第1章 第1节 第2课时 种群数量变化的数学模型(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（苏教版2019）

第2课时 种群数量变化的数学模型 ◉学习目标 1.举例说明种群的“J”型增长、“S”型增长、波动等数量变化情况。 2.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 3.通过探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化等活动,尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。 CONTENTS 目录 1 2 3 4 知识点一　种群数量变化的数学模型及种群数量的波动 知识点二　探究培养液中某种酵母菌种群数量 的动态变化 课时跟踪检测 课堂小结与随堂训练 NO.1 知识点一　种群数量变化的数学 模型及种群数量的波动 教材知识梳理 (一)种群数量变化的数学模型 1.研究种群数量动态变化时,要对相关数据进行分析、预报、决策和控制,该过程离不开数学知识的应用。数学模型是生物学研究的重要工具之一。 2.现实对象和数学模型的关系 3.建立种群数量动态变化的数学模型的目的:阐明自然种群__________的规律及其调节机制。 动态变化 (二)“J”型增长模型 1.理想条件:环境资源不受限制,如食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌,种群数量的变化主要取决于________、 _______和种群的起始个体数量等。 2.t年后种群数量的数学模型 Nt= _______ 。其中N0表示某种群的__________,t表示时间,λ表示该种群数量相对于________________________。 出生率 死亡率 N0λt 起始数量 前一年种群数量的倍数 3.“J”型增长曲线(如图所示) 　　[微提醒] 　　在绝大多数情况下,种群数量的“J”型增长都是暂时的,并且这种增长情况一般发生在种群密度很低、资源相对丰富的条件下。 (三)“S”型增长模型 1.“S”型增长曲线(如图所示) (1)条件:自然状态下,种群密度______、环境资源缺乏、代谢产物积累、捕食者数量______等。 (2)数量变化:种群数量在K值上下保持相对稳定。 增大 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种群___________,用_____值表示。 最大数量 K (四)影响种群数量波动的因素 环境 因素 (1)在自然界中, ______、______、天敌、疾病等多种因素都会使种群数量发生波动。 (2)在某些不利因素的影响下,有些种群会急剧衰退,甚至灭绝。这种情况容易出现在个体较大、出生率低、生长缓慢、成熟较晚的物种中 人为 干扰 例如,在人类__________、种群栖息地遭破坏的不利条件下,某些动物种群数量会__________,严重时甚至会导致该物种灭绝 气候 食物 过度捕猎 长期下降 核心要点点拨 (一)从模型的角度比较种群增长的“J”型和“S”型曲线 项目 “J”型增长 “S”型增长 前提 条件 理想状态:食物充裕、空间充足、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种 现实状态:食物和空间有限、气候多变、存在敌害 联系 K值 无K值 种群数量在K值上下波动 联系 “J”型增长曲线 “S”型增长曲线 续表 (二)与种群数量变化有关的三个“增长”辨析 增长 倍数(λ) λ指种群数量是前一年种群数量的倍数,即λ=Nt/Nt-1。根据Nt=N0λt,可得t年后的种群数量Nt 增长率 是指一段时间结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始种群数量的比例,种群增长率=(Nt-Nt-1)/Nt-1=λ-1(图1) 增长速率 指单位时间内种群数量增加的数目,种群增长速率=(Nt-Nt-1)/时间(图2) 曲线模型 (三)图示法理解“S”型曲线中K值与K/2值 1.“S”型曲线中各区段的涵义 曲线模型 易错提醒 (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 续表 2.“S”型曲线中K值与K/2值的表示方法 常见曲线 曲线分析 (1)t1之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间条件相对充裕,种群数量增长较快,当种群数量为K/2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值; (2)t1~t2,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降; (3)t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0 续表 3.K值与K/2值的应用 经典考题探究 [典例]　(2024·无锡月考)图甲和图乙是种群数量变化的不同类型的曲线,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”型增长曲线中,有一段时间近似于“J”型增长曲线,判断这一段是否等同于“J”型增长曲线,并说明理由。 提示:不等同于“J”型增长曲线。“J”型增长曲线是在理想条件下的种群增长趋势,“S”型增长曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势。 (4)从种群增长曲线和环境容纳量两个方面考虑,治理鼠害最有效的措施是什么? 提示:①从增长曲线角度考虑,灭鼠应在鼠害刚发生的时候就进行。②从环境容纳量的角度考虑,应该采用断绝食物、地面硬化等措施降低种群的环境容纳量以防治鼠害。 层级训练评价 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)种群数量变化的全部内容就是“J”型和“S”型增长。 ( ) (2)不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值不变。 ( ) (3)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”型增长。 ( ) (4)在理想条件下,影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量。 ( ) (5)植食动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以冬季最大。 ( ) × × × × × (二)落实知能 2.如图表示的是自然条件下某种群数量的动态变化模型。下列有关叙述正确的是(　　) A.图中A点后种群的增长速率减小 B.图中该种群的环境容纳量(K值)为b C.当种群数量处于K/2时,该种群生物种内斗争最激烈 D.