逍遥学能 2014-03-24 10:24
现行的各种版本的高中生物《生物与环境》中，在《群落的结构》这一章节中都用有限的文字或图例对种间竞争进行了简单描述，最多也是简述了高斯的竞争实验，额外再能增加的仅仅是一个简单定义的陈述而已，除此之外别无他有。但回顾近几年的高考，我们会发现，高考要求考生对对种间竞争的认识和理解远远不止这些。针对此，我们有必要将这一知识点进行梳理延伸。
一、历年高考对接
1、（1998上海）将甲、乙两种植物混种，若设定，，收获的种子再播种，连续进行若干代后将、N作图，有下列几种可能结果。请回答：
(1)甲与乙的竞争中，若甲取胜，可用图 表示，那么 N。
(2)甲与乙的竞争中，出现稳定平衡时，可用图 表示，其平衡点为 。
解析：=N，这条虚线表示两物种的竞争能力相当。在辅线=N的左上方P区域的任意一点均表示当>N即甲在竞争中获胜，在辅线=N的右下方Q区域的任意一点均表示当<N,既乙在竞争中获胜，如果点落在=N线上，则表示甲乙在竞争力相等，达到一个平衡点。
答案（1）B ＞（2）A b
2、（2004全国Ⅱ）生活在一个生物群落中的两个种群（a、b）的数量变化如下图所示，下列判断正确的是
A．a种群与b种群为捕食关系，a种群依赖于b种群
B．a种群与b种群为竞争关系，竞争程度由强到弱
C．a种群为“S”型增长，其增长受本身密度制约
D．b种群为“J”型增长，始终受到a种群的制约
解析：从图中可以看出，两个物种进入到该生态系统后，开始都表现出增长现象，一段时间后，a种群的数量变化表现为“S”型增长曲线，其原因是增长受本身密度的限制；b种群数量增长到一定数量后，逐渐减少，最后全部死亡，两个种群之间可能是竞争的关系，但竞争强度是由弱到强而不是由强到弱。答案：C
3、（2005全国卷Ⅲ）拟谷盗是危害粮食的一类昆虫，现将甲、乙两种拟谷盗等量混养在不同环境条件下的同种面粉中。培养一段时间后，分别统计两种拟谷盗种群的数量（以两种拟谷盗数量总和为100％），结果如下表：
环境条件
甲拟谷盗
乙拟谷盗
湿热
100
0
干热
10
90
湿温
86
14
干温
13
87
湿冷
31
69
干冷
0
100
①根据上表数据，在下面提供的坐标中绘制湿冷、干温条件下拟谷盗数量百分比的柱形图。
②甲拟谷盗与乙拟谷盗两个种群之间的关系为 。
③在本实验中，引起两种拟谷盗种群数量变化的非生物因素是 。
④从实验中可看出，在同一环境条件下两种拟谷盗种群的数量变化不同，表明物种的 因素起重要作用。
分析：①甲、乙两种拟谷盗混养在同一种面粉中，两者是吃面粉的，由此可以判断两者是竞争关系，而不会是捕食、寄生或互利共生的关系。②考察到甲、乙两种拟谷盗培养的环境条件或为湿热或为干温等等，由此可知引起种群数量变化的非生物因素应该是温度和湿度。③对于在同一环境条件下生活的拟谷盗来说，种群数量变化不同的原因只能来自生物体的内部，即遗传特性，因为生物体在整个发育过程中不仅要受到内部因素基因的控制，还要受到外部环境条件的影响。
答案：①竞争 ②温度和湿度 ③遗传
4、（2006年全国卷）锄足蟾蝌蚪、雨蛙蝌蚪和蟾蜍蝌蚪均以浮游生物为食。在条件相同的四个池塘中，每池放养等量的三种蝌蚪，各地蝌蚪总数相同。再分别在四个池塘中放入不同数量的捕食者水螈。一段时间后，三种蝌蚪数量变化结果如图。下列分析，错误的是
A． 无水螈的池塘中，锄足蟾蝌蚪数量为J型增长
B． 一种蝌蚪之间为竞争关系
C． 水螈更喜捕食锄足蟾蝌蚪
D． 水螈改变了三种蝌蚪间相互作用的结果
解析 三种蝌蚪均以浮游生物为食，它们为竞争关系；从水螈依次增加的蝌蚪数目变化可知锄足蟾蝌蚪下降数目明显，说明水螈喜捕食锄足蟾蝌蚪；放入水螈前后三种蝌蚪数量关系不一致，说明水螈改变了三者的关系；即便是没有水螈这种天敌存在，锄足蟾蝌蚪因为种间竞争和空间有限等因素的影响，不可能出现理想的J型增长。
答案 A
5、（2007年宁夏）右图表示某一生态系统中，取食方式为吞食的三个物种随食物颗粒大小而产生的种群数量分布。下列对此图的分析，正确的是（ ）
A．三个物种的食物资源完全相同
B．物种甲与物种乙为竞争关第
C．物种丙与物种甲为捕食关系
D．能量流动方向由甲经乙到丙
答案 B
解析 据图可知，甲、乙、丙三者之间所吞食的食物颗粒存在重叠，但重叠区间有所不同，说明三者之间有不同的竞争关系。
