1、第四章 种群和群落第2节 种群数量的变化学习目标核心素养1.构建种群数量变化的“J”型曲线和“S”型曲线模型2.说出影响种群数量变化的环境因素3.探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.生命观念通过分析影响种群数量变化的因素，建立生物与环境相统一的观点2.科学思维通过“J”型增长和“S”型增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力3.科学探究通过实验“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”掌握实验方案的设计与实施及对实验结果的分析与评价能力读教材、抓双基自 主 预 习一、构建种群增长模型的方法1 数 学 模 型：用 来 描 述 一 个 系 统 或 它 的 性 质 的 1_。2构
2、建步骤：观察研究对象，提出 2 _提出合理的 3_用适当的 4 _进行表达检验或修正。3表达形式(1)数学方程式：科学、准确，但不够 5 _。(2)曲线图：直观，但不够 6 _。数学形式问题假设数学形式直观精确二、种群增长的“J”型曲线1模型假设 7 _和 8 _条件充裕气候 9 _没有 10 _等2数学模型：11 _。食物空间适宜敌害NtN0t3各参数的含义N0：种群的 12 _t：时间Nt：t年后该种群的 13 _：该种群数量是一年前种群数量的 14 _起始数量数量倍数三、种群增长的“S”型曲线1形成原因种内斗争出生率死亡率增加2环境容纳量在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的
3、19_，又称 20 _。3应用建立自然保护区，从而提高 21 _，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。种群最大数量K 值环境容纳量四、种群数量的波动和下降1影响因素自然因素：22 _、食物、23 _、传染病等人为因素：24 _的影响2数量变化：大多数种群的数量总是在 25 _中；在不利的条件下，种群数量还会急剧 26 _甚至 27 _。五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化气候天敌人类活动波动下降消亡1酵母菌计数的方法酵母菌的计数方法是 28 _法：过程是先将盖玻片放在计数室上，将培养液 29 _后，用吸管吸取培养液，滴于 30 _，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻
4、，待酵母菌细胞 31 _，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据，估算试管中的酵母菌总数。抽样检测振荡摇匀盖玻片边缘全部沉降到计数室底部2计数时的注意事项(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“32 _”的原则计数。(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使 33 _，减小误差。(3)每天计数酵母菌数量的时间 34 _。计上不计下，计左不计右培养液中的酵母菌均匀分布要固定1判断正误(1)气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的重要因素。()(2)种群数量的变化包括种群数量的增长和波动。()(3)在理想条件下，影响种群
5、数量增长的因素主要是环境容纳量。()(4)对于“S”型曲线，同一种群的 K 值是固定不变的，与环境因素无关。()(5)“J”型增长曲线的增长率是一定的，而增长速率逐渐增加。()(6)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长。()2下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是()解析：选 B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。在这样的条件下，种群数量会呈“J”型曲线增长，B 图所示的增长曲线属于此种情况。3当某一种群生活在资源和空间有限的环境中时，用来描述该情况下种群数量变化的数学模型是()ANtN0tBK/2 值C“J”型曲线D
6、“S”型曲线解析：选 D 在资源和空间有限的环境中，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，这种增长曲线称为“S”型曲线。4.生态学家高斯(G.W.Gause)在 0.5 mL 培养液中放入 5 个大草履虫，每隔 24 h 统计一次大草履虫的数量，经反复实验得出如图所示结果。数据显示，第 5 天以后其数量维持在 375 个左右(即 K 值)。下列有关 K 值的叙述不正确的是()A不同的种群在相同的环境条件下，K 值相同或相似B该实验得到的 K 值仅适用于大草履虫在该培养条件下CK 值是指在环境不受破坏时，一定空间中所能维持的种群最大数量D灭鼠的有效办法是既杀死老鼠，又采取措施降低 K 值解析：
7、选 A 不同的种群在相同的环境条件下，其 K 值可能相同也可能不同，A 错误；大草履虫在不同的环境中，其 K 值大小一般不同，因此，图示只能反映在题中实验条件下 K 值的大小，B 正确；K 值是指一定的环境下所能容纳的种群数量的最大值，C 正确；灭鼠的有效办法是既杀死老鼠，又采取各种措施降低其K 值，D 正确。解疑难、提能力课 堂 探 究探究点一|种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线|核心探究|1种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较项目“J”型曲线“S”型曲线区别增长曲线项目“J”型曲线“S”型曲线增长率和增长速率区别K 值有无无 K 值有 K 值项目“J”型曲线“S”型曲线联系
