情境解讀20種群增長率與增長速率-2022年高考生物熱點情境解讀

備戰(zhàn)高考：種群增長率和種群增長速率典例：(2021山東高考19)（不定項）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)說法錯誤的是（）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(jìn)行培養(yǎng)，其種群的增長率會為負(fù)值【答案】BC本題題干中提到：種群增長率是出生率與死亡率之差。出生率是指單位時間內(nèi)種群新產(chǎn)生的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比值；死亡率是指單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比值。單位時間內(nèi)遷入或遷出的個體占該種群個體總數(shù)的比值，分別稱為遷入率或遷出率。種群密度的直接影響因素：出生率、死亡率和遷入、率遷出率。這樣來看的話，種群增長率=（出生率+遷入率）（死亡率+遷出率）。存著這樣的疑問我們就需要對種群增長率進(jìn)行進(jìn)一步的理解?；A(chǔ)回顧：1.“J”型曲線（1）形成原因：食物和空間充裕、氣候適宜、無敵害等。（2）數(shù)學(xué)模型：Nt=N0λt。（3）曲線特點：種群數(shù)量是以一定的倍數(shù)連續(xù)增長的。（4）以“J”型曲線增長的種群增長率、增長速率（如圖乙、丙）2.“S”型曲線（1）形成原因：食物、空間有限等。（2）曲線特點：種群數(shù)量達(dá)到K/2時，增長速率最大；達(dá)到環(huán)境容納量（K值）后，將停止增長（3）以“S”型曲線增長的種群增長率、增長速率（如圖丁、戊）以細(xì)菌為例，根據(jù)微生物生長速率的不同，可以將生長曲線分為四個時期，如下圖：3.影響種群數(shù)量變化的因素決定種群大小的主要因素有：①超始種群數(shù)量；②出生率和遷入率；③死亡率和遷出率。種群數(shù)量的變動主要取決于②和③的對比關(guān)系，在單位時間內(nèi)二者之差就是種群增長率。4.研究種群數(shù)量變化的意義（1）有利于野生生物資源的合理開發(fā)、利用和保護(hù)。（2）為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)合理控制種群數(shù)量，適時捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。如“S”型增長曲線中1/2K值的應(yīng)用。（3）通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為蟲害的預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。種群增長率（瞬時增長率）1.概念：單位時間內(nèi)種群凈增加數(shù)與原種群大小的比值中學(xué)教材中提到的增長率一般是指瞬時增長率，等于出生率與死亡率之差。這是增長率最常指的含義。很多高校教材也這樣使用，此處增長率即是瞬時增長率，而非其它名稱的增長率，如周限增長率等。出生率是指單位時間內(nèi)種群新出生數(shù)與原種群大小比值；死亡率是指單位時間內(nèi)種群死亡數(shù)與原種群大小的比值。單位時間內(nèi)種群新增加個體數(shù)=單位時間內(nèi)種群新出生數(shù)單位時間內(nèi)種群死亡數(shù)（不考慮遷移等其它因素，下同）。兩邊同時除以原種群大小，則等式左邊即為瞬時增長率，等式右邊即為出生率死亡率。2.在無限環(huán)境中，J型增長種群的瞬時增長率是恒定的在無限環(huán)境中，每個個體的生殖力相等，比如某種群初始數(shù)量為a，每個體生殖數(shù)b。則某單位時間內(nèi)，比如一個世代后，種群產(chǎn)生新個體數(shù)ab，則種群瞬時出生率=ab/a=b；瞬時出生率就是個體生殖力，是定值。在無限環(huán)境中，無生存斗爭等，每個個體都達(dá)到生理壽命才死亡，故死亡是“勻速”的，瞬時死亡率是恒定的。因出生率和死亡率都是定值，故種群的瞬時增長率是定值。3.在有限環(huán)境中，S型增長種群瞬時增長率變化由大到小至0（K值時）證明：有限環(huán)境中每個個體的生殖力不等，原因資源隨種群數(shù)的增加成比例減少，故單個雌體的生殖力也隨之成比例減少。故出生率成比例下降；同時，個體間生存斗爭程度成比例增加，死亡率成比例增加，因此出生率和死亡率都是變值?？梢婇_始時種群無生存斗爭或很弱，個體生殖力最大，出生率最大，死亡率最低，故增長率最高；隨著種群數(shù)量增加，生存斗爭加劇，出生率由大到小，死亡率由小到大，故瞬時增長率逐漸減小。至K值時，出生率和死亡率相等，而瞬時增長率為零。若出生率繼續(xù)減小到0，死亡率為無限大，則種群滅絕。