6、(08年全国Ⅰ)某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种群密度随时间变化的趋势如图，若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼（丙），一段时期后，该水池甲、乙、丙三个种群仅剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群关系及变化的叙述，正确的是
A．甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群
B．甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群
C．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群
D．丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群
答案：C
7、(08年天津)为研究人工生态系统中大草履虫和栉毛虫间捕食关系的影响因素，设计两组实验：
实验一：在培养液中依次加入大草履虫和栉毛虫，得到种群数量变化曲线（见甲图）；
实验二：在培养液中先加入沉渣作隐蔽场所，再同时加入大草履虫和栉毛虫，得到种群数量变化曲线（见乙图）。据实验判断，正确的是
A．沉渣对栉毛虫的种群数量变化无影响
B．大草履虫以栉毛虫为食
C．培养液为上述生态系统提供能量
D．大草履虫的能量除用于自身代谢外，其余部分流入栉毛虫
答案：C
8、（2009年全国）下列属于种间竞争实例的是（ ）
A．蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露 B．以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食
C．细菌与其体内的噬菌体均利用培养基中的氨基酸
D．某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少
解析 蚂蚁和蚜虫的关系比较特殊，蚂蚁喜欢取食蚜虫腹部末端所分泌的含有糖分的蜜露，所以蚂蚁常常保护蚜虫，甚至把吃蚜虫的瓢虫赶走，有时蚜虫缺乏食物时，蚁还会把蚜虫搬到有食物的地方，故为“互利共生”；而菜粉蝶幼虫与蜜蜂虽然都在同一株油菜上采食，但是菜粉蝶幼虫主要吃叶片，而蜜蜂主要采食花蜜，所以不能构成种间竞争；细菌与噬菌体之间为寄生；培养瓶中生活的两种绿藻构成竞争关系。答案 D
9、（2010年重庆）为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验（各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同）：
组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化如题31图2曲线A所示。
组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。
组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布。一段时间后每种动物的数量均较组1少。
⑵在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系。
①在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与图中曲线_______代表的类似。
②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线_______代表的类似。
答案 ①DE ②一种数量增加，另一种减少，
解析 组1中，甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化为曲线A，表现为S型增长，因食物相同，饲养条件相同，所以此时乙种数量变化也应表现为S型增长，应是曲线C、D、E之一，此时甲种动物的种群数量主要由出生率和死亡率决定。