若要预测该种群数量的后期变化,主要依据是a~b之间的差值 √ 解析:图中A点在K/2以后,在K/2时种群增长速率达到最大,以后逐渐下降,A正确; 由图可知,图中该种群的环境容纳量(K值)为a~b之间的值,B错误; 当种群数量处于K时,该种群生物种内斗争最激烈,C错误; 若要预测该种群数量的后期变化,主要依据是出生率和死亡率之间的差值,D错误。 3.(2024·苏北四校联考)在一段时间内,某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。下列分析正确的是 (　　) A.t1~t2,甲种群的增长速率大于乙种群 B.t2时,甲种群的数量达到环境容纳量 C.t2~t3,甲种群的年龄结构为增长型 D.t4之后,乙种群的数量将无限增长 √ 解析:图示为甲种群的增长速率和乙种群的数量变化曲线,无法比较二者增长速率的大小,A错误; t2时,甲种群的增长速率最大,种群数量为环境容纳量的一半,B错误; t2~t3,甲种群的数量仍在增多,其年龄结构为增长型,C正确; 由于自然界的资源和空间是有限的,当种群数量增长时,种内斗争加剧,以该种群为食的动物的数量也增加,使种群的出生率降低,死亡率增高,当死亡率增加到与出生率相等时,种群的增长将停止,D错误。 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.当吹绵蚧种群数量在m~n之间时,种群数量会逐渐稳定在n点 B.当种群数量超过n点时,可能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,可使吹绵蚧种群的K值增大 解析:当吹绵蚧种群数量介于m~n点之间时,被捕食率大于补充率,因此可推测种群数量可能会逐渐下降而后稳定在m点,A错误; 当种群数量超过n点时,由于补充率大于被捕食率,种群数量会增加,从而可能会导致吹绵蚧虫害的爆发,B正确; √ 当种群数量超过p点时,被捕食率大于补充率,因此种群数量下降,最终稳定在p点,C错误; 在果园中适当投放澳洲瓢虫,可使吹绵蚧种群的K值降低,D错误。 5.(2024·泰州质检)拟谷盗是小麦粉在储藏期间常见的主要害虫。取4对刚羽化的拟谷盗成虫分别放入4个装有等量小麦粉的容器内,使其交配产卵,将容器口用滤纸封好。一组放于自然条件下(室温),另三组分别放于25 ℃、30 ℃、35 ℃恒温培养箱中,观察并记录成虫60天的产卵量,统计结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.实验中自然条件下的平均温度可能高于25 ℃,低于35 ℃ B.在容器中小麦粉充足的情况下,拟谷盗种群持续呈现“J”型增长 C.若不添加小麦粉,则拟谷盗数量在达到K值后将永远保持相对稳定 D.本实验可得出的实验结论是温度越高,拟谷盗的种群数量增长越快 解析:由实验数据可知,在25 ℃条件下,拟谷盗的产卵数最少,而在35 ℃时,拟谷盗的产卵数最多,自然条件下的产卵数在两个温度的产卵数之间,说明实验中自然条件下的平均温度可能高于25 ℃,低于35 ℃,A正确; √ 在容器中小麦粉充足的情况下,由于空间等条件限制,拟谷盗种群不可能持续呈现“J”型增长,B错误; 若不添加小麦粉,由于受食物、温度、空间条件等因素的限制,拟谷盗数量在达到K值后会下降,C错误; 该实验的温度设定有限,其结果并不能反映更高温度下拟谷盗的种群数量变化情况,D错误。 6.[多选](2024·山东高考)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。下列说法正确的是 (　　) 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”型 D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为衰退型 解析:由题图可知,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”型,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错误。 (三)迁移应用 7.某生物兴趣小组为了解草原生态系统,对草原生物种群进行了各项调查,请回答以下问题: (1)该兴趣小组对该草原上牧草进行丰富度(该空间范围内物种种类的数量)的调查,为保证调查结果的准确,调查时应注意:①样方大小要适宜;②取样时要做到　　　 ;该小组还采用标志重捕法对草原田鼠进行了种群密度的调查。田鼠天性警觉,经捕获后难以再次捕获,则最终估算的结果比真实值　　　　。  随机取样 偏大 (2)在某一时刻有一田鼠种群迁入该草原,以优质牧草的根为食,该兴趣小组对这一田鼠种群进行了长期的追踪调查,并绘制了以下两图: ①图甲中实线表示田鼠种群在该草原上的实际增长情况,投药一段时间后,田鼠种群数量回升的原因是_________________________ _________________________。  经鼠药的选择作用,田鼠种群 中抗药性个体不断增加 ②图乙表示某时刻该田鼠种群的年龄结构,则图甲中　　　点不可能出现该种年龄结构。  解析:(1)应该采用样方法调查草原上牧草的丰富度,为减小调查结果的误差,调查中应注意随机取样、样方大小和数量适宜等。据标志重捕法公式:种群中个体数(N)=重捕的个体数×第一次捕获并标志的个体数÷重捕中被标志的个体数,田鼠天性警觉,经捕获后难以被再次捕获,则重捕中被标志的个体数减少,则最终估算的结果比真实值偏大。 D (2)①投药后田鼠种群数量变化的原因是经鼠药的选择作用,田鼠种群中抗药性个体不断增加,所以投药后田鼠的数量先下降,一段时间后又恢复到原来的水平。②图乙中幼年个体多,老年个体少,所以该田鼠种群的年龄结构为增长型,而图甲中A、B、C点的种群数量均增加,年龄结构为增长型,D点种群增长速率为0,种群年龄结构为稳定型。 NO.2 知识点二　探究培养液中某种酵母 菌种群数量的动态变化 教材知识梳理 (一)实验原理 1.酵母菌可用液体培养基(培养液)来培养,培养液中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.可利用血球计数板运用_______对酵母菌进行显微计数。 3.在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“____”型曲线;在有限的环境中,酵母菌种群的增长呈“____”型曲线。 样方法 J S (二)实验目的 通过探究活动,学会测定种群数量的方法,并建立反映种群数量动态变化的数学模型,说明种群数量的增长规律。 　(三)实验设计 (四)具体计数过程 先将_______盖在血球计数板的计数室上,用滴管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入计数室,多余的培养液用_____吸去;稍待片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部,将计数板放在_______的中央,运用样方法计数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。 盖玻片 滤纸 载物台 (五)实验结果 1.酵母菌种群数量和增长速率曲线图(如下图)。 2.分析 (1)酵母菌种群数量变化的总趋势是先_____后_____ 。 (2)原因是在开始时培养液的营养充裕、 __________ 、条件适宜,因此酵母菌大量繁殖,种群数量上升。随着酵母菌数量的不断增多,营养物质消耗、pH变化、代谢产物积累等,使生存条件恶化,酵母菌_____率高于_____率,种群数量下降。 增加 降低 空间充足 死亡 出生 (六)血球计数板的计数 1.计数方法:血球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。 2.计算方法:大方格长度为1 mm,高度为0.1 mm(即规格为1 mm× 1 mm×0.1 mm),则每个大方格的体积为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。 (七)实验注意事项 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.从试管中吸取培养液进行计数前,要轻轻振荡试管几次,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。 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.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,以每小方格内含有4~5个酵母菌细胞为宜。 6.显微镜计数时,对于压在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。 经典考题探究 [典例]　下列关于“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述,错误的是 (　　) A.将酵母菌接种到培养液中,并进行第一次计数 B.从静置的培养液中取适量上清液,用血球计数板计数 C.每天定时取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线 D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一 √ [解析]　将酵母菌接种到培养液后,需要对酵母菌进行初次计数,以获得酵母菌种群密度初始值,A正确; 每次计数前,都需要轻缓地将培养液摇匀,使其中的酵母菌分布均匀,再取适量培养液用血球计数板计数,B错误; 需要定时取样和计数,用于绘制酵母菌种群数量的动态变化曲线,C正确; 酵母菌种群数量的动态变化受营养条件、代谢废物、空间等的影响,D正确。 层级训练评价 (一)澄清概念 1.判断下列叙述的正误 (1)培养液中酵母菌数量的增长只受培养液的成分、温度等环境因素的影响。 ( ) (2)某小组开展酵母菌培养实验,培养初期,酵母菌因种内斗争强而生长缓慢。 ( ) (3)利用血球计数板计数时,要先向计数室滴加培养液,再盖上盖玻片。 ( ) (4)取样时,没有振荡摇匀试管,则实验结果一定偏大。 ( ) × × × × (二)落实知能 2.血球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.每块血球计数板的正中央有1个计数室 B.计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm C.盖盖玻片之前,应用滴管直接向计数室滴加样液 D.计数时,不应统计压在方格角上的细胞 √ 解析:每块血球计数板的正中央有两个计数室,A错误; 计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm,B正确; 先盖盖玻片,再将稀释后的酵母菌悬液,用滴管滴在盖玻片的边缘,使菌液缓缓渗入,C错误; 计数时,压在方格边上的酵母菌,要计数相邻两边及其顶角上的个体数,减小误差,D错误。 3.为了探究酵母菌种群数量的动态变化,某同学按下表完成了有关实验,并定期对酵母菌进行计数,其中1号试管第5天时数量达到最大,第6天实验结束。下列叙述正确的是 (　　) 试管编号 培养液/mL 无菌水/mL 酵母菌母液/mL 温度/℃ 1 10 — 0.1 28 2 10 — 0.1 5 3 — 10 0.1 28 A.该同学研究的课题是温度对酵母菌种群数量变化的影响 B.pH、取样时间都属于无关变量,对实验没有影响 C.第5天时,1号试管种群的出生率=死亡率 D.实验中1、2、3号试管种群都呈现“S”型增长 √ 解析:根据表格可知,实验的自变量为温度和营养物质,因此该同学研究的课题是温度和营养物质对酵母菌种群数量变化的影响,A错误; pH、取样时间等都属于无关变量,应相同且适宜,B错误; 1号试管第5天时数量达到最大,此时种群的出生率=死亡率,C正确; 实验中1、2号试管内加入的是培养液,能为酵母菌的生长繁殖提供营养物质,因此1、2号试管中的种群都会经历“S”型增长,3号试管内加入的是无菌水,不能为酵母菌提供营养,酵母菌会因营养物质缺乏而死亡,不会经历“S”型增长,D错误。 4.将一定量的酵母菌接种到含有适宜浓度葡萄糖的基本培养液中,适宜温度下振荡培养40 h后,提取、分离、烘干并测得酵母菌的生物量(某一时刻,单位面积或体积内有机物质的总量)。下列有关叙述错误的是 (　　) A.实验前应将培养瓶与葡萄糖培养液等进行灭菌处理 B.酵母菌生物量增长的主要原因是细胞的增殖和代谢 C.本实验需用台盼蓝染液对酵母菌进行活性检测 D.建立酵母菌数量增长模型,可用血球计数板 √ 解析:实验前应将培养瓶与葡萄糖培养液等进行灭菌处理,以免杂菌污染干扰实验,A正确; 酵母菌生物量增长的主要原因是细胞的增殖(数目增多、细胞长大)和代谢(促进生长发育),B正确; 本实验对酵母菌烘干并测得酵母菌的生物量,酵母菌已经死亡,故不需用台盼蓝染液对酵母菌进行活性检测,C错误; 血球计数板能检测酵母菌的数目,建立酵母菌数量增长模型,D正确。 (三)迁移应用 5.为研究不同浓度葡萄糖溶液对酵母菌种群数量变化的影响,某研究小组在超净工作台中取10支试管,分别加入10 mL质量分数为2%、4%、6%、8%、10%葡萄糖溶液,每个浓度设两个重复组。棉塞封口,在28 ℃恒温培养箱中培养,其他实验条件均相同,定时用血球计数板计数。结果如图1,请回答下列问题: (1)血球计数板是一种常用于计数细菌、酵母菌等微生物数量的生物学工具。下列关于血球计数板及其使用的说法,正确的有________ (填选项编号)。  A.血球计数板是一块特制的载玻片,其上有2个计数室 B.制片时应先将盖玻片放在计数室上,再用滴管滴加样液 C.滴加培养液后,用滤纸在血球计数板一侧边缘吸引进行引流 D.待酵母菌菌体沉降到计数室底部后立即在高倍镜下观察、计数 AB (2)0~168 h内,2%葡萄糖溶液中酵母菌种群增长呈“　　　　”型。0~48 h内,在一定浓度范围内,随葡萄糖溶液浓度升高,酵母菌种群增长速率加快,说明此阶段酵母菌种群增长的限制因素为　　　　 。  (3)实验结果显示,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,最可能的原因是10%葡萄糖溶液组_______(填选项编号)。  A.糖类物质供应不足 B.培养温度明显升高 C.培养液pH明显增大 D.乙醇的产量和产生速率最高 S 营养物质 D (4)在以上实验的基础上,该研究小组继续研究了马铃薯培养液对酵母菌种群数量变化的影响,得到如图2所示的实验结果。 ①图1、图2结果表明,与葡萄糖溶液相比,马铃薯培养液中酵母菌种群增长速率和种群数量最大值都明显　 　, 但变化趋势基本一致。  增大 ②一次取样后,将样液稀释10倍,采用图3中血球计数板计数,在显微镜下观察到图4所示的现象(“。”表示酵母菌)。 对图4的中方格中酵母菌计数时,最佳计数路径是__________ (填选项)。若以图4的计数结果作为应计数的5个中方格的平均值,则此样液中酵母菌的密度是　　 　　个/mL。  A 6.25×107 解析:(1)血球计数板是一块特制的载玻片,一个计数板含有2个计数室,A正确; 制片时,应先将盖玻片盖在计数室上,用滴管吸取培养液,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,B正确,C错误;将计数板放在载物台中央,待酵母菌沉降到计数室底部后,再在显微镜下观察、 计数,而显微镜观察、计数时应该先使用低倍镜,D错误。(2)据图1分析,0~168 h内,质量分数为2%葡萄糖溶液中酵母菌数量先逐渐增加后维持相对稳定,说明其种群数量增长呈“S”型曲线。0~48 h内,在一定浓度范围内,随葡萄糖溶液浓度升高,酵母菌种群增长速率加快,说明该阶段酵母菌种群增长受营养物质的限制。 (3)根据题意分析,已知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,而酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖,通过无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,因此其最可能的原因是该组的乙醇的产量和产生速率最高。(4)①分析图1和图2的曲线的斜率和最高点可知,与葡萄糖溶液相比,马铃薯培养液中酵母菌种群增长速率和种群数量最大值都明显增大,但是变化趋势基本相同。 ②据图分析可知,A项所示的计数方法计数过程中不会出现漏记与重复计数,而其余几种计数方法中都有多条计数路径,需要将各路径的数据相加,容易出现漏记与重复计数,因此对图4的中方格中酵母菌计数时,最佳计数路径是A。据图分析,图4的中方格中含有酵母菌25个,若以该计数结果作为应计数的5个中方格的平均值,则此样液中酵母菌的密度=25÷16×400×104×10=6.25×107(个/mL)。 课堂小结与随堂训练 NO.3 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式;其中与数学公式相比,曲线图形更加直观。 2.在环境资源不受限制的理想条件下,如食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌,种群数量呈“J”型增长,数学模型为Nt=N0λt。 3.在自然界中,由于受环境条件和生物自身因素的限制,自然种群数量会呈“S”型增长。 4.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 ,即K值。 5.气候、食物、天敌、疾病等多种因素都会使种群数量发生波动。 三、素养好题训练 1.科学家通过“人工节制生育”实验对大山雀种群动态进行研究。人工节制生育的操作是人为取走巢中部分卵和幼鸟。亲鸟产卵后进行人工节制生育操作,并在当年幼鸟成熟之前和成熟之后分别统计数量并计算存活率,下表为部分实验数据。以下分析正确的是 (　　) 项目 繁殖亲鸟 数量/对 巢中所含幼鸟 初始数量/只 存活率/% 幼鸟 成鸟 对照年 52 274 26 11 实验年(人工 节制生育) 55 140 54 20 A.与对照年相比,实验年大山雀成鸟的数量明显下降 B.大山雀种群的环境容纳量将随人工节制生育强度的增加而下降 C.造成对照年幼鸟存活率较实验年低的原因可能是食物等资源不足 D.与对照年相比,实验年大山雀种群内生存压力更大 解析:由表格数据经过计算,与对照年相比,实验年大山雀成鸟的数量明显上升,A错误; 环境容纳量主要受环境影响,人工节制生育并未改变环境,所以大山雀种群的环境容纳量不会随人工节制生育强度的增加而下降,B错误; √ 分析表格可知,对照年巢中所含幼鸟初始数量远大于实验年,使食物等资源不足,造成对照年幼鸟存活率较实验年低,C正确; 分析表格可知,与对照年相比,实验年大山雀种群内幼鸟和成鸟存活率均大于对照年,推测与对照年相比,实验年大山雀种群内生存压力更小,D错误。 2.(2024·扬州测评)沙漠蝗是一种世界性害虫,当雨量充沛时,沙漠蝗数量会迅速增长,如果得不到及时治理,蝗虫种群数量和规模持续增加,最终导致蝗灾爆发,过程如下图所示。下列有关沙漠蝗种群的叙述正确的是 (　　) A.可通过标志重捕法调查蝗蝻(沙漠蝗幼虫)数量预测种群变化趋势 B.沙漠蝗成灾时的种群数量,即为此环境下的K值 C.蝗灾发展期种群增长速率逐渐增大,应尽早防治 D.监测第9个月和第18个月时,种内斗争强度一致 解析:调查蝗蝻种群密度应该用样方法,年龄结构预测种群数量的变化趋势,A错误; 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K值,沙漠蝗成灾时的种群数量不是K值,B错误; √ 分析题图可知,蝗灾发展期种群增长速率逐渐增大,蝗灾的防治需尽早,在增长速率达到最大之前进行防治,C正确; 第18个月比第9个月食物资源少,种内斗争强度加剧,D错误。 3.某兴趣小组对酵母菌进行了如下探究:在4个相同的容器内,均以质量分数为5%的葡萄糖作为碳源,分别加入2 g、3.5 g、5 g、6.5 g等4个梯度的活性酵母粉,配成4组酵母菌培养液并将其放在适宜条件下活化、培养。利用血球计数板在几个不同的时间段分别计数4组酵母菌培养液中酵母菌的数量,探究的详细结果如表所示。下列叙述正确的是 (　　) 酵母粉 含量/g 时间/h 1 3 6 10 22 28 6.5 3.26×109 3.77×109 4.43×109 1.52×108 4.16×107 2.35×107 5 2.50×108 2.74×108 4.77×108 4.22×108 4.25×107 2.80×107 3.5 1.96×108 2.25×108 2.68×108 3.78×108 9.05×107 2.22×108 2 5.45×107 1.26×108 1.71×108 2.20×108 2.66×108 2.08×108 √ A.在整个培养过程中,酵母菌都不存在无氧呼吸的情况 B.培养过程中,培养基的pH下降 C.培养过程中,酵母菌的数量增长曲线都呈“J”型 D.血球计数板在计数的时候需要把视野里所有的酵母菌都记录下来 解析:由题意可知,由于培养的空间是有限的,在培养的后期氧气被消耗完,所以酵母菌存在无氧呼吸的情况,A错误; 随着培养液中酵母菌密度增大,呼吸作用增强,产生的二氧化碳增多, pH下降,B正确; 结合表格数据分析,由于空间、营养物质、溶氧量等的限制,培养过程中,酵母菌数量增长曲线不都呈“J”型,C错误; 血球计数板对酵母菌计数是运用样方法计数几个中方格中酵母菌的数目,D错误。 4.为研究农药甲胺磷和乙草胺对土壤中的产甲烷菌数量的影响,研究人员向盛有相同体积的培养液和产甲烷菌的3组试管中分别加入0.1 mL的甲胺磷溶液(1.0 mg·L-1)、蒸馏水和乙草胺溶液(1.0 mg·L-1),定期取样测定产甲烷菌的种群密度,结果如下图。