1、1 新情境激趣引航环境条件变化可引起种群数量波动，如干旱、酷暑、严冬、流行疾病等因素可使种群减少数量；而温和、湿润、风调雨顺等年景会使种群数量增加等。此外种群自身特性也可引起种群大小波动，例如种群增长率随密度改变而变化时，种群动态可以表现为不同的类型，包括稳定、有规则波动和无规则波动等。2 新知识预习探索 学习目标 1.说明构建种群数量增长模型的方法。2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试构建种群增长的数学模型。3.用数学模型解释种群数量的变化。4.关注人类的活动对种群数量变化的影响。新知预习一、构建种群增长模型的方法数学模型1研究方法步骤观察研究对象，提出问题提出合理假设用数学形式表
2、达检验或修正。2数学模型的表达形式(1)数学方程式：优点是科学准确。(2)曲线图：优点是直观。思维探究 1：数学模型的形式可以是数学方程式，也可以是曲线图。试分析曲线图与数学方程式相比，有何优点和局限性？提示：曲线图可以更直观地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出；数学方程式更加科学、准确，但不能看出种群的数量变化趋势。二、种群增长的“J”型曲线1含义理想条件下的种群，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，大致呈“J”型。2数学模型(1)模型假设条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。数量变化：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的 倍。(2)建立模型
3、：t 年后种群数量为：NtN0t。(3)各参数意义：N0 为该种群的起始数量，t 为时间(年)，Nt 表示 t年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。思维探究 2：在一个培养基中，细菌的数量会一直按照上述数学模型增长吗？为什么？如何验证你的观点？提示：不会。因为培养基中的营养物质有限，空间等也有限，细菌不可能无限繁殖。可以用实验计数法来检验或修正。三、种群增长的“S”型曲线1含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线。2成因自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加。使该种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率与
4、出生率相等时，种群的增长就会停止。3K 值又称环境容纳量，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。4应用建立自然保护区，提高其环境容纳量是保护大熊猫的根本措施。思维探究 3：分析种群数量增长呈“S”型的原因。提示：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，天敌数量增加，这些原因使种群出生率降低，死亡率增高。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。四、种群数量的波动和下降1影响因素(1)自然因素：如气候、食物、天敌、传染病等。(2)人为因素：种植业、养殖业的发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。2数量变化大多数种群的数量总是
5、在波动中，在不利条件下，种群的数量还会急剧下降甚至消亡。3研究意义有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，濒危动物种群的拯救和恢复。3 新课堂互动探究考点一种群数量增长的“J”型与“S”型曲线1两种曲线模型比较项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约(无种内斗争，缺少天敌)现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约(种内斗争加剧，捕食者数量增加)增长模型种群增长速率种群增长率K 值有无无 K 值，种群数量连续增长 有 K 值，受环境容纳量限制联系两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同2.“J”型曲线的公式解读(1)公式：N
6、tN0t(N0 为该种群的起始数量，t 为时间，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数)。(2)由公式可以看出影响种群数量的因素有 N0(即起始数量)，值。(3)“J”型曲线增长率NNt 1(定值)。3“S”型曲线在生产中的应用根据“S”型曲线的特点：在 K/2 时增长速率最大。(1)为了持续获得较多的生物资源，a 应设法增大环境容纳量 K，如加强生物生存环境的管理，b 捕捞、采伐应该在种群数量达到 K/2以上时进行，而且剩余种群数量应保持在 K/2 左右。(2)若要对有害生物进行防治，应设法使其环境容纳量 K 变小，通过引入天敌等措施，将种群数量尽量控制在较低水平。(3)草场放牧，最大载畜量不
