1、1.2 种群数量的变化学习目标素养目标1.尝试建立数学模型解释种群的变动。2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长等数量变化情况。3.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。4.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群特征。1.生命观念、科学思维说明建构种群增长模型的方法，能够利用数学模型来表征、解释和预测种群数量的变化规律。2.科学探究通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。3.社会责任运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。1.构建种群增长模型（1）数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的_。
2、（2）构建方法观察对象，提出问题 细菌每20min分裂一次提出_ 在条件（资源和空间）充足情况下，增长不受密度影响用适当的_表达 Nn2n检验或修正 观察、统计细菌数量（3）数学模型的表达形式数学方程式：优点是_，但不能看出种群的数量变化趋势。曲线图：优点是能_地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出。2.种群数量增长的“J”型曲线（1）形成条件：_和_充裕；_适宜；没有_等条件。（理想条件）（2）数量变化：种群的数量每年以_增长，第二年的数量是第一年的_。（3）建立模型数学公式：t年后种群数量为：_（条件：1，且为常数）。模型中各参数意义：N0为该种群的_，t为_，Nt表示t年后该种群
3、的_，表示该种群数量是一年前种群数量的_。（注：增长率_）曲线图（以_为横坐标，以_为纵坐标）画出“J”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“J”型曲线增长率_，增长速率_。定义：增长率：指种群在单位时间内_的比率。增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数100%出生率死亡率增长速率：指种群在单位时间内_v_。增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间100%（4）种群数量呈“J”型增长的情形_条件下；种群迁入到一个新的_。（5）值的应用分析（注：1表示增长率）当1时，出生率_死亡率，种群数量_，种群的年龄组成为_。当1时，出生率_死亡率，种群数量_，种群的年龄组成为_。当01时，出生率_死亡率，
4、种群数量_，种群的年龄组成为_。3.种群数量增长的“S”型曲线（1）含义：种群经过一定时间的增长后，数量_的曲线，称为“S”型曲线。（2）形成条件：自然界的_和_是有限的；有_。（条件有限）（3）形成原因：当种群密度增大时，_就会加剧，天敌数量也会_，这就会使种群的出生率_，死亡率_。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会_，有时会_。（4）环境容纳量：在_不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群_称为环境容纳量，又称_。K值不是固定不变的，K值可以随_的变化而变化。（5）建立模型：曲线图（以_为横坐标，以_为纵坐标）画出“S”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“S”型曲线增长率_，_值时增长
5、率0；增长速率_，_值时增长速率最大，_值时增长速率为0，_值时种群出生率等于死亡率，种群数量最大且保持相对稳定。_值时种内竞争最剧烈。图中t1时对应的种群数量为_，t2时对应的种群数量为_。（5）适用条件：生存条件_的自然种群。（6）“S”型曲线在生产中的应用野生生物资源的保护：应保护生物的_，使K值_（增大/降低），如大熊猫的保护。有害生物的防治：如鼠害防治，应设法使K值_（增大/降低），通过引入天敌等措施将种群数量控制在较低水平。资源开发与利用：捕捞、采伐应该在种群数量达到_值以上时进行，而且剩余种群数量应保持在_值左右，因为此时种群增长速率_，再生能力_，可保证持续获取高产量。草场放牧
6、，最大载畜量不能超过_值；鱼的养殖也不能超过_值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致K值_（增大/降低）。4.种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较项目图示模型前提条件特点（增长率和增长速率）K值（有/无）联系“J”型曲线环境资源_增长率：_增长速率：_“J”型曲线环境阻力“S”型曲线“S”型曲线环境资源增长率：_增长速率：先_后_，最后为_5.用曲线图表示K/2值、K值的方法（见下图）（1）图中_时间所对应的种群数量为K/2值。（2）图中_时间所对应的种群数量为K值。6. 种群数量的变化包括：_等。7.【探究】培养液中酵母菌种群数量的变化（1）实验原理：用液体培养培养基培养酵母菌，种群的增长
7、受培养液的_、_、pH、_等因素的影响。理想环境中，酵母菌种群的增长呈_型曲线；有限环境下，酵母菌种群的增长呈_型曲线。（2）计数：对培养液中酵母菌种群数量进行计数时，常采用_法。（3）操作方法：先将盖玻片放在计数室（血球计数板）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。稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在显微镜载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。（4）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_。若不振荡，会导致估算值_。知识点一 种群数量变化的研究方法【知识点梳理】1.研究