组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。因食物相同，所以甲种与乙种生物之间应属于竞争关系，各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同，此时甲种与乙种生物数量增长都应比在组1中单独培养慢，因而组1中乙种生物数量增长要比组2中的高，变化曲线应为C（因D、E比F在前面增长慢），则第40天时乙种的种群数量为600只，而容器内饲养液体积为20 L，所以此时乙种的种群密度为30只/ L（600只/20 L）。
组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少，因组1中甲种与乙种生物数量变化曲线为A、C，所以此时乙种与丙种生物数量变化曲线应为D、E。这样一来在组2中甲种生物数量变化为曲线就是B。
（2）在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系，注意了类似两个字非常重要，是解此小题的突破口。
①在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与实验中的组3中的乙种和丙种生物相似，由于是种间关系是两种生物，应是两条曲线D和E。其分布体现生物群落的水平结构。
②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与实验中的组2中的甲种和乙种生物相似，由于是种间关系是两种生物，应是两条曲线B和F。
10、（12全国大纲）一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是
A．田鼠和杂草 B．豌豆和杂草 C．豌豆和其根中的根瘤菌 D．细菌和其细胞内的噬菌体
【解析】一块农田中的豌豆和杂草会竞争水肥和光照等，B正确。田鼠与杂草属于捕食关系，豌豆和其根中【答案】B
的根瘤菌属于互利共生关系，细菌和其细胞内的噬菌体属于寄生关系，故A、C、D选项错。
二、相关理论知识体系
1、关于高斯竞争（G．F．Gause 1934）实验
首先用实验方法观察两物种之间的竞争现象。他用草履虫为材料，研究两物种之间直接竞争的结果，他选择：
（1）大草履虫和双小核草履虫两种分类上和生态习性上都很相似，二者数目相等；
（2）用同一种杆菌作饲料，放在基本恒定的环境下培养；
（3）开始时两种群都增加，随后双小核草履虫数目增加，而大草履虫数目减少，16天后趋于死亡。
注意：两种草履虫之间没有分泌有害物质，主要是其中的一种增加得快，而另一种增加得慢，因竞争食物，增加快的种排挤了增加慢的种。
高斯竞争实验的结论：当两个物种利用同一资源和空间时，产生了种间竞争现象，两个种越相似，它们的生态位重叠就越多，竞争就越激烈。
2、种间竞争：
(1)定义：两个或多个具有相似要求的物种利用相同的有限资源时，为了生活空间、资源、食物等而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。
种间竞争能力取决于种的生态习性、生活型和生态幅度等。
(2)特点：
①竞争结果的不对称性即竞争后果的不等性是指竞争各方影响的大小和后果不同。例如，潮间带生活的藤壶(Balanus)与小藤壶(Chthaalus）的竞争。藤壶在其生长和增殖的过程中，常复盖、压挤和窒息小藤壶，从而剥夺了小藤壶的生存；相反，小藤壶的生长对于藤壶的影响很小。
②对一种资源的竞争,能影响对另一种资源的竞争结果。如冠层中占优势的植物,减少了竞争对手进行光合作用所需的阳光辐射,同时也影响了其他植物根部吸收营养物质和水分的能力。
(3)类型：
①资源利用性竞争即两种生物之间只有因资源总量减少而产生的对竞争对手的存活、生殖和生长的间接作用，没有直接干涉。在资源缺少时互相抑制对方，当资源充足时，这种抑制作用不明显。大草履虫、双核小草履虫和袋状草履虫的竞争就属于资源利用性竞争。
②相互干涉性竞争即两个种群都对对方起直接抑制作用，从而给对方带来负影响；杂拟谷盗和锯谷盗在面粉中一起饲养时,不仅竞争食物,而且有相互吃卵的直接干扰,这就属于相互干涉性竞争。
三、相关变式训练
