Question

10．生物课外活动小组对某地区一定区域内的部分植物的种群密度进行了连续五年的调查，结果如表所示（单位：株/m²）．

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

（1）在对植物种群密度进行取样调查时，常采用样方法．某同学调查狗尾草种群密度时，随机选择了2m×2m的五个区域，各个区域内的个体数依次为22、20、24、19、23，则该种群的种群密度为5.4株/m²．
（2）一个物种的出生率、死亡率及迁入率和迁出率是决定种群密度和种群大小的重要因素．
（3）调查发现，在2000年前当地并无豚草分布．以上数据表面，在2002～2006年间，豚草种群数量呈J型曲线增长，这样增长的原因可能包括气候适宜、空间条件充裕及没有天敌等．
（4）调查结果表明：豚草存在着明显的生存优势，对于豚草的这种生存优势的形成原因，有人认为可能是由于豚草根部分泌的某种物质抑制了龙葵等植物的生长．请你利用下列给出的材料及用具，设计实验来探究这一假设．写出第四步及以后的实验步骤，预测实验结果并分析得出实验结论．
材料及用具：完全营养液、蒸馏水、龙葵、豚草、锥形瓶、量筒、滴管等．
方法步骤：
第一步：取一洁净的锥形瓶，编号为甲，加入适量的完全营养液，取长势较好的豚草植株种植于瓶中．
第二步：将甲瓶放在适宜的环境条件下培养一段时间后，全部取出其中的豚草植株．甲瓶中的培养液保存备用．
第三步：另取两只洁净的锥形瓶，编号为乙、丙，分别加入适量且等量的完全营养液．
第四步：取长势相同的龙葵植株随机均分为两组，并分别种植于乙、丙两锥形瓶中．向乙瓶中加入一定量的甲瓶中培养过豚草的培养液，向丙瓶中加入与之等量的适当稀释的完全培养液．
第五步：将乙、丙两锥形瓶共同放在适宜的环境条件下培养一段时间，观察并比较乙、丙两瓶幼苗的长势．
结果预期及结论：若乙瓶幼苗的长势与丙瓶没有显著差别，说明豚草根部未分泌抑制龙葵生长的某种物质；若乙瓶幼苗的长势显著差于丙瓶，说明豚草根部分泌抑制龙葵生长的物质．

Answer 1

分析 种群密度调查方法：
（1）解关于调查种群密度方面的题目时，首先要知道什么生物选用什么样的调查方法，其次要知道怎么调查．一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法，其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度；活动能力大的动物常用标志重捕法，其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度．
（2）计算种群密度时，样方法是计算各个样方内种群数量的平均值，计算时要注意样方的面积大小相等，标志重捕法也要根据环境面积，再计算种群密度，而不是一定面积内的个体数．

解答 解：（1）在对植物种群密度进行取样调查时，常采用样方法．某同学调查狗尾草种群密度时，随机选择了2m×2m的五个区域，各个区域内的个体数依次为22、20、24、19、23，计算种群数量的平均值为21.6株，则该种群的种群密度=21.6÷4=5.4株/m²．
（2）一个物种的出生率、死亡率及迁入率和迁出率是决定种群密度和种群大小的重要因素．
（3）以上数据表明，豚草在2005～2009年间其种群数量一直保持上升趋势，即呈“J”型曲线增长．这样增长的原因可能包括气候适宜、空间条件充裕及没有天敌等．
（4）根据实验目的可知，要求验证“豚草根部分泌的某种物质可以抑制龙葵等植物的生长”，因此需要设置一组对照实验，即取长势相同的龙葵植株随机均分为两组，并分别种植于乙、丙两锥形瓶中．向乙瓶中加入一定量的甲瓶中培养过豚草的培养液，向丙瓶中加入与之等量的适当稀释的完全培养液；然后将乙、丙两锥形瓶共同放在适宜的环境条件下培养一段时间，观察并比较乙、丙两瓶幼苗的长势．
预期结果及结论：若乙瓶幼苗的长势与丙瓶没有显著差别，说明豚草根部未分泌抑制龙葵生长的某种物质；若乙瓶幼苗的长势显著差于丙瓶，说明豚草根部分泌抑制龙葵生长的物质．
故答案为：
（1）5.4　
（2）出生率、死亡率
（2）“J”没有天敌
（3）第四步：取长势相同的龙葵植株随机均分为两组，并分别种植于乙、丙两锥形瓶中．向乙瓶中加入一定量的甲瓶中培养过豚草的培养液，向丙瓶中加入与之等量的适当稀释的完全培养液
第五步：将乙、丙两锥形瓶共同放在适宜的环境条件下培养一段时间，观察并比较乙、丙两瓶幼苗的长势
预期结果及结论：若乙瓶幼苗的长势与丙瓶没有显著差别，说明豚草根部未分泌抑制龙葵生长的某种物质；若乙瓶幼苗的长势显著差于丙瓶，说明豚草根部分泌抑制龙葵生长的物质

点评 本题考查了种群数量变化趋势以及种群密度调查的方法，要求考生能够掌握样方法和标志重捕法的适用范围以及相关计算方法；能够利用对照实验的原则进行实验的设计和完善，并能够根据实验的目的进行相关预测．