第1章 第2节 种群数量的变化(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019 单选）

第2节 种群数量的变化 1．通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化活动，尝试建立数学模型和解释种群的数量变化。 2．举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。 3．阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 CONTENTS 目录 1 2 3 4 聚焦•学案(一)　建构种群增长模型的方法 聚焦•学案(二)　种群数量的增长与波动 随堂小结 ——即时回顾与评价 5 课时跟踪检测 聚焦•学案(三)　探究培养液中酵母菌种群数量的变化 NO.1 聚焦•学案(一)　建构种群增长模型的方法 [活动质疑] 为研究某鱼塘鲤鱼种群数量的变化规律，有人构建了数学模型，其过程如表所示。据此结合教材“科学方法——建立数学模型”回答有关问题： 构建步骤 结合鲤鱼种群数量变化分析 A.观察研究对象，提出问题 ①鲤鱼在最初一个月内，种群数量每天增加1.21%，一段时间后，鲤鱼种群数量是多少 B.___________ ②1个月内池塘的资源和空间充足，鲤鱼种群的增长不受种群密度增加的影响 C.根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 ③Nt＝N0·λt(其中Nt代表t天后鲤鱼的数量，t表示时间，λ表示倍数，N0表示________) D.通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正 ④观察、统计鲤鱼的数量，对所建立的数学模型进行检验或修正 (1)依据数学模型建立的基本步骤，B空白处应为________________，③空白处应为_____________________。 (2)假设鲤鱼种群初期投入数量为2 000尾，则20天后鲤鱼种群的数量为N20＝________________尾(用公式表示，不计算具体结果)。 提出合理的假设 该鲤鱼种群的起始数量 2 000×1.012 120  [系统认知] 1．建立数学模型的方法(步骤) 2．数学模型的种类 (1)数学公式，如Nn＝2n； (2)曲线图，如种群的“J”形和“S”形增长曲线。 3．数学公式和曲线图的比较 类型 优点 缺点 数学公式 精确 不直观 曲线图 能直观地反映变化趋势 不精确 [迁移应用] 1．下列与种群数量模型有关的叙述，错误的是(　　) A．数量增长曲线比数学公式更能直观反映种群数量的增长趋势 B．建立种群增长的数学模型一般不需要设置对照实验 C．用适当的数学形式构建数学模型后，要提出合理的假设 D．构建相应的模型后需通过实验或观察等进行检验或修正 √ 解析：数学模型中的曲线图更加直观地反映出种群的增长趋势，而数学公式更加准确，A正确； 建立种群增长的数学模型时，研究的是种群数量随时间推移的变化，在时间上形成前后对照，不需要额外设置对照实验，B正确； 提出合理的假设后，再根据实验数据建立数学模型，C错误； 建立数学模型后需要通过实验或观察等进行检验或修正，D正确。 2．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、没有敌害等理想条件下，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 √ 解析：细菌属于原核生物，进行二分裂，而有丝分裂是真核细胞的分裂方式，A错误； 根据题意分析，其推出的数学模型是Nn＝2n，符合指数方程式增长，即为“J”形增长，说明其前提条件是在资源和空间无限多的环境中，细菌种群数量增长不受种群密度的制约，B正确； 细菌是原核生物，没有细胞核，结构简单，分裂速度快，但是这不是他推出该模型的假设，C错误； 细菌微小，需要的营养物质少，繁殖速度快，这也不是他推出该模型的假设，D错误。 3．下列关于构建种群增长模型方法的说法，错误的是(　　) A．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 B．数学模型的形式很多，常见的有数学公式、曲线等 C．数学公式的数学模型往往具有直观、精确的优点 D．在数学建模过程中也常用到假说—演绎法 √ 解析：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，A正确； 数学模型的形式很多，常见的有数学公式、曲线、表格等，B正确； 数学公式的数学模型往往具有精确的优点，但不如曲线图直观，C错误； 建构数学模型的一般步骤：提出问题→作出假设→用数学形式表达→检验或修正，故在数学建模过程中也常用到假说—演绎法，D正确。 NO.2 聚焦•学案(二)　种群数量的增长与波动 基础—自主学习 [助读教材] (一)种群的“J”形增长 1．含义 理想条件下种群增长的形式，如果用以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出的曲线来表示，曲线大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。 2．数学模型 (1)模型假设 ①条件：_____________条件充裕、气候适宜、没有___________ __________等。 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λ倍。 食物和空间 天敌和其他 竞争物种 一定的倍数 (2)建立模型：t年后种群数量为________。模型中各参数的意义：N0为该种群的__________，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。 Nt＝N0λt 起始数量 (二)种群的“S”形增长 1．“S”形增长的形成原因分析 条件 自然界中的_____________总是有限的 原因 随种群数量的增多，生物对___________的竞争趋于激烈，导致_______降低，_______升高。当____________________ ______时，种群的增长会停止，有时会稳定在一定的水平 环境容纳量 又称_____，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量 资源和空间 食物和空间 出生率 死亡率 死亡率升高至与出生率 相等 K值 2．