1、 第2节 种群数量的变化 问题导学1当一个种群迁入一个新的环境时，种群数量如何变化？2当种群数量达到K值时，种群的增长率为多少？此时出生率和死亡率存在怎样的大小关系？提示：若不适应环境，则可能会灭亡；若适应新环境，在开始一段时间类似于“J”型增长，但最终呈“S”型增长。提示：当种群数量达到K值时，种群的数量不再变化，所以增长率为0。此时出生率和死亡率是相等的。3探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验过程中，其环境是有氧环境还是无氧环境，为什么？4培养液的量是有限的，其中酵母菌种群数量的变化曲线，是不是标准的“S”型曲线？若不是，应该是怎样的？提示：有氧环境。酵母菌在有氧的环境中才能大量繁殖；而在
2、无氧的环境中数量变化不明显。提示：不是。因为培养液中的营养物质等是有限的，是不能循环的。当消耗殆尽时种群数量变为零。曲线如下图所示：要 点 探究探究一 种群数量增长的两种曲线的分析课标点击知识导学典例精析栏目链接1比较“J”型曲线和“S”型曲线。2.讨论模型构建的应用。(1)K值的应用。对野生生物资源的保护措施：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。对有害生物的防治措施：增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。(2)K/2值的应用。对资源开发与利用的措施：种群数量达到环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强把握K/2值处黄金开发点，维持被
3、开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。对有害生物防治的措施：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，会导致该有害生物成灾)。特别提醒：1.种群增长率与种群增长速率的比较(1)增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，其计算公式为：(这一次总数上一次总数)/上一次总数100%增长率，即增长率出生率死亡率。(2)增长速率是指单位时间内增长的数量(即曲线斜率)，其计算公式为：(这一次总数上一次总数)/时间。假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年内)，由初数量N0增长到末数量Nt，则这一单位
4、时间内种群的增长率和增长速率的分别为：增 长 率 (末 数 初 数)/初 数 100%(Nt N0)/N0100%(无单位)；增长速率(末数初数)/单位时间(NtN0)/t(有单位，如个/年)。甲为“J”型曲线增长率，乙为“S”型曲线增长率。2对“”的理解 NtN0t，代表种群数量增长倍数，不是增长率。1时，种群密度增大；1时，种群密度保持稳定；1时，种群密度减小。例1(多选)温州某地乌鸦连续10年的种群数量增长情况如图所示，后一年的种群数量是前一年的倍，下列分析正确的是()A第6年以前乌鸦种群数量呈“S”型曲线增长B第5年的乌鸦种群数量多于第7年的种群数量C第3年的乌鸦种群增长速率最大D第3
5、年的乌鸦种群数量最大解析：由于代表当年种群数量是前一年种群数量的倍数，所以在第3年之前种群数量呈增长状态，第3年的1，此时乌鸦的增长率为0，第39年间1，所以其种群数量不断降低，到第9年以后恢复为1，种群数量不再降低，所以第3年时种群数量最大。第5年的种群数量多于第7年的种群数量。最大时种群增长速率最大，所以开始时种群增长速率最大。结合选项可知B、D项正确。答案：BD跟踪训练1下图是调查小组的同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此不能得出的结论是()A第15年间种群呈“J”型增长 B第2030年间种群增长率为0 C到20年时种群的数量最大 D第1520年间种群数量不断减少 解析：
6、由图可知：种群数量在第15年间呈“J”型增长；种群数量在第1020年间不断减少，至第20年时，种群数量才维持稳定，故种群数量在第10年时达到最大。在第2030年间种群的增长率为0。答案：C要 点 探究探究二 图形解读课标点击知识导学典例精析栏目链接1种群增长的两种曲线比较。阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的个体数。2K值变动的示意图。(1)同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。(2)环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善，K值会
7、上升。3K值的不同表示方法。图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A、C、D时间所对应的种群数量为K/2值。例2(2015阳江期末)如图表示某物种迁入新环境后，种群数量增长速率(平均值)随时间(单位：年)的变化关系。经调查在第5年时的种群数量为200只。下列有关叙述正确的是()A由图可知，该物种迁入新环境后，其种群数量一直呈“J”型增长B第9年，种群已经达到K值C第5年到第9年这段时间内，该种群的增长速率逐渐降低D若为田鼠，则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患解析：“J”型增长时，其增长速率不会下降，A错误。从第5年到第9年间，种群数量还未达到K值，因为当达到K值时种群的增长速率
8、应为0，B错误。从第5年到第9年间，种群增长速率逐渐降低，C正确。在种群数量达到200只时，种群增长速率最大，很难进行田鼠的防治，D错误。答案：C跟踪训练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：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。答案：B实验专项 探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验目的 探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”。实验原理 酵母菌可以用液体培养基来培养。培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关。我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时
9、间为坐标轴做曲线，从而掌握酵母菌的种群数量变化情况。实验流程1提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？2作出假设：在有限的环境条件下，酵母菌种群的数量随时间呈“S”型增长变化。3实验步骤。4操作中的要求：(1)取相同试管若干支，分别加入5 mL肉汤培养液(或马铃薯培养液)，塞上棉塞。(2)用高压锅进行高压蒸汽灭菌后，冷却至室温，分别标记为甲、乙、丙等。(3)将酵母菌母液分别加入试管各5 mL，摇匀后用血细胞计数板计数起始酵母菌个数(N0)，做好记录。(4)将各试管送进恒温箱，在适宜的温度下培养7d。(5)每天同一时间各组取出本组的试管，用血细胞计数板计数酵母菌个数，并做好记录，连
10、续观察7d。5.计数及计算方法。(1)仪器：血细胞计数板(如图)。如图：一个大方格的容积为0.1 mm3，每个大方格又分为16个中方格，共有2516个小方格(如图b)。(2)用计数公式计算1 mL菌液中的总菌数，设4个中方格中的总菌数为A，稀释倍数为B，由于1mL1 000 mm3，所以1 mL菌液的总菌数A/41610 000B40 000AB。特别提醒：(1)计数时要注意盖玻片和培养液的放置先后顺序，盖玻片在前培养液在后，而不是培养液在前。(2)用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其夹角的；(3)吸取培养液计数前要将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀
11、分布，减少误差；(4)每天取样计数的时间要固定，结果的记录要用记录表；(5)本实验中是有对照组的，除了设置养料或温度等条件不同形成对照外，接种的酵母菌要相同。例(2015肇庆期末)在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5 h后，稀释100倍，再抽样镜检，如图乙所示。根据实验结果判断，以下叙述正确的是()A培养5 h后，酵母菌种群密度增加200倍左右B探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法C用血球计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体D培养5 h后，酵母菌种群数量已经达到K值解析：用血球计数板计数时，除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体，5 h前每个小格内约有5个菌体，而5 h后每个小格内约有10个菌体，但这是稀释100倍后的值，所以5 h内种群密度增加200倍，此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。答案：A跟踪训练取少量酵母菌液放入血球计数板直接计数，测得的数目是()A活细胞数 B死细胞数 C菌落数 D细胞总数 解析：计数时无法区分出是活细胞还是死细胞，故测得的是细胞总数。答案：D
