Question

生態(tài)學(xué)家高斯曾在實驗室里做過這樣的實驗：他將2種草履蟲，即有尾草履蟲和雙小核草履蟲分別培養(yǎng)在容器中，各給以細菌作食物，不久兩種草履蟲分裂繁殖并和細菌數(shù)量達到平衡。但是如把2種草履蟲放在同一培養(yǎng)皿中，給以細菌混合培養(yǎng)，16天后，結(jié)果如下圖。

　　(1)從圖中可以看出：混合培養(yǎng)后，能正常生長的是______，不能正常生長的是______。

　　(2)試分析高斯實驗結(jié)果的原因，生物學(xué)上稱這種現(xiàn)象是什么？

　　(3)混合培養(yǎng)后，能正常生長的個體發(fā)展趨勢是______，在這個發(fā)展過程中，生物因素間的關(guān)系將由______轉(zhuǎn)變?yōu)開_____。

　　(4)如果在自然界中，2種草履蟲生活在同一環(huán)境里，是否會發(fā)生與高斯實驗相同的結(jié)果？說明原因。

Answer 1

(1)雙小核草履蟲 有尾草履蟲

　　(2)由于雙小核草履蟲繁殖速度略高于有尾草履蟲，具有一定優(yōu)越性，因此在食物數(shù)量有限的情況下，它就能勝過有尾草履蟲而生存下來。生物學(xué)上稱這種現(xiàn)象為種間競爭。

　　(3)先增加然后穩(wěn)定 競爭 種內(nèi)斗爭

　　(4)不會發(fā)生與高斯實驗相同的結(jié)果。

　　原因：自然生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動調(diào)節(jié)能力強。

解析:

(1)實驗結(jié)果表明，混合培養(yǎng)16天后，有尾草履蟲均消失，只有雙小核草履蟲繼續(xù)存活其中。

　　(2)比較2種草履蟲單獨生長的數(shù)量曲線圖，可以發(fā)現(xiàn)，雙小核草履蟲比有尾草履蟲世代時間略短，因而繁殖速度略快。由于雙小核草履蟲有這樣一個優(yōu)越性，在一定量食物的限制因素之下，它就能勝過有尾草履蟲而生存下來。生物學(xué)上把這樣兩個物種之間為爭奪生活資源而發(fā)生斗爭的現(xiàn)象稱為(種間)競爭。

　　(3)雙小核草履蟲在與有尾草履蟲的競爭中生存下來，數(shù)量不斷遞增。遞增到一定程度后，由于受到食物等因素的限制，雙小核草履蟲種群內(nèi)的不同個體間也會發(fā)生爭斗，逐步使其繁殖數(shù)量與細菌的數(shù)量達到此起彼伏的平衡。因此，雙小核草履蟲的發(fā)展趨勢是，先遞增然后穩(wěn)定；在這個發(fā)展過程中，生物間的關(guān)系由種間競爭轉(zhuǎn)變?yōu)榉N內(nèi)斗爭。

　　(4)從理論上說，一種生殖率高及取食力強的物種可以淘汰另一種生殖率低及取食力弱的物種。這種情況在實驗室的比較單純的實驗種群中是可以實現(xiàn)的，高斯實驗就是一個高度簡化的實驗。在自然環(huán)境中，沒有像上述實驗中那樣簡單的環(huán)境，因而極少有因單純競爭造成一種動物被淘汰的現(xiàn)象。實際上，在自然界這2種草履蟲是可以生活于同一池塘中的。雖然兩者生長速度不同，但池塘中還有其他因素介入，情況就不會像上面實驗?zāi)菢雍唵瘟恕Ｇ闆r越復(fù)雜，調(diào)節(jié)能力越強。例如，池塘中有一種櫛毛蟲，以草履蟲為食，數(shù)量多的草履蟲被捕食的機會多，因而2種草履蟲可借助櫛毛蟲的捕食而達到平衡。櫛毛蟲實際上只是對2種草履蟲的數(shù)量變動有作用的諸多環(huán)境因素之一，所以在自然環(huán)境中一種草履蟲是難以消滅另一種草履蟲的。

本題考查對生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力及識圖能力，是一道綜合分析題�？疾閮�(nèi)容涉及生態(tài)因素中的種間關(guān)系和種內(nèi)關(guān)系，以及生態(tài)平衡的原理。學(xué)生容易犯以下一些錯誤：(1)混淆競爭和捕食的含義，誤把兩種草履蟲間的競爭關(guān)系當作捕食關(guān)系；(2)誤認為題中兩種草履蟲是屬于一個物種，是種內(nèi)關(guān)系；(3)忽視了自然環(huán)境中生態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，將其簡單化、模式化。