8、方法：建立数学模型。2.一般步骤：观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。3.表达形式数学方程式：科学、准确，但不够直观。曲线图：直观，但不够精确。【典型例题】某同学在“研究大肠杆菌数量变化”时，提出的数学模型是Nn=2n（N代表细菌数量，n代表细菌繁殖代数），他建立的这个数学模型的合理假设是（）A.细菌可以通过有丝分裂不断增加数目B.在资源和空间无限多的理想条件下，细菌种群数量增长不受种群密度的制约C.细菌没有细胞核，结构简单，分裂速度快D.细菌微小，需要的营养物质少，繁殖速度快知识点
9、二 种群的“J”形增长和“S”形增长【知识点梳理】（一）种群的“J”形增长1.“J”形曲线2.“”值内涵种群“J”形增长的数学模型：NtN0t，代表种群数量是前一年种群数量的倍数，不是增长率。（二）种群的“S”形增长1.“S”曲线2.K值的表示方法及变化（1）K值的四种表示方法（2）K值不是一成不变的K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大数量；种群数量所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境会遭到破坏。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。在环境
10、不遭受破坏的情况下，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。（三）种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较1.J形增长模型和S形增长模型的区别2.J形增长模型和S形增长模型的联系两种模型存在的不同主要是因为存在环境阻力。【典型例题】种群在理想环境中呈“J”型增长（如图曲线甲），在有环境阻力条件下，呈“S”型增长（如曲线乙）。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是（ ）A.若曲线乙表示草履虫种群增长曲线，E点后种群中衰老个体的数量将基本维持稳定B.图中阴影部分表示在生存斗争中被淘汰的个体数，C点时，环境阻力最小。C.若曲线乙表示酵母菌种群增
11、长曲线，通过镜检统计的结果比实际值低，因为其中有死亡的酵母菌个体D.K值具有物种特异性，所以田鼠的种群增长曲线在不同环境下总是相同的知识点三 种群数量的变化及应用【知识点梳理】1.种群数量的波动（1）大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。（2）当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。（3）当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。2.种群研究的应用（1）意义：研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。（2）应用（如图）（3）K值与K/2值的应用【
12、典型例题】科学家通过研究捕食关系，构建了捕食者猎物模型，如图甲所示（图中箭头所指方向代表曲线变化趋势）；图乙为相应的种群数量变化曲线。下列叙述错误的是（）A.图甲所示模型能表示捕食者和猎物的种群数量均能维持相对稳定B.图甲中曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节C.图甲中种群数量变化与图乙中a、b、c、d依次对应D.图乙中P为猎物的种群数量，H为捕食者的种群数量知识点四 培养液中酵母菌种群数量的变化【知识点梳理】1.实验原理（1）用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。（2）在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线增长；在有环境阻力的
13、条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线增长。（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.结果分析（1）开始一段时间内，酵母菌的增长符合“S”形曲线增长模型。（2）de段曲线下降的原因可能有营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等。4.实验注意事项及分析（1）显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。（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）本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，
14、应对每个样品计数三次，取其平均值。（4）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。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有45个酵母细胞为宜。（5）每天计数酵母菌数量的时间要固定。5.血细胞计数板及相关计算（1）血细胞计数板（如下图所示）血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格（如图A所示），每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。另外，中央大方格（计数室底部）以双线等分为25个中方格（如图B所示）。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。（2）计算公式