“S”形增长的应用(以野生大熊猫种群为例) (1)大熊猫种群数量锐减的重要原因 大熊猫栖息地遭到破坏后，由于___________和_______________，其_____会变小。 (2)保护措施 建立___________，改善它们的栖息环境，从而提高___________，是保护大熊猫的根本措施。 食物的减少 活动范围的缩小 K值 自然保护区 环境容纳量 (三)种群数量的波动 1．在自然界，有的种群能够在一段时期内维持_____的相对稳定。 2．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在______中。 3．处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现_________。 4．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 波动 种群爆发 数量 剧的下降 [微点品悟] 1．判断下列叙述的正误 (1)用数学模型Nt＝N0λt描述呈“J”形增长的种群，其λ值一定大于1。( ) (2)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”形增长。 ( ) (3)在一定的环境条件下，一个种群所能达到的最大数量就是环境容纳量，又称K值。 ( ) (4)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．当种群数量达到K值时，不可能出现的现象是(　　) A．种群的数量保持稳定不变 B．天敌对该种群数量的变化起作用 C．食物是限制种群发展的因素之一 D．种群出生率和死亡率基本相等 √ 解析：当种群数量达到K值时，种群的数量保持相对稳定，A错误； K值的大小变化与资源(如食物、空间)和其他生物(如天敌)制约有关，B、C正确； 当种群数量达到K值时，种群的增长率几乎为0，所以出生率与死亡率基本相等，D正确。 3．(教材P9“图1-5”发掘训练)根据下图完成下列问题： (1)种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为______曲线。 (2)该曲线中出生率和死亡率的关系 ①0～K/2时，出生率_____死亡率，种群数量增加。 “S”形 ＞ ②K/2时，出生率与死亡率的差值______，种群增长速率最大。 ③K/2～K时，出生率__死亡率，但差值在减小，种群数量增长渐趋缓慢。 ④K值时，出生率___死亡率，种群数量趋于稳定。 (3)在种群数量为K/2、K时该种群的年龄结构分别是_______________。 最大 增长型、稳定型 ＞ ＝ 深化—合作学习 [活动质疑] 图甲和图乙是种群数量变化的不同类型的曲线，请根据要求回答相关问题： (1)尝试分析图甲曲线a、b之间的阴影部分表示的含义。 提示：阴影部分表示由于环境阻力的存在，在生存斗争中被淘汰的个体数目。 (2)下列因素中使图乙中曲线c变为曲线d的有__________(填序号)。 ①过度放牧对某种牧草种群的影响　②硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响　③增加水中的溶氧量对鱼种群的影响　④大量引进外来物种对本地物种的影响　⑤引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响 ①②④⑤ (3)在“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，判断这一段是否等同于“J”形曲线，并说明理由。 提示：不等同于“J”形曲线。“J”形曲线是在理想条件下的种群增长趋势，“S”形曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势。 [系统认知] 1．比较种群的“J”形和“S”形增长曲线 项目 “J”形增长 “S”形增长 前提条件 理想状态：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 现实状态：资源和空间有限、气候多变、存在敌害 种群数量 增长模型 种群增长速率 续表 有无K值 无K值 有K值 联系 续表 2．种群“J”形增长的数学模型中λ值与种群密度的关系分析 种群“J”形增长的数学模型Nt＝N0λt中，λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数，其与种群密度的关系分析如下： (1)λ＞1时，种群密度增大，如图中AB段。 (2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点及D点以后。 (3)λ＜1时，种群密度减小，如图中BD段。 3．“S”形曲线中K值与K/2的分析 (1)种群数量达到K值后并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动。 (2)K值并不是固定不变的。当生存环境发生改变时，K值也会相应改变。 (3)K值≠种群数量能达到的最大值。种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，可以大于K值。 (4)K值的不同表示方法 注：图中A、B、C、D时刻所对应的种群数量为K，A′、C′、D′时刻所对应的种群数量为K/2。 4．种群数量的波动 影响因素 ①外界因素：食物、气候、传染病、天敌等。 ②直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率。 ③人为因素：人类的活动。如种植业和养殖业的发展；砍伐森林、猎捕动物和污染环境等 数量变化 在自然界中，由于各种因素的影响，大多数生物的种群数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会出现持续性的或急剧的下降，甚至消亡 [典例]　图1表示甲种群数量的“J”形增长曲线，图2表示在有环境阻力的条件下乙种群增长速率与种群数量的关系。下列叙述错误的是(　　) A．第t年时，甲种群数量可表示为Nt＝N0λt，其中N0是种群初始数量，λ是大于1的定值 B．甲种群无K值，增长速率一直增加 C．渔业生产中，一般在图2所示的N点开始捕捞以保证持续高产 D．若乙为某害虫种群，可通过限制食物和空间资源等因素降低其K值 √ [解析]　图1中种群数量呈“J”形增长，“J”形增长的数学模型为Nt＝N0λt，模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，“J”形增长曲线的增长率不变，λ>1且为定值，A正确。 “J”形增长曲线是在理想条件下种群数量变化的曲线，无K值，其增长速率一直增加且呈“J”形增长，B正确。 图2所示的N点种群增长速率最大，对应的种群数量为K/2。渔业生产中，中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量，一般在超过N点后开始捕捞，捕至N点，以使种群快速增长，保证持续高产，C错误。 若乙为某害虫种群，可通过限制食物和空间资源等因素增大环境阻力，降低其K值，减少害虫的数量，D正确。 [易错提醒] (1)数学模型Nt＝N0λt，描述种群呈“J”形增长，λ＞1。当λ＝1时，第2年种群数量较上一年不变；当λ＜1时，第2年种群数量较上一年减少。 (2)种群增长的“S”形曲线的K值，是一个相对稳定的最大值，不是固定不变的，此时出生率与死亡率相等，种群的增长速率为0。当种群数量达到K/2时，种群的增长速率达到最大值，这是动物保护和有害动物防治需特别关注的数值。　　 [迁移应用] 1．下列关于种群增长的“S”形曲线的叙述，正确的是(　　) A．种群的数量每年以一定的倍数增长 B．K值会随着环境因素的变化而发生变化 C．各阶段的增长速率不同，随着时间的增加越来越大 D．环境条件是资源和空间充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种 √ 解析：种群数量增长的“J”形曲线即种群的数量每年以一定的倍数增长，可用数学模型Nt＝N0λt表示，A错误； K值会随着环境因素的变化而发生变化，B正确； 在自然界中，环境条件是有限的，故随着种群数量的增加，各阶段的增长速率不同，随着时间的增加先增加后减小，C错误； 资源和空间充裕、气候适宜、没有敌害等条件是种群数量增长的“J”形曲线的前提条件，D错误。 2．(2024•山东高考，改编)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加，a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度；甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法错误的是(　　) A．乙种群存在种内互助 B．由a至c，乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多 C．由a至c，乙种群的数量增长曲线呈“S”形 D．a至b阶段，甲种群的年龄结构为增长型 √ 解析：题图可知，甲种群的种群增长率一直在下降，乙种群的种群增长率先增大后减小，推测乙种群存在种内互助，A正确。 由a至c，乙种群的种群增长率先增大后减小最终变成0(种群数量不再增加)，种群的数量增长曲线呈“S”形，单位时间内增加的个体数并不是逐渐增多，B错误，C正确。 a到b阶段，甲种群的种群增长率大于0，种群数量一直在增长，年龄结构为增长型，D正确。 3．如图为两种不同的种群增长曲线。据图回答问题： (1)在按________(填“曲线X”或“曲线Y”)增长的种群中，种内竞争对种群数量具有调节作用。 曲线Y　 (2)某种动物种群其数量按曲线Y增长，则遭遇干旱气候后其K值_______(填“一定”或“不一定”)下降。 (3)若池塘中某种鱼的数量按曲线Y增长，则为持续获得较大的鱼产量，每次捕捞后该鱼的种群数量应维持在______左右，原因是______________________。 不一定 K/2 此时的种群增长速率最大 聚焦•学案(三)　探究培养液中酵母菌种群数量的变化 NO.3 [基本知能] 1．实验原理 (1)用液体培养基培养酵母菌，酵母菌种群数量的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的环境中，酵母菌种群数量呈_____形增长；随着时间的推移，由于_________的消耗、有害代谢产物的积累、pH的改变，一定时间内酵母菌种群数量呈_____形增长。 “J” 营养物质 “S” 2．实验步骤 (1)酵母菌培养：液体培养基，无菌条件。 (2)振荡培养液：酵母菌_____分布在培养液中。 (3)观察并计数：每天将含有酵母菌的培养液滴在___________________上，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。 均匀 计数室的盖玻片边缘 (4)重复步骤(2)(3)：连续观察7天，分别记录下这7天的数值。 (5)绘图分析：将所得数值用曲线表示出来，得出酵母菌__________的变化规律。 3．计数方法：__________法。 种群数量 抽样检测 [探究问题] 结合培养液中酵母菌种群数量变化的实验探究，回答下列问题： (1)从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。 提示：使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 (2)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？ 提示：当小方格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数，即计数前应摇匀→取样→稀释→计数。 (3)探究本实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？ 提示：酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照，不需要另设对照实验。但需要做重复实验获取平均值，以保证计数的准确性。 (4)怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？ 提示：可以借助台盼蓝染液进行染色(死亡细胞呈蓝色)。 (5)如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验相关曲线，据图回答下列问题： ①de段曲线下降的原因可能有哪些？ 提示：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。 ②请在坐标系中画出该酵母菌的增长速率的曲线。 提示： [释解重难] 1．