第32讲 种群及其动态-【备考无忧】备战2025年高考生物一轮复习优质课件

选修二 第32讲 种群及其动态 第八单元 生物与环境 1 01 种群的数量特征 02 种群数量的变化及影响因素 考点 03 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 2 目标要求 1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、 年龄结构、性别比例等特征； 2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动， 理解种群的“J”形和“S”形增长特点； 3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的 相互作用都会影响生物种群的数量变化； 4.通过“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验， 深化种群数量变化特点，掌握血细胞计数板的使用方法。 3 种群及其动态 种群 生活在一定自然区域内，同种生物的全部个体。 一个水池里的全部鱼 × 一个鱼缸里的全部金鱼 √ ①一定地域内 概念要点 ②同种生物构成 ③全部个体的总和 种群是物种繁殖、进化的单位 4 种群的数量特征 01 5 种 群 数量特征 遗传特征 空间特征 种群密度 死亡率 出生率 年龄结构 性别比例 迁入率 迁出率 具有 最基本 的是 决定 决定 决定 决定 预测 影响 影响 影响 种群的数量特征 6 集群分布 均匀分布 随机分布 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。 种群的空间特征 7 种群的数量特征 一、种群密度 种群在 或 中的个体数。 ☞种群密度是种群最基本的数量特征。 1.计算公式 种群的个体数 空间大小（面积或体积） 单位面积 单位体积 2.研究种群密度的意义 濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。 种群密度= 陆地 水体 ≠ 种群数量 8 种群的数量特征 二、出生率和死亡率 1.概念 在 内 的个体数目占该种群 的比值即 。 单位时间 新产生（或死亡） 个体总数 出生率（死亡率） 2.举例 2015年我国总人口为13.7亿。 2015年出生人口为1655万人，则出生率为 。 2015年死亡人口为 975万人，则死亡率为 。 12‰ 7 ‰ 9 出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。 直接决定种群密度的大小。 出生率和死亡率 种群密度 出生率>死亡率 出生率=死亡率 出生率<死亡率 增加 降低 不变 二、出生率和死亡率 3.意义 增长率= 出生率-死亡率 10 种群的数量特征 三、迁入率和迁出率 1.概念 2.意义 在 内 的个体数占 的 即迁入率（迁出率）。 单位时间 迁入（迁出） 该种群个体总数 比值 迁入率和迁出率也是决定种群大小和种群密度的直接因素。 11 迁入率和迁出率 种群密度 迁入率＞迁出率 迁入率=迁出率 迁入率＜迁出率 增加 降低 不变 3.与实践的联系 如果研究一座 人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。 城市 三、迁入率和迁出率 12 种群的数量特征 四、年龄结构和性别比例 1.年龄结构 （1）概念 一个种群中 的个体数目比例。 老年个体数 成年个体数 幼年个体数 幼多老少 比例适中 老多幼少 增长型 稳定型 衰退型 （2）类型 各年龄期 13 年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？ 年龄组成为衰退型的呢？ 不一定，因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。 3.意义 可预测种群密度和数量的变化趋势。 但是这种趋势不一定能实现 1.年龄结构 14 类型 增长型 稳定型 衰退型 年龄特征 幼年个体 ， 老年个体 。 各年龄期个体数 。 幼年个体 ， 老年个体 。 发展趋势 出生率 死亡率，种群密度 。 出生率 死亡率， 种群密度 。 出生率 死亡率，种群密度 。 图示 多 少 比例相当 少 多 ＞ 增大 ≈ 相对稳定 ＜ 减小 衰退型 稳定型 增长型 年龄结构通过影响 和 来影响种群密度。 出生率 死亡率 1.年龄结构 15 年龄结构的几种表示方法 A B C 幼年 成年 老年 D E F A , B , C , D , E , F 。 增长型 稳定型 衰退型 增长型 稳定型 衰退型 16 四、年龄结构和性别比例 2.性别比例 （1）概念 （2）类型 指种群中 数目的比例。 雌雄个体 雌雄相当型 雌多雄少型 雌少雄多型 多见于高等动物 多见于人工控制的种群 多见于营社会生活的昆虫 注意：这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体，如工蜂就不计算在内。 ☞不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。 17 （3）与实践的联系 雌蛾 雄蛾 性外激素 雄 蛾 奇怪，明明很香，怎么没看到美女啊？ 人工合成的性外激素 使用性引诱剂诱杀雄虫 雌 ：雄≈1 不合理的性别比例（雌：雄>1） 种群出生率下降 性别比例通过影响出生率间接影响种群密度 2.性别比例 18 利用人工合成的________（信息素）诱杀某种害虫的_____个体， ，就会使很多雌性个体_____________，从而使该种害虫的种群密度明显降低。 