Question

生態學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量達到平衡。但是如把2種草履蟲放在同一培養皿中，給以細菌混合培養，16天后，結果如下圖。

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

（2）試分析高斯實驗結果的原因，生物學上稱這種現象是什么？

（3）混合培養后，能正常生長的個體發展趨勢是______，在這個發展過程中，生物因素間的關系將由______轉變為______。

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

 

Answer 1

答案：
解析：

（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，具有一定優越性，因此在食物數量有限的情況下，它就能勝過有尾草履蟲而生存下來。生物學上稱這種現象為種間競爭。 （3）先增加然后穩定；競爭；種內斗爭 （4）不會發生與高斯實驗相同的結果。 　　原因：自然生態系統的成分和營養結構復雜，自動調節能力強。

提示：

（1）實驗結果表明，混合培養16天后，有尾草履蟲均消失，只有雙小核草履蟲繼續存活其中。 （2）比較2種草履蟲單獨生長的數量曲線圖，可以發現，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。生物學上把這樣兩個物種之間為爭奪生活資源而發生斗爭的現象稱為(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的不同個體間也會發生爭斗，逐步使其繁殖數量與細菌的數量達到此起彼伏的平衡。因此，雙小核草履蟲的發展趨勢是，先遞增然后穩定；在這個發展過程中，生物間的關系由種間競爭轉變為種內斗爭。 （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的，高斯實驗就是一個高度簡化的實驗。在自然環境中，沒有像上述實驗中那樣簡單的環境，因而極少有因單純競爭造成一種動物被淘汰的現象。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那樣簡單了。情況越復雜，調節能力越強。例如，池塘中有一種櫛毛蟲，以草履蟲為食，數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種草履蟲的數量變動有作用的諸多環境因素之一，所以在自然環境中一種草履蟲是難以消滅另一種草履蟲的。 本題考查對生態學基礎知識的應用能力及識圖能力，是一道綜合分析題。考查內容涉及生態因素中的種間關系和種內關系，以及生態平衡的原理。學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系當作捕食關系；(2)誤認為題中兩種草履蟲是屬于一個物種，是種內關系；(3)忽視了自然環境中生態結構的復雜性，將其簡單化、模式化。