血细胞计数板及其使用方法 (1)血细胞计数板 ①血细胞计数板(如图A所示)由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图B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。 ②计数室通常有两种规格：一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16×25＝400(个)小方格。 (2)计数方法：血细胞计数板有两种方格网，对于16×25的方格网，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于25×16的方格网，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。如图所示。 (3)计算方法：大方格长度为1 mm，深度为0.1 mm(即规格为1 mm ×1 mm×0.1 mm)，则每个大方格的容积为0.1 mm3(10－4 mL)，故1 mL培养液中细胞个数＝(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。 2．实验关键 (1)操作提示 ①溶液要进行定量稀释，每天计数酵母菌数量的时间要固定。 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，先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。 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结果最好用记录表记录，如下表所示： 时间/天 1 2 3 4 5 6 …… 数量/个             …… (2)计数提示 计数原则 显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计相邻两边及其夹角”的计数原则 结果异常的原因 统计结果偏小的原因：取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏少；在计数时，未计边缘的酵母菌等 统计结果偏大的原因：取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏多；在计数时统计了四周边缘的酵母菌等 (3)注意事项 ①测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养液中测定的，与自然界中的种群数量变化有差异。 ②在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单细胞生物，因此必须在显微镜下计数，且不能准确计数，只能估算。 ③血细胞计数板必须保持干燥，否则可能会出现培养液将不能渗入计数室的状况。 ④清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干、烘干或用吹风机吹干。 [典例]　探究培养液中酵母菌活细胞数量的动态变化时，常采用台盼蓝染色法区分活细胞与死细胞。下列有关实验的分析，正确的是(　　) A．为保证实验结果的科学性，进行该实验时需要设置对照组 B．为从培养液中吸取足量酵母菌，可静置一段时间后直接从试管底部吸取 C．计数时，应将培养液滴入计数室中，盖上盖玻片，再计数蓝色细胞的数目 D．培养后期，可稀释后再计数，加入的台盼蓝染液的体积应折算在稀释倍数中 [解析]　该实验无需再设置对照组，因不同时间的取样已经形成对照，A错误； 取样时应先将培养液振荡、摇匀，B错误； √ 计数时应先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，后将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，且蓝色细胞(经台盼蓝染色的细胞)为死亡酵母菌，不做计数，C错误； 培养后期，由于酵母菌数量较多，可稀释后再进行计数，加入的台盼蓝染液的体积应折算在稀释倍数中，D正确。 [思维建模] 计数活酵母菌的方法 研究一定时间内酵母菌活细胞数量的动态变化时，实际上显微镜直接计数的是总的菌体(包括死菌和活菌)，可以通过台盼蓝染色法区别活细胞与死细胞。活的酵母菌将呈无色，死的酵母菌将呈蓝色，对无色的酵母菌进行计数，从而进一步换算出总菌体数中的活菌数。需要注意的是，加入的台盼蓝染液的体积应折算在稀释倍数中。　 [迁移应用] 1．某同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，按照如下表格要求设计实验，并采用血细胞计数板对酵母菌进行计数。下列相关叙述错误的是(　　) 试管编号 马铃薯培养液/mL 无菌水/mL 酵母菌母液/mL 温度/℃ 甲 10 — 0.1 28 乙 10 — 0.1 5 丙 — 10 0.1 28 A．对酵母菌进行计数的方法是抽样检测法 B．不振荡试管就吸出培养液，会使结果偏高 C．培养早期三组的增长率关系是甲>乙>丙 D．待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数 解析：对酵母菌进行计数的方法是抽样检测法，A正确； 不振荡试管，若从试管上部吸出培养液，会使结果偏低，若从试管下部吸出培养液，会使结果偏高，B错误； √ 甲组温度是28 ℃，适宜酵母菌生长，培养早期，甲组增长率最大，丙组缺乏营养物质，酵母菌不能增长，三组的增长率关系是甲>乙>丙，C正确； 待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数，D正确。 2．为研究不同浓度的葡萄糖溶液对酵母菌种群数量变化的影响，某小组取10支试管，分别加入10 mL质量分数为2%、4%、6%、8%、10%的葡萄糖溶液，每个浓度设两个重复组。 定时用血细胞计数板计数，结果如图1所示，图2是某一时期未经稀释的酵母菌培养液的结果图像。 下列叙述正确的是(　　) A．血细胞计数板是一块特制的载玻片，其上有2个计数室，可用于计数酵母菌的数量 B．若血细胞计数板为如图样式，正确的计数方法是选择如图5个中方格计数并求平均值再进行换算，则10 mL培养液中含有酵母菌6×106个 √ C．0～48 h内，随葡萄糖溶液浓度的升高，酵母菌种群增长加快，说明此阶段酵母菌种群增长的限制因素仅为营养物质 D．实验结果显示，10%的葡萄糖溶液中种群数量最大值小于其他组，并且其数量下降先于其他组，原因可能是10%的葡萄糖溶液组培养温度明显升高 C．