7、能超过 K 值；鱼的养殖也不能超过 K值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致 K 值下降。特别提醒(1)K 值是在一定环境条件下所能维持的最大容纳量，环境条件的改变会引起 K 值的变化，因此 K 值不是固定不变的。(2)在饲养经济动物时，应使种群数量维持在 K/2，即超过 K/2 后就要进行捕捞。典例精析 种群在理想环境中，呈“J”型曲线增长(如图曲线甲)；在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长(如图曲线乙)。下列有关种群增长曲线的叙述，不正确的是()A若该图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到 e 点后，出生率等于死亡率B图中阴影部分表示在生存斗争中死亡的个体数量C若该图表示蝗虫种群增长曲线
8、，则虫害的防治应在 c 点时DK 值是环境的最大容纳量，随环境的变化而改变【解析】种群数量达到 e 点后，出生率等于死亡率，种群数量达到 K 值(环境容纳量)，A 正确。理想环境没有生存斗争，现实环境有，故图中阴影部分表示“J”型曲线和“S”型曲线数量差值，为在生存斗争中死亡的个体数量，B 正确。c 点时种群数量增长率最大，很容易恢复到 K 值，故虫害的防治应在 c 点以下时，C 错。K 值是环境的最大容纳量，随环境的变化而改变，D 正确。【答案】C跟踪训练1关于图中种群数量变化的说法错误的是()A种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现B种群呈“S”型增长过程中，在达到 K 值之前就是“J”
9、型增长C自然状态下种群数量达到 600 时，种群的增长率为 0D环境条件变化时，种群的 K 值也会发生相应变化【解析】种群“J”型曲线发生在生存资源、空间充裕、气候适宜、没有敌害的环境中，即只有在理想条件下才能出现，A 项正确；据图可知，种群呈 S 型增长过程中，在达到 K 值之前并未和 J 型增长曲线重合，说明在达到 K 值之前由于有环境阻力的存在，种群增长曲线不是 J 型，B 项错误；自然状态下种群数量达到 600 时，种群达到最大值，种群的增长率为 0，C 项正确；限制种群数量增长的因素就是由于环境条件的有限性，所以当环境条件有所改善时，K 值会增加，环境变恶劣时，K 值降低，D 项正确
10、。【答案】B考点二培养液中酵母菌种群数量的变化细解教材沿着科学探究的方法完成该实验的探究。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：培养液中的酵母菌数量开始一段时间呈“J”型增长，随着时间推移，由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、pH 的改变，酵母菌数量呈“S”型增长。3探究步骤(1)将 10 mL 无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。(2)将酵母菌接种到试管中的培养液。(3)将试管放在 25条件下培养。(4)每天取样计数酵母菌数量。用显微镜计数，估算 10 mL 酵母菌的初始种群数 N0，然后连续观察七天，记录每天的数值。记录结果可设计成下面的记录表：时间次
11、数 1234567123平均(5)分析数据，画出曲线。进行数形转换，以时间为横坐标，酵母菌数量为纵坐标，画出下面的坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。4实验结论在有限的环境条件下酵母菌种群数量呈“S”型增长。5实验的注意事项(1)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顶角的酵母菌。(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，减少误差。(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(4)酵母菌数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。(5)当小格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数。典例
12、精析 下列有关“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验操作的叙述，正确的是()A培养过程中，每天应定时取样计数B将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液C在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液D将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养【解析】培养过程中，每天计数酵母菌数量的时间要固定，A正确；抽样检测时，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分布，减少误差，B 正确；利用血细胞计数板时，应先放置盖玻片，在盖玻片的边缘滴加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，吸去多余培养液，再进行计数，C 错误；酵