8、 两种增长曲线的差异主要是环境阻力大小不同，因而对种群数量增长的影响不同 2.种群“S”型增长曲线的分析及应用(1)曲线分析(2)应用b 点的应用消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于加速期(b点之前)，严防种群增长进入加速期对有害生物：严防种群数量达到该点，如灭鼠达到 K/2 时，鼠害将难以控制c 点(K/2值)的应用对有益资源：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力，符合可持续发展原则对有害生物：限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量 e 点(K 值)的应用对有益生物：改善生存条件，尽量提升 K 值，如建立自然保护区，保护大熊猫|探究思考|1种群“
9、J”型增长的数学模型中，当 1，1,01，种群数量上升；1，种群数量稳定；0死亡率，出生率死亡率。3自然环境中，种群的数量一定低于 K 值吗？说出你的理由。提示 不一定。自然环境中，大多数种群数量围绕 K 值上下波动，故种群数量可以高于 K 值，但不会维持很长时间。|探究演练|1图示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长，下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是()A当种群数量达到 e 点对应的值后，种群数量增长率为 0B种群增长过程中出现环境阻力是在 d 点之后C图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D若该种群在 c 点时数量为 100，则该种群
10、的 K 值是 400解析：选 A 当种群数量达到 e 点对应的值后，即 K 值时种群数量基本不变，种群数量增长率为 0，A 正确；对于“S”型曲线而言，自始至终都有环境阻力存在，而不是在 d 点之后才出现，B 错误；图中阴影部分表示环境阻力淘汰的个体，C 错误；c 点为 K/2 值处，种群数量为 100，则该种群的 K 值是 200，D 错误。2图甲和图乙表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系，下列有关叙述正确的是()A图甲中曲线 a 代表死亡率，曲线 b 代表出生率B海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在图甲的 E 点C图乙中在 F 点控制有害动物最有效D图乙中 G
11、 点代表种群的环境容纳量解析：选 D 图甲中曲线 a 代表出生率，曲线 b 代表死亡率；海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在 K/2 时，E 点为 K 值；在 F点时种群数量增长最快，不利于控制有害动物的数量；图乙中的G 点对应图甲中的 E 点，均表示种群的环境容纳量。|拓展提升|关于 K 值的三个重要结论(1)K 值不是一成不变的：K 值会随着环境的改变而发生变化。当环境遭到破坏时，K 值会下降；当环境条件状况改善时，K 值会上升。(2)在环境不受破坏的情况下，种群数量会在 K 值附近上下波动。当种群数量偏离 K 值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到 K 值。(3)K 值并不是种群数量的最大
12、值：K 值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过 K 值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。探究点二|探究培养液中酵母菌种群数量的变化|核心探究|1实验原理(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达 K 值后，还会转而下降直至全部死亡(营养物质消耗、代谢产物积累及 pH 变化所致)。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法显微计数法。2实验流程3实验注意
13、事项(1)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照；需要做重复实验，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。(3)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。(4)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。(5)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。(6)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数
14、，以每小方格内含有 45 个酵母细胞为宜。稀释培养液时要进行定量稀释，便于计算。(7)每天计数酵母菌数量的时间要固定。结果的记录最好用记录表，如：时间(d)123456数量(个)|探究演练|3下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的操作叙述，正确的是()A从试管吸出培养液之前应静置一段时间B对于压在小方格界线上的酵母菌，计数四条边上的菌数C当一个小方格中酵母菌数目较多时应适当稀释D将培养液滴到计数室中盖上盖玻片后镜检解析：选 C 从试管中吸取培养液之前应将试管振荡，以使酵母菌混合均匀，减小实验误差；计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应计数相邻两边及其顶角的菌数；当一个小方格中