0～48 h内，随葡萄糖溶液浓度的升高，酵母菌种群增长加快，说明此阶段酵母菌种群增长的限制因素仅为营养物质 D．实验结果显示，10%的葡萄糖溶液中种群数量最大值小于其他组，并且其数量下降先于其他组，原因可能是10%的葡萄糖溶液组培养温度明显升高 解析：血细胞计数板是一块特制的载玻片，一个计数板含有2个计数室，可用于计数酵母菌的数量，A正确； 从图中可知，该计数室的规格为25(中方格)×16(每个中方格中有16个小方格)，共400个小方格，该规格下需要选择5个中方格进行计数，再求平均值进行换算，图中该中方格中含有24个酵母菌，根据公式可得10 mL培养液中含酵母菌数为24÷16×400×105＝6×107个，B错误； 0～48 h内，随葡萄糖溶液浓度升高，酵母菌种群增长率加快，说明该阶段酵母菌种群增长受营养物质(葡萄糖)的限制，除此之外，也会受到种内竞争和生存空间等限制，C错误； 根据题意分析，该实验过程在28 ℃恒温培养箱中进行，故10%葡萄糖溶液中种群数量最大值小于其他组，并且其数量下降先于其他组的原因不是该组培养温度明显升高，D错误。 随堂小结 ——即时回顾与评价 NO.4 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1．种群的数量每年以一定倍数增长的条件：_________________ _________________________________________。 2．野生大熊猫种群数量锐减的重要原因是___________________ __________________________________________。 食物和空间条件适 宜、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 大熊猫栖息地遭到破 坏，食物减少和活动范围缩小，其K值变小 3．在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，一段时间后种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。其主要原因是____________________________ ____________________________________________________________________________。 4．种群数量过少可能会由于__________等而衰退、消亡。 资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，会使死亡率升高至与出生率相等，种群的增长就会停止 近亲繁殖 三、综合检测反馈 1．某地乌鸦连续10年的种群数量增长情况如下图所示，后一年的种群数量是前一年的λ倍。下列叙述正确的是(　　) A．第3年乌鸦种群数量最大 B．第6年以前乌鸦种群数量呈“S”形增长 C．第3年以前乌鸦种群数量呈“J”形增长 D．第5年和第7年的乌鸦种群数量相同 解析：在0～3年种群数量的λ值一直大于1，种群数量一直增加，因此第3年的乌鸦种群数量最大，A正确。 √ 在第1～3年λ＞1，乌鸦种群数量在不断增加；在第3～9年λ＜1，乌鸦种群数量在不断减少，故在第3年以前乌鸦种群数量呈现增长的趋势，第3年后，种群数量开始下降，即第6年以前乌鸦种群数量并不呈“S”形增长，B错误。 由图可知：在第1～3年λ＞1，乌鸦种群数量在不断增加，但增长速率不断降低，在第三年停止增长，所以第3年以前乌鸦种群数量不呈“J”形增长，C错误。 在第3～9年λ＜1，乌鸦种群数量在不断减少，因此第5年和第7年的乌鸦种群数量不相同，D错误。 2．某动物迁入新环境后，种群数量在10年中增长速率呈先增大后减小的趋势，在第6年时，种群增长速率达到最大，以后开始下降，第10年增长速率降到0。经调查，在第6年时该种群数量为399只。下列有关叙述正确的是(　　) A．该动物种群在该地区的环境容纳量为399只 B．第10年增长速率降到0，此时种群的出生率小于死亡率 C．采用标记重捕法调查该动物种群时，若标记物过于醒目，则会使结果偏大 D．如果该动物为田鼠，则将其数量控制在399只左右可有效防治鼠患 解析：在第6年时，种群增长速率达到最大，种群的种群数量为399只，说明此时处于K/2值，该种群的环境容纳量应为798只，A错误； √ 第10年增长速率降到0，此时种群的出生率等于死亡率，B错误； 用标记重捕法调查种群密度时，若标记物过于醒目，会导致被标记动物易于被天敌捕食，则会导致重捕中被标记的个体数偏小，最终导致实验所得到数值比实际数值大，C正确； 防治鼠患时，越早越好，399只左右田鼠种群增长速率最大，不易防治鼠患，D错误。 3．(2024·全国新课标卷)用一定量的液体培养基培养某种细菌，活细菌数随时间的变化趋势如图所示，其中Ⅰ～Ⅳ表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述错误的是(　　) A．培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖 B．Ⅱ期细菌数量增长快，存在“J”形增长阶段 C．Ⅲ期细菌没有增殖和死亡，总数保持相对稳定 D．Ⅳ期细菌数量下降的主要原因有营养物质匮乏 √ 解析：有丝分裂为真核生物特有的分裂方式，细菌等原核生物的分裂方式主要是二分裂，A正确。 由题图可知，Ⅰ期由于该细菌数量较少，增长速率较慢；Ⅱ期由于营养物质和空间充足，细菌数量增长快，存在“J”形增长阶段，B正确。 Ⅲ期活细菌数达到相对稳定，是由于细菌种群的出生率＝死亡率，即存在细菌的增殖和死亡，C错误。 Ⅳ期液体培养基中营养物质匮乏、代谢产物积累等，导致细菌数量下降，D正确。 4．吹绵蚧是一种严重危害果园生产的害虫，澳洲瓢虫以吹绵蚧为食可以有效抑制该害虫的数量，科学家研究了吹绵蚧种群数量的变化规律，为防治害虫提供科学依据。如图是吹绵蚧种群数量与被捕食率、补充率的关系模型，其中补充率代表没有被捕食的情况下吹绵蚧增长的比率。下列说法正确的是(　　) A．当吹绵蚧种群数量介于m～n点时，种群数量会逐渐稳定在m点补充率 B．当种群数量超过m点时，会导致吹绵蚧虫害的爆发 C．当种群数量超过p点时，吹绵蚧种群数量会稳定在q点 D．在果园中适当投放澳洲瓢虫，可使吹绵蚧数量长期稳定在n点 √ 解析：当吹绵蚧种群数量介于m～n点时，补充率小于被捕食率，种群数量下降，逐渐在m点稳定下来，A正确，B错误； 当种群数量超过p点时，由于补充率小于被捕食率，种群数量下降，然后会稳定在p点，C错误； 当种群数量高于n点时，在果园中适当投放澳洲瓢虫，可能会使吹绵蚧数量长期稳定在n点，D错误。 