13、母菌在适宜条件下培养，能进行有氧呼吸，大量繁殖，所以可将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，D 正确。【答案】ABD跟踪训练2有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是()A改变培养液的 pH 值不影响 K 值(环境容纳量)大小B用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化C取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数D营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素【解析】“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验中，改变培养液的 pH 值会影响 K 值(环境容纳量)大小，A 错误；用抽样调查玻璃容器中酵母菌数量的变化，B 错误；取适量培养液滴于血球计数板后对酵母菌准确计数，
14、C 错误；营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素，D 正确。【答案】D4 新思维随堂自测1探究“培养液中酵母菌数量动态变化”的实验方法与注意事项中，不正确的是()A计数培养液中酵母菌数量可用抽样检测法B该实验不需要设置对照组，不需要做重复实验C从试管中吸取培养液时要将试管轻轻振荡几次D在显微镜下统计酵母菌数量时视野不能太亮【解析】统计培养液中酵母菌数量一般用抽样检测法，A 项正确；该实验中，酵母菌种群数量的变化在时间上形成自身对照，无需设置对照组，要获得准确的实验数据，必须重复实验，求平均值，B项错误；为了使酵母菌分布均匀和计数准确，取样前要将试管轻轻振荡几次，C 项正确；因酵母菌和培养
15、液的折光率比较低，用显微镜观察时视野不能太亮，D 项正确。【答案】B2下列关于种群数量波动的叙述中，正确的是()A领域行为不利于种群数量的增长B气候是对种群数量影响最强烈的外源性因素C所有种群的数量都呈周期性变化D内分泌调节属于影响种群数量的外源性调节因素【解析】影响种群数量波动的因素有出生率和死亡率的变动及环境条件的改变等。种群数量的波动分为周期性的和非周期性的，C错误。种群数量的外源性调节因素最强烈的是气候，还有食物、捕食、寄生物等；B 正确。内源性调节因素包括领域行为、内分泌调节等，领域行为对种群数量的增长是有利的。A、D 错误。【答案】B3某种细菌的起始数量为 N0，每 20 min
16、繁殖一代，理想状态下，l 小时后该种群数量为()AN0 B2N0C4N0 D8N0【解析】理想状态下种群的数量以一定的倍数增长，用公式：NtN0t 表示。细菌繁殖一代，数量为原来的 2 倍。2，每 20 min繁殖一代，1 小时繁殖 3 代；则 1 小时后该种群数量 Nt23N0，D 正确。【答案】D4太平洋一个小岛上的某野兔种群变化如下表：该种群变化率最大的时期为()年份(年)1920192519301935194019451950数量(百只)1302003989901 3501 2901 190A.1925 年1930 年 B1930 年1935 年C1940 年1945 年 D1945
17、年1950 年【解析】本题要求考生有较好获取有效信息的能力、知识整合和分析数据的能力，能力要求较高。本题考查种群的数量变化，即种群增长“S”型曲线特点。由表可知，种群的 K 值在 1 350 左右，种群在种群数量达到 1/2K 值(675)时增长率最大，即种群变化率最大，这个值介于 398990 之间，此时期为 1930 年1935 年。【答案】B5种群数量增长曲线有 J 型和 S 型，有关叙述正确的是()AJ 型和 S 型增长曲线表示了种群数量和食物的关系BJ 型和 S 型增曲线均是概念模型的一种表现形式CK/2 开始增长速率逐渐下降，但出生率大于死亡率DK/2 是鱼类捕捞、虫害鼠害防治的最
18、佳时期【解析】J 型和 S 型增长曲线表示了种群数量和时间的关系，故 A 错误；J 型和 S 型增长曲线均是数学模型的表示形式，故 B 错误；K/2 时增长速率下降，但种群数量仍然增长，因此出生率大于死亡率，故 C 正确；K/2 是鱼类捕捞的最佳时期，但不是虫害鼠害的防治的最佳时期，故 D 错误。【答案】C6下图为某种群在不同环境中的增长曲线，请回答：(1)如 果 种 群 呈a曲 线 增 长，说 明 种 群 处 在_的环境中，称为_曲线增长。用达尔文进化观点分析，这是由于生物具有_的特性。(2)如果种群呈 b 曲线增长，说明该种群处在_的环境中，称为_曲线增长，用达尔文进化论的观点分析，图中阴
19、影部分表示_。食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下“J”型过度繁殖能力食物和空间有限“S”型生存斗争中不适者被淘汰的个体【解析】(1)a 曲线为 J 型曲线，说明种群处在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下。说明种群具有过度繁殖的能力。(2)b 曲线为 S 型曲线，说明种群处在食物和空间有限的条件下，图中阴影部分表示生存斗争中不适者被淘汰的个体。5 新视点名师讲座种群的三种存活曲线种群存活曲线是表示一个种群在一定时期内存活量的指标，也是衡量种群增长的基本参数。一般分为三种类型，如图所示。(1)型：曲线呈凸型，表示在接近生理寿命前，只有少数个体死亡，而一旦达到生理寿命，则其死亡率大大增加。例如，大型兽类和人的存活曲线。(2)型：曲线呈对角线，各年龄段死亡率相等。许多种类生物接近型，如鸟类的存活曲线。(3)型：曲线呈凹型，幼年期死亡率很高。如青蛙的存活曲线，蝌蚪时期死亡率很高，但一旦变成青蛙后，死亡率大大降低(此类动物繁殖率或产卵率往往较高)。