Question

10．生物課外活動小組對某地區(qū)一定區(qū)域內(nèi)的部分植物的種群密度進行了連續(xù)五年的調(diào)查，結果如表所示（單位：株/m²）．

年份 種類	2002年	2003年	2004年	2005年	2006年
豚草	0.3	0.6	1.0	1.6	2.3
龍葵	6.2	3.8	1.5	0.3	0.1
狗尾草	10.0	9.2	8.0	6.8	5.5

（1）在對植物種群密度進行取樣調(diào)查時，常采用樣方法．某同學調(diào)查狗尾草種群密度時，隨機選擇了2m×2m的五個區(qū)域，各個區(qū)域內(nèi)的個體數(shù)依次為22、20、24、19、23，則該種群的種群密度為5.4株/m²．
（2）一個物種的出生率、死亡率及遷入率和遷出率是決定種群密度和種群大小的重要因素．
（3）調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在2000年前當?shù)夭�無豚草分布．以上數(shù)據(jù)表面，在2002～2006年間，豚草種群數(shù)量呈J型曲線增長，這樣增長的原因可能包括氣候適宜、空間條件充裕及沒有天敵等．
（4）調(diào)查結果表明：豚草存在著明顯的生存優(yōu)勢，對于豚草的這種生存優(yōu)勢的形成原因，有人認為可能是由于豚草根部分泌的某種物質(zhì)抑制了龍葵等植物的生長．請你利用下列給出的材料及用具，設計實驗來探究這一假設．寫出第四步及以后的實驗步驟，預測實驗結果并分析得出實驗結論．
材料及用具：完全營養(yǎng)液、蒸餾水、龍葵、豚草、錐形瓶、量筒、滴管等．
方法步驟：
第一步：取一潔凈的錐形瓶，編號為甲，加入適量的完全營養(yǎng)液，取長勢較好的豚草植株種植于瓶中．
第二步：將甲瓶放在適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間后，全部取出其中的豚草植株．甲瓶中的培養(yǎng)液保存?zhèn)溆茫?br />第三步：另取兩只潔凈的錐形瓶，編號為乙、丙，分別加入適量且等量的完全營養(yǎng)液．
第四步：取長勢相同的龍葵植株隨機均分為兩組，并分別種植于乙、丙兩錐形瓶中．向乙瓶中加入一定量的甲瓶中培養(yǎng)過豚草的培養(yǎng)液，向丙瓶中加入與之等量的適當稀釋的完全培養(yǎng)液．
第五步：將乙、丙兩錐形瓶共同放在適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間，觀察并比較乙、丙兩瓶幼苗的長勢．
結果預期及結論：若乙瓶幼苗的長勢與丙瓶沒有顯著差別，說明豚草根部未分泌抑制龍葵生長的某種物質(zhì)；若乙瓶幼苗的長勢顯著差于丙瓶，說明豚草根部分泌抑制龍葵生長的物質(zhì)．

Answer 1

分析 種群密度調(diào)查方法：
（1）解關于調(diào)查種群密度方面的題目時，首先要知道什么生物選用什么樣的調(diào)查方法，其次要知道怎么調(diào)查．一般植物和個體小、活動能力小的動物以及蟲卵常用的是樣方法，其步驟是確定調(diào)查對象→選取樣方→計數(shù)→計算種群密度；活動能力大的動物常用標志重捕法，其步驟是確定調(diào)查對象→捕獲并標志個體→重捕并計數(shù)→計算種群密度．
（2）計算種群密度時，樣方法是計算各個樣方內(nèi)種群數(shù)量的平均值，計算時要注意樣方的面積大小相等，標志重捕法也要根據(jù)環(huán)境面積，再計算種群密度，而不是一定面積內(nèi)的個體數(shù)．

解答 解：（1）在對植物種群密度進行取樣調(diào)查時，常采用樣方法．某同學調(diào)查狗尾草種群密度時，隨機選擇了2m×2m的五個區(qū)域，各個區(qū)域內(nèi)的個體數(shù)依次為22、20、24、19、23，計算種群數(shù)量的平均值為21.6株，則該種群的種群密度=21.6÷4=5.4株/m²．
（2）一個物種的出生率、死亡率及遷入率和遷出率是決定種群密度和種群大小的重要因素．
（3）以上數(shù)據(jù)表明，豚草在2005～2009年間其種群數(shù)量一直保持上升趨勢，即呈“J”型曲線增長．這樣增長的原因可能包括氣候適宜、空間條件充裕及沒有天敵等．
（4）根據(jù)實驗目的可知，要求驗證“豚草根部分泌的某種物質(zhì)可以抑制龍葵等植物的生長”，因此需要設置一組對照實驗，即取長勢相同的龍葵植株隨機均分為兩組，并分別種植于乙、丙兩錐形瓶中．向乙瓶中加入一定量的甲瓶中培養(yǎng)過豚草的培養(yǎng)液，向丙瓶中加入與之等量的適當稀釋的完全培養(yǎng)液；然后將乙、丙兩錐形瓶共同放在適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間，觀察并比較乙、丙兩瓶幼苗的長勢．
預期結果及結論：若乙瓶幼苗的長勢與丙瓶沒有顯著差別，說明豚草根部未分泌抑制龍葵生長的某種物質(zhì)；若乙瓶幼苗的長勢顯著差于丙瓶，說明豚草根部分泌抑制龍葵生長的物質(zhì)．
故答案為：
（1）5.4　
（2）出生率、死亡率
（2）“J”沒有天敵
（3）第四步：取長勢相同的龍葵植株隨機均分為兩組，并分別種植于乙、丙兩錐形瓶中．向乙瓶中加入一定量的甲瓶中培養(yǎng)過豚草的培養(yǎng)液，向丙瓶中加入與之等量的適當稀釋的完全培養(yǎng)液
第五步：將乙、丙兩錐形瓶共同放在適宜的環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間，觀察并比較乙、丙兩瓶幼苗的長勢
預期結果及結論：若乙瓶幼苗的長勢與丙瓶沒有顯著差別，說明豚草根部未分泌抑制龍葵生長的某種物質(zhì)；若乙瓶幼苗的長勢顯著差于丙瓶，說明豚草根部分泌抑制龍葵生長的物質(zhì)

點評 本題考查了種群數(shù)量變化趨勢以及種群密度調(diào)查的方法，要求考生能夠掌握樣方法和標志重捕法的適用范圍以及相關計算方法；能夠利用對照實驗的原則進行實驗的設計和完善，并能夠根據(jù)實驗的目的進行相關預測．