種群增長率（周限增長率）周限增長率1.概念：指經(jīng)過一個單位時間后，種群為原來種群的倍數(shù)。（而瞬時增長率指單位時間內(nèi)種群凈增加數(shù)與原種群大小的比值。）例如：某種群某時刻數(shù)量1000個，一個單位時間后種群數(shù)量達(dá)1100，則：瞬時增長率是（1100——1000）/1000=0.1，而周限增長率=1100/1000=1.1。上文引用的蘇教版教材56頁提到的增長率即是周限增長率。2.周限增長率和瞬時增長率的關(guān)系瞬時是相對而不是絕對的概念，是相對于周限而言，瞬時是指較短時間，這個較短時間段因物種壽命不同而異，如對人一日可算作是瞬時，則對蜉蝣1日就是一生了。周限是比瞬時相對長的時間單位。周限是瞬時組成的集合。因此周限增長率數(shù)值一定大于相應(yīng)的瞬時增長率，兩者必然存在數(shù)量上關(guān)系。無限環(huán)境中，瞬時增長率和周限增長率的關(guān)系通過J型增長的微分方程的積分，可知：瞬時增長率r=㏑周限增長率λ。由于瞬時增長率是恒定不變的，則周限增長率也是恒定的。而在有限環(huán)境中，瞬時增長率是變化的，則情況極其復(fù)雜，此處略去不討論。種群增長速率1.概念：單位時間內(nèi)種群增加的個體數(shù)，體現(xiàn)種群數(shù)量增長的速度。可用曲線斜率表示。注意種群增長速率不是種群增長率。2.無限環(huán)境中J型種群增長速率為dN/dt=rNr是瞬時增長率，定值；N是瞬間的種群個體數(shù)量，變量?？梢姺N群增長率=瞬時增長率×瞬時的種群個體數(shù)量。顯然dN/dt這種增長率和瞬時增長率不是一碼事：因r是定值，而N是變值，故dN/dt是變值，而且隨時間呈加速變大，且一直加速下去，越來越大。見下圖：3.有限環(huán)境中種群增長速率為dN/dt=rN（1N/K）K是環(huán)境容納量，定值。其余和上面含義相同。開始N值小，但括號中數(shù)值大，后來N值大了，可是括號中數(shù)值又小了，因此種群增長率dN/dt是先由小到大，又逐漸減小。當(dāng)N=K時，即種群增長至環(huán)境容納量時，種群增長率為0，此時瞬時增長率也為0?？梢娺@種種群增長速率隨時間先呈加速增長至最大值（K/2）又減速增長至0，停止增長，達(dá)到K值。在K/2時增長最快。是先增大至最大值（K/2值時）后減小至0（K值時）。典型例題提升思維1．圖甲表示某生物種群出生率和死亡率的關(guān)系（①表示出生率，②表示死亡率），圖乙表示另一種生物一段時間內(nèi)種群增長速率變化的曲線。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．決定該生物種群密度的直接因素除甲圖所示因素外，還有遷入率和遷出率B．該生物種群在甲圖所示時間內(nèi)，數(shù)量模型為“J”形增長。圖乙中c點時種群數(shù)量達(dá)到K值C．若一段時間后，甲圖中的①②發(fā)生重合，對應(yīng)著乙圖中的b點D．若甲圖的①②分別代表同種生物的兩個種群在相似環(huán)境中的增長率，則①種群的適應(yīng)性高于②種群【答案】C【解析】A、種群密度受到出生率和死亡率、遷入率和遷出率的直接影響，受到年齡組成和性別比例的間接影響，A正確；B、圖甲中出生率大于死亡率，且增長率為恒定值，故種群呈“J”型增長，密度會增大。根據(jù)乙圖的增長速率變化，推測乙圖中種群呈“S”型增長，其中b點為K/2，c點對應(yīng)K值，B正確；C、若一段時間后，甲圖中的①②發(fā)生重合，表明此時該生物種群數(shù)量達(dá)到K值，對應(yīng)著乙圖中的c點，C錯誤；D、因為①種群的增長率高于②種群，所以①種群的適應(yīng)性高于②種群，D正確。故選C。2．科學(xué)研究表明，生物種群的數(shù)量增長曲線如圖所示，可分為指數(shù)增長和邏輯斯蒂增長，且邏輯斯蒂增長曲線通常又分為5個時期：開始期（如A）、加速期（如B）、轉(zhuǎn)折期（如C）、減速期（個體超過K/2以后，如D）、飽和期（如E）。下列說法正確的是（）A．邏輯斯蒂增長曲線的加速期的種群數(shù)量增長速率最大B．指數(shù)增長的種群數(shù)量增長率不變C．環(huán)境阻力開始于減速期D．應(yīng)將有害生物數(shù)量控制在加速期【答案】B【解析】A、在邏輯斯蒂增長曲線中，種群的增長率是不斷下降，甚至下降為0；而種群的增長速率是先增加，后減少，當(dāng)達(dá)到K/2時為最大值，即轉(zhuǎn)折期，A錯誤；B、在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下指數(shù)增長曲線的增長率保持不變，B正確；C、環(huán)境阻力開始于J型曲線和S型曲線分歧點，C錯誤；D、應(yīng)將有害生物數(shù)量控制在小于K/2時，最好是開始區(qū)，D錯誤。3．關(guān)于“S”型曲線的敘述，錯誤的是（