下列有关分析错误的是 (　　) √ A.实验初期,加入甲胺磷后产甲烷菌的分裂速度加快 B.是否加入甲胺磷和乙草胺不影响产甲烷菌的环境容纳量 C.若增加药量,则乙草胺组产甲烷菌达到环境容纳量的时间可能延长 D.加入乙草胺后,产甲烷菌种群增长速率先减慢后加快 解析:由图可知,甲胺磷组的种群数量在前期显著多于蒸馏水组(对照组),说明甲胺磷能显著促进产甲烷菌的分裂,A正确; 与对照组相比,加入甲胺磷和乙草胺后,产甲烷菌种群所能达到并维持的种群最大数量不变,说明加入甲胺磷和乙草胺不影响产甲烷菌的环境容纳量,B正确; 由图可知,乙草胺能抑制产甲烷菌种群数量增长,若增加乙草胺的用量,抑制作用可能会增强,种群达到环境容纳量的时间延长,C正确; 三组产甲烷菌种群增长速率都是先加快后减慢,在K/2时达到最大, D错误。 5.研究发现,夏季高眼鲽的性腺发育最成熟,且雌性个体远多于雄性个体。请回答下列问题: (1)通过研究种群的　　 　　可以预测高眼鲽的数量变化趋势。夏季高眼鲽的性腺发育最成熟,且雌性个体远多于雄性个体,该现象可以改变种群的　　　 　,进而影响种群密度。  (2)调查高眼鲽种群数量,通常利用　　　　　法。  (3)在不破坏高眼鲽资源的前提下,尽可能提高渔民收入,请你利用所学知识,制定出较为全面合理的捕捞策略并阐明理论依据: 年龄结构 性别比例 标志重捕 策略一:_________________。 理论依据: _______________________________________________ ______________。 策略二: ___________________。 理论依据:______________________________________________ _________________________________________。  制定休渔制度 制定休渔制度,可使鱼类有一定的恢复期,有利于种群 限定成鱼捕捞数量 限定成鱼捕捞数量,可保证种群具有一定的出生率, 数量的恢复 使出生率大于死亡率,种群数量表现为增长 解析:(1)年龄结构可预测种群数量的变化趋势;夏季高眼鲽的性腺发育最成熟,且雌性个体远多于雄性个体,该现象可以改变种群的性别比例,降低出生率,进而影响种群密度。(2)高眼鲽为活动能力强、活动范围大的动物,调查高眼鲽的种群密度常用标志重捕法。(3)制定休渔制度,可使鱼类有一定的恢复期,有利于种群数量的恢复;限定成鱼捕捞数量,可保证种群具有一定的出生率,使出生率大于死亡率,种群数量表现为增长。 课时跟踪检测 NO.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A级——基础综合练 1.如图为银鱼种群增长速率随时间的 变化曲线。下列相关叙述正确的是(　　) √ 14 15 16 A.Q时,银鱼的种群增长倍数λ为0 B.Q时是捕获银鱼的较为适宜时期 C.在L~M时段,该种群数量呈“J”型增长 D.增长速率大于0时,银鱼种群的出生率大于死亡率 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 解析:Q点时,银鱼的种群数量达到K值,种群数量相对稳定,此时种群的增长倍数λ为1,A错误; N~R段捕鱼后能使种群数量迅速回升,该时间段是捕获银鱼的较为适宜时期,B错误; 图示曲线表示的是呈“S”型增长的种群的增长速率,C错误; 增长速率大于0时,说明种群数量在增加,银鱼种群的出生率大于死亡率,D正确。 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 2.假设在某草原上散养的某种家畜的种群呈“S”型增长,该种群的增长速率随时间的变化趋势如图所示。下列叙述不正确的是 (　　) √ 14 15 16 A.种群增长速率为甲时,该家畜种群的年龄结构为增长型 B.种群增长速率为乙时,该家畜种群的数量达到最大值 C.若要持续尽可能多地收获该家畜,可以在丙点时适当捕获 D.种群增长速率为丁时对应的种群数量可随环境的变化而发生变化 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:种群增长速率为甲时,种群数量增加,说明年龄结构为增长型, A正确; 种群增长速率为丁时,该家畜种群的数量达到最大值,在乙时,种群的数量为K/2,B错误; 在丙点时适当捕获,捕获后能使种群处于最大增长速率附近,能达到持续尽可能多地收获该家畜的目的,C正确; 种群增长速率为丁时,种群数量达到K值,即环境容纳量,种群数量可随环境的变化而发生变化,D正确。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 3.在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”的实验中,观察到血球计数板一个小方格中酵母菌的分布,如图所示,有关叙述正确的是 (　　) √ 14 15 16 A.每块血球计数板的正中央有一个计数室 B.从静置的培养液中取样并多次计数求平均值 C.加样时先盖盖玻片再滴加培养液使其自行渗入 D.图示小方格的酵母菌数目应计为9个 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:每块血球计数板的正中央有2个计数室,A错误; 应将试管轻轻振荡几次,混合均匀后,再吸取酵母菌培养液进行计数,对每个样品可计数三次,再取其平均值,B错误; 用血球计数板对酵母菌进行计数,应先盖盖玻片再滴加培养液让其自行渗入,C正确; 只计数小方格内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌,所以图示小方格的酵母菌数目应计为7个,D错误。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 4.(2024·连云港期中)某实验小组对果蝇进行培养并研究其增长规律,在25 ℃条件下,在瓶内放入雌雄果蝇各3只,4~5天后出现幼虫,第10天后,幼虫逐步成长为成虫。25 ℃时,果蝇的成虫约能活15天。下列叙述正确的是 (　　) 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.0~10天瓶内果蝇种群数量保持不变 B.据图判断,第26天左右达到该种群的环境容纳量 C.实验初始果蝇增长较慢的原因是受到食物和空间的限制 D.第26天后果蝇种群数量下降的主要原因是大量成虫达到生理寿命 解析:在瓶内放入雌雄果蝇各3只,4~5天后出现幼虫,由于一对雌雄果蝇可产生很多的幼虫,因此0~10天瓶内果蝇种群数量应在增加,A错误; 据图判断,第26天之前果蝇数量增加,26天之后,果蝇数量下降,因此第26天左右达到该种群的环境容纳量,B正确; 14 15 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 实验初始果蝇增长较慢的原因是初始果蝇数量较少,此时食物和空间是充足的,C错误; 第10天后,幼虫逐步成长为成虫,且果蝇的成虫约能活15天,第26天后只是第一代出生的果蝇达到生理寿命,后来产生的果蝇并没有,因此第26天后果蝇种群数量下降的主要原因是受到食物和空间的限制,D错误。 