5．研究人员为检测不同培养条件下酵母菌种群数量的变化，设置了A、B、C、D四组实验(每组接种酵母菌数量一致)，测得种群数量随时间的变化如图甲所示，各组的培养条件如下。请根据材料回答下列问题。 A组：20 mL培养液；B组：20 mL培养液并在a点后定期补充适量培养液；C组：20 mL培养液并仅在a点时补充一次适量培养液；D组：理想条件。 (1)在对酵母菌计数时应采用__________法。如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取______措施；图乙的中方格中有酵母菌的数目为24个，那么1 mL经稀释10倍的酵母菌培养液样品中菌体数接近________个。 抽样检测 稀释 6×105 解析：对一支试管中培养液中的酵母菌逐个计数是非常困难的，故可以采用抽样检测法对酵母菌计数，如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应对培养液稀释处理；乙图的中方格中有酵母菌的数目为24个，那么1 mL酵母菌培养液样品中菌体数接近24÷16×400×104＝6×106个，故1 mL经稀释10倍的酵母菌培养液样品中菌体数接近6×105个。 (2)实验A、B、C、D组酵母菌的种群数量变化曲线分别对应图甲中的______________________曲线。种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线属于______(填“数学”“物理”或“概念”)模型。 Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、“J”形　 数学 解析：实验A组(20 mL培养液)由于资源空间有限，有害废物的积累，种群数量达到K值后会减少，如曲线Ⅲ；实验B组(20 mL培养液并在a点后定期补充适量培养液)表示环境条件变得相对适宜，K值增加，如曲线Ⅰ；实验C组(20 mL培养液并仅在a点时补充一次适量培养液)表示环境条件变得适宜后，K值增加，然后由于资源空间有限，有害废物的积累，种群数量减少，如曲线Ⅱ；实验D组为理想条件，如“J”形曲线。故实验A、B、C、D组酵母菌的种群数量变化曲线分别对应图甲中的Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、“J”形曲线。种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线属于数学模型。 (3)本实验需要做重复实验，目的是_________________________ ________________________________。 解析：本实验需要做重复实验，目的是避免偶然因素的影响，减小实验误差，使实验数据更为准确。 避免偶然因素的影响，减小 实验误差，使实验数据更为准确 课时跟踪检测 NO.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级——固基础，注重综合 1．下列有关种群“J”形增长的叙述，正确的是(　　) A．“J”形增长的种群都无K值 B．“J”形增长的种群生存条件是有限的 C．自然界中绝大多数种群呈“J”形增长 D．“J”形增长的种群个体数不一定增加 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析： “S”形增长的种群有K值，“J”形增长的种群无K值，A正确； “J”形增长的种群生存条件是理想的，无限的，B错误； 自然界中环境资源和空间都是有限的，所以绝大多数种群呈“S”形增长，C错误； “J”形增长由于资源、空间是理想的，无限的，所以种群个体数不断增加，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 √ 2．下列关于环境容纳量的叙述，错误的是(　　) A．当外界环境条件被破坏时，种群的环境容纳量也会发生改变 B．当种群数量达到环境容纳量时，其增长速率接近于0 C．对四季分明地区的大多数植食动物来说，到了冬季种群环境容纳量可能会减小 D．环境容纳量会随种群出生率与死亡率的改变而改变 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：环境容纳量的大小受环境的影响，环境被破坏，K值会下降，环境改善，K值会上升，而种群出生率与死亡率不会改变环境容纳量，A正确，D错误； 当种群数量达到环境容纳量时，其增长速率接近于0，B正确； 环境容纳量会随着环境的改变而改变，对大多数植食性动物来说，冬季种群环境容纳量会减小，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 3．某学生在探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验中，根据实验结果绘制出如图所示的曲线图，下列有关分析错误的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A．图示是依据实验数据绘制的数学模型 B．每次计数之前应使试管内的酵母菌分布均匀 C．6～7天种群数量下降与酒精的含量升高有关 D．取适量培养液滴于血细胞计数板后再盖盖玻片 解析：图示曲线图是依据实验数据绘制的数学模型，是用来描述酵母菌种群数量变化的数学形式，A正确； √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 每次计数前应振荡试管，使其中的酵母菌分布均匀，减少实验误差，B正确； 6～7天种群数量下降与酒精的含量升高、营养物质减少等因素有关，C正确； 应先盖上盖玻片，再在血细胞计数板上的盖玻片的边缘滴培养液，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 √ 4．近年来，国家及各级政府按照鱼类的生长、繁殖习性等科学安排休渔期，休渔期结束后，捕鱼的渔网大小也有相关规定，以确保水中的生物资源能够正常有序的繁衍生息。以下说法错误的是(　　) A．捕鱼时如果渔网网目过小，将会影响鱼种群的出生率，造成来年鱼产量降低 B．为了更好地保护海洋生态系统，休渔期越长越好 C．若捕鱼用的渔网网目过大会导致估算的海洋中某种鱼的种群密度偏小 D．