）A．t0～t1之間，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，增長率不斷增加B．t1～t2之間，由于資源和空間有限，當(dāng)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C．t2時，種群數(shù)量達(dá)到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0D．為有效防治蝗災(zāi)，應(yīng)在t1前及時控制其種群密度【答案】A【解析】A、t0～t1之間，種群數(shù)量小于K/2，由于資源和空間相對充裕，出生率大于死亡率，種群增長速率不斷增加，種群數(shù)量增長較快，但增長率不斷減小，A錯誤；B、t1～t2之間，由于資源和空間有限，隨著種群密度增大，種內(nèi)斗爭不斷加劇，天敵數(shù)量也在增加，雖然出生率大于死亡率，但種群增長速率下降，B正確；C、由圖示可知，t2時，種群數(shù)量達(dá)到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0，C正確；D、在t1時種群數(shù)量為K/2，種群增長速率最大，因此應(yīng)在t1前及時控制害蟲的種群密度，才能將有害生物控制在較低水平，D正確。4．在相同條件下對甲、乙兩種藻進(jìn)行混合培養(yǎng)和單獨培養(yǎng)，結(jié)果如下圖所示。下列敘述錯誤的是（）A．單獨培養(yǎng)時，甲藻數(shù)量約為1．0×106個時種群增長最快B．混合培養(yǎng)時，甲藻的繁殖速率可能快于乙藻C．單獨培養(yǎng)時，乙種群2至6天的增長率逐漸增大D．混合培養(yǎng)時，種間競爭不是導(dǎo)致甲藻數(shù)量在10～12天增長緩慢的主要原因【答案】C【解析】A、呈“S”型曲線的種群，種群數(shù)量在K/2時，增長速率最大，故單獨培養(yǎng)條件下，甲藻數(shù)量K/2約為1.0×106個時種群增長最快，A正確；B、據(jù)圖可知，混合培養(yǎng)時，甲依然呈“S”型曲線增長，但乙的數(shù)量逐漸減少，最后消失，且初始狀態(tài)甲藻的增長斜率較大，即混合培養(yǎng)時，甲藻的繁殖速率可能快于乙藻，B正確；C、乙種群單獨培養(yǎng)時呈“S”型曲線，2至6天的增長率逐漸減小，C錯誤；D、混合培養(yǎng)時，因乙藻在12天數(shù)量接近于0，故營養(yǎng)物質(zhì)減少、種內(nèi)斗爭等是導(dǎo)致甲藻種群數(shù)量在10~12天增長緩慢的主要原因，D正確。5．根據(jù)生活史的不同，生物學(xué)家將生物分為r對策生物和K對策生物。下圖兩條曲線分別表示r對策和K對策兩類生物當(dāng)年的種群數(shù)量（Nt）和一年后的種群數(shù)量（Nt＋1）之間的關(guān)系，虛線表示Nt＋1＝Nt。K對策物種的種群動態(tài)曲線有兩個平衡點，即穩(wěn)定平衡點（S點）和絕滅點（X點），當(dāng)種群數(shù)量高于X點時，種群可以回升到S點，但是種群數(shù)量一旦低于X點就會走向絕滅。下列說法正確的是（