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5.[多选]某中学迁入新建校园14年,校园中鸟纲鹎科动物白头鹎在14年间的种群增长速率如表所示。据表分析可知 (　　) √ 14 15 16 年份 第2年 第4年 第6年 第8年 第10年 第12年 第14年 增长 速率 0.66 1.52 2.83 3.69 2.91 1.20 0.03 A.这14年中白头鹎种群的数量呈“J”型增长 B.第12年时白头鹎种群的年龄结构为增长型 C.研究时可用标志重捕法调查白头鹎的种群密度 D.白头鹎在该中学的种群密度最高出现在第8年 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:由于增长速度先增大后变小,所以这14年中白头鹎种群的数量呈“S”型增长,A错误; 第12年时白头鹎种群的增长速率为1.20,种群数量一直在增加,所以年龄结构为增长型,B正确; 白头鹎活动能力强,活动范围广,研究时用标志重捕法调查种群密度,C正确; 由于在K/2时种群增长速率最大,所以白头鹎在该中学的环境容纳量(即种群密度最高)约为第8年时白头鹎种群数量的两倍,D错误。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 6.(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 (　　) √ 14 15 16 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 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 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。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 7.环保工作者对某地区野兔种群数量进行连年监测,以此作为环境稳定与否的评价指标之一。在某时间段内得到的数据如图所示[λ=t年种群数量/(t-1)年种群数量]。下列说法不正确的是 (　　) √ 14 15 16 A.ab段λ值反映该地区生态环境相对稳定 B.bc段λ值变化说明种群数量正在上升 C.第5年种群的年龄结构为衰退型 D.第6年种群的出生率小于死亡率 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:ab段λ在1.0附近波动,代表此时种群数量相对稳定,A正确; bc段λ>1.0,代表种群数量上升,B正确; 第5年λ>1.0,年龄结构应为增长型,C错误; 第6年λ从1.5下降到0.5,说明种群数量下降,出生率小于死亡率,D正确。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 8.生物有两种繁殖策略:速度策略(r策略)和环境容纳量策略(K策略)。采取r策略的生物通常是一些小型生物如果蝇、鼠等,适应食物或温度这些波动因素。下列叙述正确的是 (　　) A.r策略的种群与生物因素无关,其种群数量和外界环境同步波动 B.r策略的生物能在短时间内产生较多的后代,种群数量呈“J”型增长 C.将沙漠蝗虫的数量控制在K/2之内,就能有效防止沙漠蝗灾的发生 D.东北虎属于K策略的生物,其有效保护措施是改善它们的栖息环境以提高K值 √ 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析: r策略的种群与生物因素有关,但通常受到非生物因素的控制,多变且难以预测,A错误; r策略的生物能在短时间内产生较多的后代,但种群数量呈“S”型增长,B错误; 对于有害生物,在种群数量低于K/2时控制最有效,蝗虫属于r策略的生物,能在短时间内产生较多的后代,故种群数量控制在K/2之下不一定就能有效防止蝗灾的发生,C错误; 东北虎属于K策略的生物,对于K策略的生物,应保护其栖息环境,包括提供充足的食物和空间资源,控制其天敌的数量,提高它们的K值, D正确。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 9.(2024·镇江测试)某实验室用不同方式培养酵母细胞,结果如图所示。甲、乙、丙三组更新培养基的时间间隔不同,各组酵母菌均置于摇床上振荡培养。下列相关分析不正确的是 (　　) 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.利用血球计数板检测酵母菌种群密度时,先在计数室内滴加培养液然后盖盖玻片,结果会偏大 B.酵母菌会将培养基中的有机物分解为CO2、H2O和酒精 C.甲组条件代表种群增长所需要的营养物质是充足的 D.丙组条件下种群出生率逐渐降低,死亡率逐渐上升,直至二者相等 14 15 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:利用血球计数板检测酵母菌种群密度时,若先在计数室内滴加培养液然后盖盖玻片,会导致检测结果偏大,A正确; 由于各组酵母菌均置于摇床上振荡培养,氧气充足,酵母菌只进行有氧呼吸,不会产生酒精,B错误; 甲组条件下的曲线近似“J”型,代表种群增长所需要的营养物质是充足的,C正确; 丙组条件下的曲线近似“S”型,该过程中种群出生率逐渐降低,死亡率逐渐上升,直至二者相等,D正确。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10.如图表示某草原生态系统中草原兔种群数量变化曲线,其中虚线表示草原兔的栖息地遭到破坏后的种群数量变化。下列有关叙述错误的是 (　　) √ 14 15 16 A.图中K2为草原兔种群数量的最大值,说明此地草原兔种群的K值为K2 B.a段快速增长的原因可能是食物和空间充足、气候适宜、没有敌害等 C.草原兔的栖息地遭到破坏后,种群数量持续下降的主要原因是食物不足 D.若草原兔被标志个体更易被捕食,则用标志重捕法估算的草原兔数量会偏大 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:环境容纳量(K值)是指在自然环境不被破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量,图中K2为草原兔种群数量的最大值,但种群数量不能长期保持在K2,在较长时间内,可以在K1上下小范围波动,因此此地草原兔的K值为K1,A错误; a段快速增长的原因可能是这段时间内,草原兔的食物和空间条件充足、气候适宜、没有敌害等,B正确; 草原兔的栖息地遭到破坏后,草原兔的食物短缺,故其种群数量持续下降,C正确; 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 用标志重捕法调查草原兔的种群密度时,根据公式:个体总数(N)/初次捕获并标志个体数(M)=重捕个体总数(n)/重捕中被标志个体数(m),可推出N=M×(n/m),若被标志个体更易被捕食,则M不变, n/m变大,故N增大,即草原兔种群密度的估算值会偏大,D正确。