若某种鱼的生存环境遭到破坏，则该种鱼的K值会变小 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：捕鱼时如果渔网网目过小，许多幼鱼也会被捕捞上来，将会影响鱼种群的出生率，造成来年鱼产量降低，A正确； 适时地有计划地捕捞成鱼，不仅能获得渔业产品和经济效益，也有助于幼鱼的生长发育，从而有利于保护海洋生态系统，故为了更好地保护海洋生态系统，休渔期越长越好表述错误，B错误； 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 若捕鱼用的渔网网目过大则仅能捕获大鱼，会导致估算的海洋中某种鱼的种群数量偏小，种群密度偏小，C正确； 某种鱼的生存环境遭到破坏后，可能会使食物减少、活动范围减小，导致K值变小，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 5．群聚有利于种群的增长和存活，每种生物都有自己的最适密度，当种群密度低于某一阈值时，物种种群趋于灭绝，这就是阿利效应。科学家调查某陆生肉食动物种群在环境条件未受到破坏时的数量时，绘制了该种群的种群瞬时增长量随种群起始数量的变化曲线。下列叙述错误的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A．种群的密度过低时，其出生率小于死亡率，不利于种群增长 B．该种群增长的最低起始数量为100个，其环境容纳量为600个 C．当该动物起始种群数量为800个时，种群的数量会下降并趋于灭绝 D．大熊猫等濒危动物的种群更容易受到阿利效应的影响 解析：种群的密度过低时，种群瞬时增长量是负值，说明其出生率小于死亡率，不利于种群增长，A正确； √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 该种群增长的最低起始数量为100个，大于100种群数量增长，小于100种群数量下降，环境容纳量为600个，超过600出生率小于死亡率，B正确； 当该动物起始种群数量为800个时，超过环境容纳量，种群的数量会下降，回到环境容纳量，但不会灭绝，C错误； 大熊猫等濒危动物的种群数量少，繁殖力弱，种群密度低，更容易受到阿利效应的影响，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 √ 6.如图为某种群的出生率、死亡率随种群密度的变化趋势，下列说法正确的是(　　) A．该图属于物理模型 B．该种群的数量变化可用模型Nt＝N0λt来表示 C．若该图为海洋中石斑鱼的种群变化曲线，则石斑鱼种群数量持续下降 D．若该图为草原中野兔的种群变化曲线，K值时的种群增长速率为0 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：题图属于数学模型，A错误； 图中种群的数量变化表现为逐渐上升至稳定，即呈现“S”形变化，不可用数学模型Nt＝N0λt来表示，B错误； 若该图为海洋中石斑鱼的种群变化曲线，则石斑鱼种群数量先增加，最后达到K值，C错误； 若该图为草原中野兔的种群变化曲线，K值时达到了该种群在环境中的容纳量，因而种群增长速率为0，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 7．图1为在某森林的固定位置和固定时间，用固定数量的鸟网捕捉的方法统计灰喜鹊种群数量(年末统计)，连续10年内得到的曲线(λ＝当年种群数量/前一年种群数量)；图2表示出生数量、死亡数量和种群密度的关系。下列有关叙述错误的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A．6～7年，灰喜鹊种群的年龄结构为衰退型 B．10年内，第4年的种群数量最大 C．图2可用于实践中估算种群最大净补充量 D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量 解析：据图分析，6～7年，λ＜1，种群数量减少，所以其年龄结构为衰退型，A正确； √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 图1中0～4年，λ>1，种群数量增加，4～8年，λ＜1，种群数量减少，8～10年，λ＝1，种群数量保持不变，故第4年种群数量最大，B正确； 由图2可知，出生率与死亡率的差值为净补充量，二者差值最大时，净补充量最大，因此可用于实践中估算种群最大净补充量，用于指导生产实践，C正确； K/2时种群密度较小，在K/2时捕捞鱼类不会得到最大日捕获量，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 8．图甲表示草原上某野兔种群数量的变化(K0表示野兔种群在无天敌进入时的环境容纳量)；图乙是科学工作者连续20年对该草原的某种鸟类种群数量的调查曲线；图丙表示的是血细胞计数板计数室其中一个中方格的情况。请分析回答相关问题： 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (1)图甲中O→b时段内野兔的出生率______(填“大于”“等于”或“小于”)死亡率。某种天敌在图中标注的某个时间点迁入，一段时间后，野兔种群数量达到相对稳定状态，则该时间点最可能是___。 解析：分析图甲可知，在O→b时段内，野兔种群的数量逐渐增加，说明其出生率大于死亡率；野兔的种群数量在初期呈现连续增长，在c点之后，增长的速率变缓，然后种群数量降低并维持一定水平，说明环境阻力加大，因此c点时，天敌最可能迁入。 大于　 c 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (2)用标记重捕法调查该草原上某区域的种群数量时，若部分标记个体迁出，则导致调查结果______(填“偏高”或“偏低”)；对捕获的野兔进行性别比例调查，发现其雌雄比例稍大于1，该比例______(填“有利”或“不利”)于种群增长。 偏高　 有利 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：用标记重捕法调查该草原上某区域的种群数量，该种群数量的估算值＝第一次捕获并标记的个体数×第二次捕获的个体数÷第二次捕获的有标记的个体数，若部分标记个体迁出，则导致第二次捕获的有标记的个体数较实际偏少，使得调查结果偏高；当野兔的雌雄比例稍大于1时，因雌性个体数量高于雄性，所以该比例有利于种群增长。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (3)图乙中该鸟类种群数量第____年最少，第8至第10年种群的年龄结构为______型。 