15、酵母菌数目过多时，无法计数，应适当稀释；操作过程中，应先盖上盖玻片，然后在盖玻片边缘滴培养液，让培养液自行渗入计数室。4某同学在进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验的结果绘制出了如图所示的酵母菌种群数量变化曲线图，下列有关实验分析错误的是()A实验过程中酵母菌种群的年龄组成先是增长型，后是稳定型，最后变为衰退型B在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率Cde 段种群的数量开始下降，其主要原因是营养物质的缺乏D本实验中不存在对照，统计酵母菌个体数常用抽样检测法解析：选 D 由题图可知，种群数量先增加，然后维持稳定，最后减少，表明种群的年龄组成先是增长型，然后是稳
16、定型，最后变为衰退型；ac 段接近种群数量增长的“S”型曲线，增长速率先增大后减小，当种群数量为 K/2 时，增长速率最大，因此在种群数量增长的不同阶段可能具有相同的增长速率；de 段种群的增长速率为负值，其主要原因是营养物质的缺乏；本实验属于时间上的自身相互对照，酵母菌个体数常用抽样检测法获得。课 堂 小 结|网络构建|巩固基础|1在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：NtN0t。2正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。3在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称 K 值。4
17、“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。基础练、达标练课 堂 演 练1经调查，第一年某种昆虫种群数量为 N0，如果在理想的条件下，每年的增长率 0.2 保持不变，则第三年该种群数量为()A1.2N0B1.44N0C2.2N0D3.6N0解析：选 B 由于是在理想条件下，种群数量的增长模型为NtN0t，由于 10.21.2，t2，所以第三年的种群数量为1.44N0。2下图表示在一个 10 mL 封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化。关于酵母细胞数量的叙述，正确的是()A种内竞争导致初始阶段增长缓慢B可用数学模型 NtN0t表示C可用取样器取样法计数DK 值约为 120
18、000 个解析：选 D 初始阶段酵母细胞数量少，酵母菌个体之间几乎不存在种内竞争。在资源有限的环境中，酵母细胞的数量呈“S”型曲线增长，而 NtN0t 为“J”型曲线增长的数学模型。对培养液中的酵母菌进行计数，可采用抽样检测的方法(具体用血球计数板进行计数)。由图可知，1 mL 培养液中最多含 12 000 个酵母细胞，则 10 mL 培养液中的 K 值约为 120 000 个。3如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群增长速率随时间变化的曲线。下列叙述正确的是()A在 t0t2 时间内，种群数量呈“J”型增长B若在 t2时种群的数量为 N，则在 t1时种群的数量为 N/2C捕获该鱼的最佳时期为
19、t2时D在 t1t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势解析：选 B 由曲线可知：t0t2时种群增长速率由小变大，达到最大值后又逐渐变小，因而该种群数量增长呈“S”型曲线；t2时种群增长速率为 0，种群的数量为 N，即最大值，在 t1时种群增长速率最大，此时种群的数量为 N/2，即 K/2；捕获该鱼应在 t1之后 t2之前。4血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具，下列叙述正确的是()A每块血细胞计数板的正中央有 1 个计数室B计数室的容积为 1 mm1 mm0.1 mmC盖盖玻片之前，应用吸管直接向计数室滴加样液D计数时，不应统计压在小方格角上的细胞解析：选 B 每块血细胞计数板的正中央含有 2 个
20、计数室。每个计数室的边长是 1 mm，深度是 0.1 mm，故容积为 1 mm1 mm0.1 mm。血细胞计数板使用时先盖盖玻片，后从一侧滴加培养液。计数时除统计小方格内部的细胞外，还需要统计在相邻两条边及其夹角上的细胞。5下图为种群的增长曲线图，据图回答下列问题：(1)图中曲线表示种内斗争最激烈的是_段，t3后种群数量不能无限增长的原因是_，同一种 群 的K 值 是 固 定 不 变 的 吗？请 判 断 并 说 明：_。(2)若此图表示池塘中某鱼类种群的增长曲线，希望长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后该种鱼的数量需保持在_点左右，原因是_。(3)若此图表示某地老鼠种群数量变化，如果灭鼠时只采用杀
21、死的办法，采取措施后老鼠的数量会很快恢复到原有的数量。请你依图提出更有效的控制鼠害的方案：_。解析：(1)cd 段种群数量在 K 值附近波动，此时，种内斗争最激烈，t3后由于受到食物、空间等因素的限制，种群数量不能无限增长。同一种群的 K 值不是固定不变的，会因环境(食物、天敌、气候等)因素的改变而改变。(2)由于在 b 点(K/2)时，种群增长速率最大，故既能捕获一定数量的个体，又能使鱼类种群数量尽快地增长和恢复。(3)对于灭鼠可考虑增加老鼠生存环境阻力(可从食物来源、生活场所、天敌等方面考虑)，从降低环境的容纳量角度降低老鼠的种群数量。答案：(1)cd 受到食物、空间等因素的限制 不是，受到环境(食物、天敌、气候等)因素的限制(2)b 既能捕获一定数量的个体，又能使鱼类种群数量尽快地增长和恢复(3)增加老鼠生存环境阻力(可从食物来源、生活场所、天敌等方面考虑)，使环境的容纳量降低word部分：请做：课 下 提 能查缺失、补漏点点此进入该word板块