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 11.如图1表示种群数量变化曲线。请据图回答问题: 14 15 16 (1)　　 　　是种群最基本的数量特征,其直接决定因素是 　　　　　　　　　　　　　 。  种群密度 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)在_________________________________________________ __________的理想条件下,种群数量变化呈现图中“J”型曲线,其种群增长率随着时间的增加将　　　　(填“增大”“变小”或“不变”)。  (3)甲曲线是一个生物小组对一个锥形瓶中酵母菌培养液中的酵母菌数量统计后绘制成的曲线,在一定时间内为“S”型曲线,a点之前限制酵母菌数量增长的原因是　　　　　　　　,a点后引起酵母菌数量下降的主要原因是___________________________________。  14 15 16 环境资源不受限制(如在食物和空间充裕,气候适宜, 没有敌害) 不变 空间资源有限 营养物质的减少和有害代谢产物的积累 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (4)利用规格为“0.1 mm 1/400 mm2”的血球计数板,采取_________的方法统计锥形瓶中酵母菌种群密度。培养液稀释104倍时,其中1个中方格显微示意图如图2所示,且该中方格酵母菌数量恰好等于4个中方格酵母菌数量的平均数,则此时酵母菌种群密度为　　　 个/mL。若要准确计数视野中活菌,可用台盼蓝将　　 　酵母菌染成蓝色。按以上方法定期检测并将其变化绘制成曲线,这种研究方法属于构建 　 　模型。  14 15 16 抽样检测 2.4×1010 死亡 数学 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:(1)种群密度是种群最基本的数量特征,决定种群密度的直接因素有出生率与死亡率,以及迁入率与迁出率。(2)“J”型曲线是在食物和空间充裕,气候适宜,没有敌害的理想条件下,种群数量每年都以一定的倍数增加,增长率不变。(3)a点之前由于空间资源有限,所以种群数量增长到一定程度停止增长,a点之后引起酵母菌数量下降的主要因素是营养物质的减少,有害代谢产物积累。(4)估算培养液中酵母菌种群密度的常用方法为抽样检测法。酵母菌在计数时,计数原则为“计上不计下,计左不计右”,因此应计数方格内、相邻 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 两边及夹角上的酵母菌,计数结果是酵母菌有15个,则1 mL培养液中酵母菌的总数=15÷25×400×104×104=2.4×1010(个)。死细胞可以被台盼蓝染成蓝色,对活酵母进行计数,不需要统计被染成蓝色的个体。将酵母菌数量的变化绘制成曲线,这种研究方法属于构建数学模型。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 B级——应用创新练 12.(2024年1月·甘肃高考适应性演练)浮游生物的多少在很大程度上影响着水体的质量。在我国北方,夏季降水量多,冲刷到水体中的营养物质多,浮游生物迅速繁殖,水体浑浊;冬季降水量少,冲刷到水体中的营养物质减少,浮游生物生长缓慢,水体清澈。如图反映了一段时间内北方某湖泊的绿藻种群数量变化,下列描述不合理的是(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 A.t1时刻前绿藻种群数量不受密度制约 B.若不考虑捕食因素,t2~t3时期是冬季 C.t4~t5时期内湖泊可能出现了富营养化 D.t1~t5时期内绿藻种群K值发生了变化 解析:t1时刻前绿藻种群数量大致呈“S”形增长,种群数量受密度制约,A错误; 不考虑捕食因素,t2~t3时期绿藻种群数量很少,可推知是因为冬季降水量少,冲刷到水体中的营养物质减少,使其生长缓慢,B正确; 16 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 t4~t5时期内绿藻种群数量持续增长,湖泊可能出现了富营养化, C正确; t1~t5时期内,绿藻种群数量发生较大波动,且不同时期绿藻生活的湖泊中营养物质含量不同,则绿藻种群K值发生了变化,D正确。 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 13.[多选]某课题小组在探究不同条件下酵母菌种群数量的变化规律的实验时,抽取每种条件下的酵母菌培养液各1 mL,分别稀释10倍后,用血球计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,计数室为25×16型)进行计数,测得不同条件下每毫升培养液中酵母菌的数量,实验结果见下图(单位:×107个/mL)。下列相关叙述错误的是 (　　) 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.该实验的自变量是温度,酵母菌菌种、培养时间等为无关变量 B.酵母菌在15 ℃环境中存活的时间最长,15 ℃是酵母菌种群数量增长的最适温度 C.酵母菌种群数量达到K值后稳定时间的长短与培养液中营养物质的含量有关 D.据图20 ℃、24 h条件下的数值,可推算所用血球计数板的中方格中酵母菌的数量平均为30个 14 15 16 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:温度和培养时间是该实验的自变量,酵母菌菌种、培养液成分等为无关变量,A错误; 通过柱形图可知,酵母菌在15 ℃环境中存活的时间最长,25 ℃左右是酵母菌种群数量增长的最适温度,B错误; 酵母菌种群数量变化过程中出现“S”型增长,达到K值后稳定时间的长短与培养液中营养物质的含量有关,C正确; 依据20 ℃、24 h条件下每毫升培养液中酵母菌种群数量是5×107个,可推算所用血球计数板小方格中酵母菌的数量平均为5×107÷(400×104×10)=1.25(个),中方格中酵母菌的数量平均为16×1.25=20(个),D错误。 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 14.[多选]如图中甲和乙两条曲线代表两种生物数量Nt和一年后的种群数量Nt+1之间的关系,直线p表示Nt=Nt+1,下列有关说法不正确的是 (　　) A.对于甲种群而言,B点时其种群 数量表现为下降 B.对于乙种群而言,F点表示种群增长速率最快时其种群的数量 C.东北虎等珍稀濒危动物容易灭绝,其变化曲线比较类似甲曲线 D.乙曲线可表示家鼠等繁殖力强的动物,在种群密度低时也能迅速回升 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:对于甲种群而言,B点时位于p曲线的上方,说明此时Nt<Nt+1,故种群数量表现为上升,A错误; 对于乙种群而言,F点位于p曲线上,说明Nt=Nt+1,则当年种群没有表现增长,就乙曲线分析可知,种群增长速率最快时间为D点,B错误; 东北虎等珍稀濒危动物,繁殖率低,容易灭绝,其变化曲线比较类似甲曲线,C正确; 家鼠等繁殖力强,乙曲线OD段显示在种群密度低时也能迅速回升,符合家鼠等繁殖力强的动物,D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 15 14 16 15.