解析：分析图乙可知，在4～10年，λ＜1，说明该鸟类种群的数量在不断减少，因此该鸟类种群数量在第10年最少，第8至第10年种群的年龄结构为衰退型。 10　 衰退 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (4)血细胞计数板的计数室长和宽各为1 mm， 深度为0.1 mm，其中25×16型的血细胞计数板计 数室以双线等分成25个中方格，每个中方格又分 成16个小方格。如图丙表示的是其中一个中方格 的情况，对该中方格中的酵母菌进行计数的结果是____个。如果将某培养液稀释100倍后再进行计数时，5个中方格的细胞平均数为20个，则1 mL培养液中酵母菌的总数为_______个。 20　 5×108 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：血细胞计数板的计数室长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，其中25×16型的血细胞计数板计数室以双线等分成25个中方格，每个中方格又分成16个小方格。如图丙表示的是其中一个中方格的情况，根据计上不计下，计左不计右的原则对方格内的酵母菌进行计数，结果是20个；如果将某培养液稀释100倍后再进行计数时，5个中方格的细胞平均数为20个，则1 mL培养液中酵母菌的总数为20×25×104×100＝5×108个。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 B级——强应用，体现创新 9．根据生活史的不同，生物学家将生物分为 r对策生物和K对策生物。如图两条曲线分别表示 这两类生物当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数 量(Nt＋1)之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt，K对策 生物的种群动态曲线有两个平衡点，即稳定平衡点(S点)和灭绝点(X点)，当种群数量高于X点时，种群可以升到S点，但是种群数量一旦低于X点，种群就会走向灭绝。下列说法正确的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A．r对策的有害生物虽无X点但有S点，也可以被人们有效清除 B．在种群基数较小时，K对策生物种群增长率也不可能为负值 C．K对策的珍稀濒危生物种群数量可能低于X点 D．曲线在X点和S点之间时，种群的出生率增加 解析：r对策的有害生物只有稳定平衡点S点，没有灭绝点X点，在种群数量低时可迅速回升，因此该类生物难以被人们有效清除，A错误； √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 当种群基数较小(低于X点)时，K对策生物可能会灭绝，种群增长率可能为负值，B错误； K对策的珍稀濒危物种的种群数量可能低于X点，导致种群数量减少，濒临灭绝，C正确； 曲线在X点和S点之间时，Nt＋1＞Nt，表示种群数量增加，种群的年龄结构为增长型，出生率－死亡率＞0，但种群的出生率不一定增加，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 10．在捕捞业中，为获得最大持续产量(MSY)一般有两种简单的方式：配额限制和努力限制。配额限制即控制在一定时期内收获对象个体的数量，允许收获者在每一季节或每年收获一定数量的猎物种；努力限制是当捕猎对象的种群数量减少后，必须增加收获努力才能获得同样的收获量。下图表示不同努力水平对种群的影响，其中实线表示某种被捕捞生物的净补充量(出生数超出死亡数的部分)随种群密度的变化，虚线表示四种不同努力水平下的收获量。请回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (1)曲线中可以表示MSY的点是_____，该点的种群数量特征是__________________________。满足种群密度与净补充量关系曲线的模型假设是_________________________________________________ ____________(答出1点即可)。 Nm　 出生率与死亡率的差值最大　 资源条件不变、不考虑种群的年龄结构、不考虑繁殖力 随年龄改变 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：Nm点时净补充量最高，可获得最大持续产量。假设是资源条件不变、不考虑种群的年龄结构、不考虑繁殖力随年龄改变。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (2)配额限制方式因收获量固定而受欢迎，但往往容易导致种群灭绝。采用配额限制容易导致种群灭绝的原因是_________________________　 ______________________________________________________________　 ___________(答出1点即可)。 解析：当配额保持在Nm对应的净补充量时，种群的补充量正好被收获平衡，从而使种群稳定在密度Nm并获得MSY。若种群受到干扰使Nm降低，但收获仍保持MSY水平，收获的个体数量将超过种群的净补充量而导致种群灭绝。 种群受到干扰使Nm降低， 但收获仍保持MSY水平，收获的个体数量将超过种群的净补充量而导致种群灭绝　 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (3)若种群密度低于Nm，收获继续保持在MSY努力水平，则________(填“会”或“不会”)导致种群灭绝。如果收获努力高于MSY努力水平，不利于获得更高的持续收获量，理由是____________________________________________________________　 ________________________________________________。 不会　 当收获努力高于MSY努力水平时，种群密度可能会在较低水平建立稳定平衡，若收获努力过高，甚至会导致种群灭绝 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：如果种群密度下降到低于Nm，收获继续保持在MSY努力水平，则收获量将降低，不会导致种群灭绝。如果收获努力高于MSY努力水平，不利于获得更高的持续收获量，因为种群密度可能会在较低水平建立稳定平衡，若收获努力过高，甚至会导致种群灭绝。 本课结束 $$