）A．r對策的有害生物由于個體小，壽命短，很容易被人們徹底清除B．K對策的生物種群增長率始終大于等于零C．X點時，K對策生物種群增長速率最大D．K對策生物的種群數(shù)量高于或低于S點時，都會趨向該平衡點，因此該平衡點的種群數(shù)量就是環(huán)境容納量【答案】D【解析】A、r對策的有害生物只有穩(wěn)定平衡點S點，沒有絕滅點X點，很難被人們徹底清除，A錯誤；B、當(dāng)種群基數(shù)低于絕滅點X點時，K對策生物種群可能走向滅絕，增長率為負(fù)值，B錯誤；C、K對策種群的生物數(shù)量增長符合S型曲線，其增長速率最大的是在K/2時，C錯誤；D、當(dāng)種群數(shù)量圍繞一個值不斷波動時，則此時的種群數(shù)量為環(huán)境所能容納的該種群的最大值，稱為環(huán)境容納量，K對策生物的種群數(shù)量高于或低于S點時，都會趨向該平衡點，因此該平衡點的種群數(shù)量就是環(huán)境容納量，D正確。6．下圖中實線表示某地的一種鳥類，其當(dāng)年的種群數(shù)量（Nt）和一年后的種群數(shù)量（Nt+1）間的關(guān)系，虛線P代表Nt+1=Nt。下列敘述錯誤的是（

）A．鳥的領(lǐng)域行為不會改變該種群環(huán)境容納量B．種群數(shù)量僅大于或等于C時，才可能保持在C值附近C．與B點比，A點的增長速率更大D．與B點比，A點的增長率更大【答案】B【解析】A、鳥的領(lǐng)域行為不會改變該種群環(huán)境容納量，A正確；B、根據(jù)曲線圖可知，種群數(shù)量小于C時，也能保持在C值附近，B錯誤；C、與B點比，A點的增長速率更大，C正確；D、兩條曲線的差值代表增長率，與B點比，A點的增長率也大于B點，D正確。7．為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，興趣小組在相應(yīng)條件下完成有關(guān)實驗，并定期對培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計數(shù)，繪制出酵母菌數(shù)量變化曲線圖。下列敘述正確的是（）A．40h之后，a組的種群數(shù)量無K值B．隨著時間的推移，d組種群的增長速率先變大后不變C．隨著更換培養(yǎng)液的時間間隔的延長，3050h內(nèi)種群的增長率逐漸降低D．用血細(xì)胞計數(shù)板對酵母菌計數(shù)時，計算結(jié)果往往比實際值偏小【答案】C【解析】A、據(jù)圖可知，在40h之前由于培養(yǎng)液中食物資源充足，種群數(shù)量增長類似于J型，但由于空間的限制，40h之后，a組的種群數(shù)量仍有K值，A錯誤；B、因環(huán)境條件有限，種群數(shù)量增呈S型增長，故隨著時間的推移，d組種群的增長速率先變大后減少，B錯誤；C、根據(jù)曲線可知，隨著更換培養(yǎng)液的時間間隔的延長，3050h內(nèi)種群的增長速率逐漸降低，C正確；D、用血細(xì)胞計數(shù)板對酵母菌計數(shù)時，會將已死的酵母菌計數(shù)在內(nèi)，從而導(dǎo)致計算結(jié)果往往比實際值偏大，D錯誤。8．現(xiàn)有甲、乙兩種草履蟲，為探究它們的種群增長規(guī)律及種間關(guān)系，分別將50只草履蟲，在相同條件下進(jìn)行培養(yǎng)，繪制出相應(yīng)的種群數(shù)量增長曲線，其中A曲線是將甲草履蟲單獨培養(yǎng)時種群增長曲線，B曲線是在相同條件下，將乙草履蟲單獨培養(yǎng)時種群增長曲線，C曲線是將兩者同時伺養(yǎng)在同一條件的容器中，甲草履蟲種群增長曲線，D曲線是將兩者同時伺養(yǎng)在同一條件的容器中，乙草履蟲種群增長曲線，λ=當(dāng)年種群數(shù)量/前一年種群數(shù)量，下列說法正確的是（