1、如图为某一区域、N两物种的资源利用曲线（纵横坐标分别表示、N两个物种所摄取的食物数量和种类）。其中表述正确的是 ( )
A．曲线不重叠时，与N不存在竞争 B．b越大，生物适应环境能力越弱
C．d＜b时，与N竞争激烈 D．、N将呈现“J”型增长
2、将甲、乙两种植物混种，设N=甲播种的种子数/乙播种的种子数, =收获的甲种子数/收获的乙种子数，收获的种子再播种, 连续进行了5代。现将N对作出如图示曲线，则再过若干代（ ）
A．甲排斥掉乙 B．乙排斥掉甲
C．甲、乙共存 D．不能确定
3、硅藻的生长需要硅酸盐。下图是Tilan等对两种淡水硅藻──针杆藻和星杆藻的研究结果。图中a表示单独培养针杆藻、b表示单独培养星杆藻的情况，c表示两种硅藻在一起的培养情况。针杆藻和星杆藻之间的关系是 （ ）
A．竞争 B．捕食 C．种内互助 D．共生
4、在温室中混合播种不同比例的大麦和燕麦，结果如下表：
播种量的比例
收获种子的产量
大麦
燕麦
大麦
燕麦
0.2
0.4
0.6
0.8
0.8
0.6
0.4
0.2
42
81
98
105
133
56
32
13
如果在温室中，混合播种50%的大麦和50%的燕麦，其他条件不变任其发展，若干年后温室中的植株数
A．大麦和燕麦各占一半 B．大麦远远多于燕麦
C．燕麦远远多于大麦 D．大麦和燕麦均减少
5、请回答关于种群间关系、种群数量变化的有关问题：
(1)研究人员将Sl与S2两个种群放在一起培养，在环境温度为T1与T2条件下，测得种群数量变化如图中的A图与B图所示。
①S1种群与S2种群的关系是 。
②如果环境温度是不稳定的，在一定频率下发生T1、T2的交替变化，S1种群数变化如图甲图所示，S2种群数量变化将会怎样?试在甲图的坐标中表示出来。
6、有一片长着马尾松和山毛榉的针阔叶混交林，对两个树种的存有量逐级进行统计，并把马尾松存有量与山毛榉存有量的比值记作C，作曲线如图所示，请据图回答：
(1)两种树处于竞争状态的年份段是 。
(2)两种树处于平衡年份段的是 。
(3)在a年的优势树种是 。在d年的优势树种是 ，造成这变化的根本原因是随着前一种群的繁盛逐步改变了当地的 ，使之反而适应了后一种群的需求。
7、下图表示3个共存物种的资源利用曲线，图a和图b中3个物种的资源利用状况不同，由图可知
A．图a中3个物种的种内斗争激烈，图b中3个物种的种间竞争激烈
B．图a中3个物种的种间竞争激烈，图b中3个物种的种内斗争激烈
C．如果资源有限，图a中物种2有被排除的危险，图b中物种3有被排除的危险
D．两图中的物种间的种间斗争激烈程度相等
8、下图为某一区域1、2、3三种共存物种的资源利用曲线。(纵横坐标分别表示被1、2、3三个物种所摄取的食物数量和种类)。其中表述正确的是
A．w越大，生物适应环境的能力就越弱
B．若三条曲线不重叠，则表示物种1、2、3之间不存在竞争
C．d比w越小，则物种1、2、3之间的种间竞争就越激烈
D．如果资源有限，则物种1、3比2更有被排除的危险
9、某岛屿由火山喷发形成，植被茂盛。岛上人为迁入车轴草，后来又引进了粉苞苣，为了验证车轴草和粉苞苣这两植物之间的竞争关系，实验人员做了如下实验：①将两植物种在同一花盆内，但地上枝叶部分分隔开，粉苞苣干重为单独时的65％；②将两植物分别种在不同花盆里，但地上枝叶部分挨在一起，粉苞苣干重为单独时的47％；③将两植物种在同一花盆内，地上枝叶部分也挨在一起，粉苞苣干重为单独时的31％。
（1）实验结果表明阳光的竞争对植物生长所产生的影响
（小于、等于、大于）营养物质和水分的竞争所产生的负作用。
（2）曲线1和曲线2（见右图）分别代表车轴草和粉苞苣
的耐热范围，在 温度下粉苞苣能竞争过车轴草。
10、在植物的种间竞争中，根竞争与枝竞争之间有相互作用。为了区分根竞争和枝竞争的相互影响，设计了甲、乙两种植物的实验(如下图所示)，各试验结果中甲植物干重情况是
A．(1)>(2)>(4)>(3)
B．(1)>(3)>(2)>(4)
C．(1)>(4)>(3)>(2)
D．(1)>(3)>(4)>(2)
参考答案： 1、C 2、A 3、A 4、B
5、(1)①竞争，②如下图
6、(1)0～e (2)b～c (3)马尾松 山毛榉
生态因素 7、C 8、C 9、（1）大于（2）t2-t3 10、D