15、在计数时，先统计（图B所示）5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。设5个中方格中总菌数为a，菌液稀释倍数为b，则0.1 mm3菌液中的总菌数为（a/5）25b。已知1 mL1 cm31 000 mm3，1 mL菌液的总菌数（a/5）25b10 00050 000 ab。【典型例题】某小组将100 mL酵母菌液放在适宜温度、一定营养条件下培养，在不同时间取样，用台盼蓝染色后，对酵母菌进行计数并得出增长速率曲线，结果如图。下列叙述正确的是（）A.可用血细胞计数板对酵母菌进行计数B.种群数量在B点达到最大，C点后营养物
16、质减少，有害代谢产物增加C.若某成员测出的活菌数比真实数据少，则原因一定是取样时未振荡D.用台盼蓝染色的依据是活细胞膜的通透性增加，可被台盼蓝染成蓝色1.在一段时间内，某自然生态系统中甲种群的增长速率变化、乙种群的数量变化如图所示。下列相关叙述正确的是（）A.t1t2，甲种群的增长速率大于乙种群B.t2时甲种群的环境容纳量比t3时大C.t2t4，甲种群出生率大于死亡率D.t4之后乙种群的数量仍能无限增长2.图1为植食性昆虫迁入某生态系统后的种群数量增长速率变化曲线。图2为（是当年种群数量与前一年种群数量的比值）随时间的变化曲线。下列有关叙述，正确的是（）图1图2A.图1中t1t2时期与图2中a
17、b时期种群都是衰退型B.图2中a、c两点时期种群的出生率均与死亡率相当C.图1和图2中K值出现的时间分别是t2和dD.图1和图2可分别表示种群的“S”形和“J”形增长过程3.（不定项）科研小组对某地甲、乙两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt+1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示（图中Nt表示第t年的种群数量，Nt+1表示第t+1年的种群数量）。下列分析正确的是（）A.甲种群在Ot3段的Nt+1/Nt不断增大，其年龄结构为增长型B.乙种群在Ot1段的种群数量呈“J”形增长，t3后种群数量保持相对稳定C.Ot3段，甲的种群密度先减小后增大，乙种群密度先增大后减小最后维持平衡D.甲种群在
18、t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善4.图中的虚线表示某岛屿上某鹿种群的K值，实线表示该鹿种群数量随时间的变化曲线，下列有关分析错误的是（）A.无法比较a、b两点对应时刻种群增长速率的大小B.bc段，鹿种群出生率与死亡率的差值不断减小，但出生率始终大于死亡率C.cd段鹿种群数量下降，有利于缓解种内竞争D.在该岛屿上种植该鹿种群喜食的植物，可以使其K值增加，达到保护鹿种群的目的5.为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作：把酵母菌培养液放置在适宜的环境中培养，每天在相同时间取样计数，连续7天静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取适量培养液用吸管在计数室中央滴加培养液，再将
19、盖玻片放在计数室上用滤纸吸去血细胞计数板边缘多余的培养液将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数其中正确的操作是（）A.B.C.D.6.酵母菌是探究种群数量变化的理想材料，血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具。如图表示一个计数室及显微镜下一个中方格菌体分布情况（培养液未稀释）。下列有关叙述错误的是（）甲乙A.培养液中酵母菌主要进行有氧呼吸和出芽生殖B.每天定时取样前要摇匀培养液C.每次选取计数室四个角和中央的五个中格计数，目的是重复实验以减小误差D.若五个中格酵母菌平均数如图乙所示，则估算1 mL培养液中酵母菌共有6106个7.如图甲是草原上某两类生物种群数量变化的
20、动态曲线，其中r对策生物通常个体小、寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。图乙是种群数量变化曲线。请回答下列问题：图甲图乙（1）田鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，且种群数量每天可增加1.47%，属于（填“r对策”或“K对策”）生物，这类生物很难消灭，在种群密度极低时也能迅速回升。若在食物和空间条件充裕等理想环境下，田鼠的数量会出现图乙中的曲线的增长趋势，此时需控制该曲线数学公式模型中的参数来有效控制鼠害。若田鼠的初始数量是N0，增长率是1.47%，t年后田鼠的数量是Nt=（列出数学公式即可），但种群难以在较
21、长时间内按此模型增长，是因为。（2）K对策生物的种群数量高于或低于（填“S”或“X”）点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为。根据图甲可知，野马等珍稀濒危动物，其数量一旦低于X点，就会逐渐走向灭绝，对此可采取的保护措施是保护其栖息环境，包括提供充足的条件，控制其天敌的数量等。（3）图乙曲线是草原中田鼠最终呈现的增长曲线，则c点田鼠种群的增长速率a点的增长速率，de段田鼠种群的年龄结构为。在该草原投放了一定数量的蛇可缓解草原的鼠患，曲线表明蛇发挥明显生态效应的是ef段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境而部分死亡，则图中的角度将会。8.将10 mL酵母菌放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如表所示。请回答如下问题：样品酵母菌数量（个/mm3）pH11 2104.828205.431 2103.741 0005.0（1）根据表中数据，可推测该实验4个样品的取样先后顺序是。（2）据表可知，该条件下酵母菌种群数量呈形增长，且增长速率最大时，该样品中酵母菌种群数量约为。若想使酵母菌种群呈现另一种增长模型，可进行的实验操作是。深度解析（3）若进行第5次均匀取样，则该10 mL样品中的酵母数量有可能低于1.21107个，其原因是。