）A．這兩種草履蟲之間存在競爭關(guān)系，并且在競爭過程中乙草履蟲處于優(yōu)勢B．A曲線中，種群數(shù)量為500時，甲草履蟲的種群增長速率最大C．每10天更新培養(yǎng)液，則B曲線將呈“J”型增加，并保持增長率不變D．曲線D中，培養(yǎng)至第10天、第20天時，λ值相等且大于1【答案】B【解析】A、由曲線D可知，混合培養(yǎng)時，乙草履蟲的種群數(shù)量最終將為0，可見這兩種草履蟲之間存在競爭關(guān)系，并且在競爭過程中乙草履蟲處于劣勢，A錯誤；B、A曲線中，種群數(shù)量為500時，種群數(shù)量為K/2，此時甲草履蟲的種群增長速率最大，B正確；C、每10天更新培養(yǎng)液，營養(yǎng)物質(zhì)不會成為限制種群增長的因素，但生活空間等仍可限制該種群增長，B曲線不能進(jìn)行“J”型增長，增長率會發(fā)生改變，C錯誤；D、D曲線中，培養(yǎng)至10天時，種群數(shù)量增長，λ大于1，培養(yǎng)至20天時，種群數(shù)量下降，λ小于1，D錯誤。9．某種群13年來的種群增長倍數(shù)λ（λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)）隨時間的變化曲線如下圖所示，下列分析錯誤的是（

）A．前4年種群的增長速率一直在增加B．第4年與第13年的增長率相同C．第11年到第13年，種群數(shù)量一直在增長D．第9年的種群數(shù)量既多于第3年，也多于第10年【答案】C【解析】A、由分析可知：在第1~第4年之間λ=1.5，種群呈J型增長，種群的增長速率一直在增加，A正確；B、圖中顯示第4年與第13年的λ值相同，故增長率=λ1相同，B正確；C、從第11年到第12年間λ<1，說明此時種群數(shù)量在減少，第12年后λ>1，說明種群數(shù)量先減小再增加，C錯誤；D、在第5~9年間λ=1，種群數(shù)量維持穩(wěn)定，而且第5年之前λ>1，故第5年前的種群數(shù)量一直處于上升階段，據(jù)此可知第5年與第9年的種群數(shù)量相當(dāng)，且都多于第3年，第10年的λ<1說明當(dāng)年的種群數(shù)量小于第9年，D正確。10．圖甲表示某生物種群出生率和死亡率的關(guān)系（①表示出生率，②表示死亡率），圖乙表示該生物一段時間內(nèi)種群增長速率變化的曲線?；卮鹣铝袉栴}：（1）種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。種群密度受多種因素的影響，直接影響該生物種群密度的因素除甲圖中的因素外，還有___________。（2）根據(jù)圖甲給出的信息，僅考慮①②因素對種群密度的影響，該生物的種群密度將會___________（填“增大”“不變”或“減小”）。（3）某種群增長速率的變化如圖乙所示，是由于該種群的增長受______、_____（答出兩點）的限制。圖乙b點時，該種群的年齡組成最可能是___________型。若該種生物為某種經(jīng)濟(jì)魚類，則捕撈后種群增長速率維持在圖乙的___________點可提供最大的持續(xù)產(chǎn)量。（4）若圖甲的①②分別代表同種生物的兩個種群在相似生態(tài)系統(tǒng)中的增長率，這兩個種群在各自生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)性高低可描述為___________?！敬鸢浮?/p>

遷入率和遷出率

增大

資源

空間

增長

b

①種群的適應(yīng)性高于②種群11．如圖甲是草原上某兩類生物種群數(shù)量變化的動態(tài)曲線，其中r對策生物通常個體小、壽命短，生殖力強但存活率低，親代對后代缺乏保護(hù)；K對策生物通常個體大，壽命長，生殖力弱但存活率高，親代對后代有很好的保護(hù)。圖乙是種群數(shù)量變化曲線。請回答下列問題：（