在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验中由于培养时间长、计数次数多且耗时长增加了实验开展的难度。某课外小组对培养不同时间的酵母菌先进行固定处理,待培养周期结束后再统一计数,并对不同的固定液和方法进行探索,旨在缩短实验时长。 实验试剂:酵母菌培养液、无水乙醇、混合固定液(分别量取50 mL 95%乙醇、50 mL冰醋酸1∶1混合)等 (1)实验步骤 ①接种培养: 将1 mL酵母菌母液接种至酵母菌培养液中,制得50 mL酵母菌菌液,充分混匀后置于30 ℃恒温箱培养。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 ②取样固定: 每隔2 h进行取样。每次取样时,分别吸取1 mL菌液于4个已标记的1.5 mL离心管。其中1n号管含100 μL无水乙醇,2n号管含100 μL混合固定液,3n号管为对照组,4n号管不做处理(注:n代表第n次取样);1n、2n、3n号管在室温放置,4n号管放入-20 ℃冰箱。 ③镜检计数: CK组(对照)取样后立即使用　　　　　　进行镜检计数,重复3次,取平均值;其余处理组待实验周期结束后进行取样,细胞悬液稀释1倍后镜检计数。 14 15 16 血球计数板 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 ④结果分析: 绘制不同处理组酵母菌种群密度变化曲线如下图所示: 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)①CK组酵母菌种群数量变化呈现“　　　”型增长,理由是________________________________________________________。  ②据图分析,固定效果较好的处理方法是　　　 　(填“无水乙醇” “混合固定液”或“-20 ℃冰冻”)处理,依据是_______________________ __________________________________________________________________________________________。  (3)研究种群数量变化的规律,一般选择酵母菌作为模式生物的原因是_____________________________________________________。  14 15 16 S 营养物质有限且代谢废物不断积累(或资源和空间有限) 无水乙醇 无水乙醇组各时间点种群 数量的变化与CK组数据基本相似,固定效果良好,酵母菌在室温环境下 基本不繁殖,可以作为固定液 繁殖快(世代时间短),实验室里易于观察、培养和计数 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 16 解析:(1)在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验中,酵母菌计数采用血球计数板在显微镜下直接计数,因此镜检计数时,CK组(对照)取样后应立即使用血球计数板进行镜检计数。(2)①在有限的培养条件下,由于营养物质有限且代谢废物不断积累(或资源和空间有限),酵母菌种群数量呈“S”型增长。②据图分析,固定效果较好的处理方法是无水乙醇处理(室温),因为无水乙醇组各时间点种群数量的变化与CK组数据基本相似,说明固定效果良好,在室温环境下基本不繁殖。(3)酵母菌由于繁殖快(世代时间短),实验室里易于观察、培养和计数,因此在研究种群数量变化的规律时,一般选择酵母菌作为模式生物。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 16.(2024·启东检测)图甲为种群数量随时间的变化曲线,图乙为血球计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,计数室为25×16型)测得的酵母菌分布情况,图丙为三个种群的年龄结构类型。请回答下列问题: 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (1)　　 　　是种群最基本的数量特征。  (2)若图甲表示草原上鼠的种群数量变化,最好在　　　(填“b”“c”或“d”)时刻前进行防治。若图甲表示在草原中投放了一定数量的蛇之后鼠的数量变化曲线,蛇发挥明显作用的时间段是　　　 。若投放的蛇因不适应当地环境而部分死亡,则图中α的角度将会　　 (填“变大” “变小”或“不变”)。  14 15 16 种群密度 b ef 变大 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (3)若图甲表示某同学进行“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验得到的曲线图,可采取　　　　　　的方法每天对酵母菌数量进行调查;DE段酵母菌数量减少的原因除了营养物质大量消耗之外还可能是　　　　 　　　　　 　。若以图乙一个中方格的酵母菌数代表整个计数室中每个中方格酵母菌数的平均值,则1 L该培养液中酵母菌的数量约为　　　　个。该数值与实际活菌数相比　　　(填“偏大” “偏小”或“相同”)。  (4)图甲中D点对应图丙中　 的年龄结构。渔业生产中,要严格控制网眼大小以保护幼鱼,使鱼种群的年龄结构为图丙中　　所示的类型。  14 15 16 抽样检测 代谢废物大量积累或pH变化 6×109 偏大 Ⅲ Ⅰ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)草原上的鼠在b时刻种群数量为K/2,此时增长速率最快,故最好在b时刻前进行防治;在草原中投放一定数量的蛇后,蛇发挥明显效应的时间段是草原鼠数量下降的时间段,为ef段;若投放的蛇因不适应当地草原的环境部分死亡,则草原鼠数量降低速度减慢,因此α角度变大。(3)调查酵母菌数量的方法为抽样检测法;DE段酵母菌数量减少的原因除了营养物质大量消耗之外还可能是代谢废物大量积累或pH变化;由图乙及血球计数板规格可知,血球计数板上酵母菌数量为24÷16×400=600(个), 14 15 16 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 又因为血球计数板规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,故1 L酵母菌培养液含有的酵母菌数量约为600÷(0.1×10-3)×103=6×109(个),计数的酵母菌中可能有死菌,故该数值比实际活菌数量偏大。(4)图丙Ⅰ为增长型、Ⅱ为稳定型、Ⅲ为衰退型;图甲中D点出生率小于死亡率,属于衰退型的年龄结构,故为图丙中的Ⅲ。渔业生产中,要严格控制网眼大小以保护幼鱼,使鱼种群持续增长即使鱼种群年龄结构为增长型,为图丙中的Ⅰ。 14 15 16 本课结束 $$