若该种群为海洋经济鱼类，则捕捞该鱼的最佳时间应在大于 C 时期，但不是 在 E时期，而是使捕捞后的剩余量维持在 C 时期对应的水平， D 错误。8下列关于 S 型曲线的说法，与事实相符的是A 防治农业害虫应把害虫数量控制在 K/2 处B若该种群为海洋经济鱼类，种群数量最好保持在 c 水平Cab 段种群数量增长速率变慢，其
23、原因是受天敌、资源等影响。Da 点种内斗争最激烈【答案】 C【解析】 “J型”曲线是指数增长函数，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； “S”型曲线是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增 长情况。2、分析曲线图：点以前，随着时间的变化，种群的增长速率不断增长； 点时，种群增长速率达到最大值；点之后的阶段，随着时间的变化，种群的增长速率不断降低；bc段种群增长速率为 0，种群数量达到最大，即 K 值。防治农业害虫应把害虫数量控制在 K/2 以下，因为种群在 K/2 时种群增长速率最大， A 错误；若该种群 为海洋经济鱼类，种群数量最
24、好保持在 a时期，因为 a时期种群增长速率最快， B 错误； ab段种群数量增长速率变慢，其主要原因是受天敌、生活空间和资源等的影响， C 正确；识图分析可知，图中达到 c 点时，即达到种群的 K 值，此时种内斗争最激烈， D 错误。9如图所示为种群在理想环境中呈 “ J型”增长，在有环境阻力条件下呈 “ S型”增长。下列有关种群数量增长 曲线及其应用的叙述中，正确的是A种群增长过程中出现环境阻力是在 d 点之后B当种群数量达到 e 点后，增长速率为 0C 防治蜱灾应在害虫数量达到 e 点时进行D渔业捕捞后需控制剩余量在 b 点【答案】 B【解析】 “J型”曲线：指数增长函数，描述在食物充足，
25、无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况； “S”型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增 长情况，存在环境容纳的最大值 K，种群增长速率先增加后减少，在 K/2 处种群增长速率最大。据图分 析，甲表示 J型曲线，乙表示 S 型曲线。图中阴影部分代表环境阻力，所以 “S”型曲线的环境阻力出现在 a点之后， A 错误；当种群数量达到 e 点后，种群数量达到 K 值，此时出生率等于死亡率，故增长速率为 0，B 正确；防治蝗虫数量应在种群数量及增长率较低时，所以应在 b点之前进行， C错误；渔业捕捞后需控制剩余量在 c点，D 错误。10某生物的种群数量随
26、时间的变化情况如图所示，下列叙述正确的是A曲线乙表示生物的种群数量呈指数形式增长Bab 段，种群出生率与死亡率不再发生变化C若该生物种群为农业害虫种群，则在 a 点时对其进行捕杀效果最好D若 b 点时环境发生变化，则形成丙曲线的环境更适合该生物种群生存【答案】 D【解析】曲线乙表示该生物的种群数量呈 S增长，种群数量不呈指数形式增长， A 错误； a b段种群数量处于波动状态，因此种群出生率与死亡率在不断变化， B 错误； 若该生物种群为农业害虫种群， 则 在 K/2 点之前（低密度时期）对其进行捕杀效果较好， C 错误；一般 K 值越大，相应的环境越适合种 群生物生存，所以若 b 点时环境发
27、生变化，则形成丙曲线的环境更适合该生物种群生存， D 正确。11研究人员调查了数年内某地区中野兔种群的出生率和死亡率的比值变化，得到了如图所示的曲线。其中 ，请据图回答问题：1）种群是指 。种群在繁衍过程中，个体有新老交替，但基因却能代代相传，因此，种群是生物进化的 。2）出生率和死亡率可直接影响 （填种群的数量特征 ）。若不考虑该野兔种群的迁入和迁出，据图分析， 该种群的数量变化 （填“是”或“不是 ”） “型S”增长。 在进行调查的时间范围内，该种群数量最多的时间点为 。3）与数学方程式相比，曲线图这种数学模型表现形式的优点是： 。4）在自然界中，影响种群数量变化的外界因素有很多，例如 （
28、 写出三个 ），因此， 大多数种群的数量总是在不断变化中。 种群数量变化除了增长外， 还有数量会越来越少。（1）生活在一定区域的同种生物的全部个体为种群；种群是生物进化的基本单位。（2）出生率和死亡率可直接影响种群密度；据图分析该种群数量不是一直在增加， df 段 R 值小于 1，种群数量减小，故该种群数量变化不属于 “S型”增长； d点之前种群数量一直增加， d 点后种群数量减少，故 d 点野兔的种群数量最多。（3）曲线图与折线图相比，具有的优势是能更直观地反映出种群数量的变化趋势。（4）影响影响种群数量变化的外界因素有：气候、食物、天敌、传染病、人类活动等；大多数种群的 数量总是在不断变化中，种群数量变化除了增长外，还有波动、下降。