性引诱剂 雄性 改变了害虫种群正常的性别比例 不能完成交配 *注意：正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择 形成的的性别比例，并不一定是雌雄相当型。 思考：为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？ 降低了种群的出生率 2.性别比例 19 种群的数量特征 20 习题巩固 1.(2023·天津高考)人口老龄化将对种群密度产生影响， 下列数量特征与此无关的是(　 ) A.出生率 B.死亡率 C.年龄结构 D.性别比例 D 人口老龄化会导致出生率降低、死亡率升高，A、B不符合题意； 老龄化会导致人口的年龄结构成为衰退型，C不符合题意； 理论上男女比例是1∶1，人口老龄化一般不会影响性别比例，D符合题意。 21 习题巩固 2.(2023·浙江1月选考)在 我国江南的一片水稻田中 生活着某种有害昆虫。 为了解虫情，先后两次 (间隔3天)对该种群展开了 调查，前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。在两次调查间隔期内，该昆虫种群最可能遭遇到的事件为(　 ) A.受寒潮侵袭 B.遭杀虫剂消杀 C.被天敌捕杀 D.被性外激素诱杀 D 对比两次调查结果可知，与第1次调查结果相比，第2次调查结果显示，数量明显减少的是雄性生殖期的昆虫，推测在两次调查间隔期间，该昆虫种群最可能遭遇到的事件是被性外激素诱杀，D符合题意。 22 习题巩固 3.(2024·运城统考)经调查统计， 某种群年龄结构组成如下图所示， 下列分析合理的是(　 ) A.因为性别比例异常所以不能构成增长型种群 B.据图中各生殖期个体数目情况可判断， 该种群是处于增长状态的某果树种群 C.依据雌性个体较多可判断， 该种群是人为选择淘汰后的某蛋鸡种群 D.因为生殖期雄性较多所以不可能是受到性引诱剂诱杀后的种群 D 图中为年龄结构示意图，该种群雌性个体多于雄性个体，生殖前期个体多，生殖后期个体少，属于增长型种群，A错误； 果树是两性花植物，无雌性和雄性之分，B错误； 人为选择淘汰后的某蛋鸡种群主要用于生产鸡蛋供人们食用，一般不需要雄性个体，C错误； 性引诱剂会诱杀生殖期的雄性个体，题中处于生殖期的雄性个体较多，不可能是受到性引诱剂诱杀后的种群，D正确。 23 4.(2024·东莞一模)乔木种群的径级结构 (代表年龄结构)可以反映种群与环境之间 的相互关系，预测种群未来发展趋势。 研究人员调查了甲、乙两地不同坡向 某种乔木的径级结构，结果如图。 下列叙述错误的是( 　 ) A.环境可以影响种群的年龄结构 B.乙地阳坡的种群密度 比甲地阳坡的种群密度低 C.乙地阳坡的种群年龄结构为衰退型 D.可预测甲地阴坡的种群数量会增多 习题巩固 B 注：Ⅰ和Ⅱ为幼年期，Ⅲ和Ⅳ为成年期，Ⅴ和Ⅵ为老年期。 甲地阳坡各径级的个体数相当，属于稳定型；乙地阳坡的老年期个体数>中年期个体数>幼年期个体数，属于衰退型，由此可知，环境可以影响种群的年龄结构，A、C正确。 乙地阳坡的种群密度为10＋15＋20＋25＋30＋40＝140(株·500 m－2)，甲地阳坡的种群密度为20＋20＋5＋20＋25＋20＝110(株·500 m－2)，故乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度高，B错误； 甲地阴坡的幼年期个体数多，老年期个体数少，年龄结构为增长型，则可预测甲地阴坡的种群数量会增多，D正确。 24 习题巩固 5.(选择性必修2 P17“拓展应用T2”变式训练)20世纪初，人们将驼鹿引入一个孤岛，任由驼鹿种群自然发展。该种群1915～1960年的数量变化情况如下图。下列说法错误的是(　 ) A.1915～1960年，驼鹿种群数量的变化趋势为先增加后减少最后趋于稳定 B.1915～1930年，驼鹿种群数量不断增加的原因可能有 资源空间充裕、气候适宜、没有敌害等 C.1930年之前驼鹿种群数量急剧增加， 可能造成环境破坏， 最终导致驼鹿K值下降 D.1947～1960年直接决定驼鹿种群 大小的数量特征包括出生率和 死亡率、迁入率和迁出率 D 由图可以看出，驼鹿迁入后，驼鹿的种群数量变化趋势为先增加后减少最后趋于稳定，A正确； 当一个种群进入一个新环境后，由于在一段时间内没有天敌，再加上食物和空间充裕、气候适宜等，种群的数量变化近似“J”形增长，B正确； 1930年前驼鹿种群数量急剧增加，可能引发食物资源短缺，种内竞争加剧，进而导致生存环境利用过度，造成环境破坏，最终导致K值下降，C正确； 人们将驼鹿引入一个孤岛，任由驼鹿种群自然发展，孤岛上不存在驼鹿的迁入与迁出，D错误。 25 习题巩固 6.(多选)(2023·江苏高考)科研团队在某林地(面积：1 km2)选取5个样方(样方面积：20 m×20 m)进行植物多样性调查，如下表为3种乔木的部分调查结果。下列相关叙述正确的有(　 ) A.估算该林地麻栎种群的个体数量是50 000株 B.林木的种群密度越大，林木的总生物量越高 C.该林地马尾松、麻栎种群的年龄结构分别为衰退型、增长型， 群落分层现象明显 D.该林地处于森林演替中，采伐部分马尾松能加速演替进程 样方编号 马尾松/株 麻栎/株 枫香/株 幼年 成年 老年 幼年 成年 老年 幼年 成年 老年 1 0 1 9 14 2 0 7 1 0 2 0 0 6 20 4 0 11 2 1 3 0 2 6 16 2 2 10 0 0 4 0 0 7 18 2 2 9 1 2 5 0 0 9 15 3 0 6 0 0 ACD 林木的总生物量不仅与种群密度有关，也与种群中单株个体的生物量有关 同时存在三种年龄段的个体 调查该林地麻栎的种群数量时，选择了5个样方，平均值是20株/400 m2，林地总面积是1 km2即1 000 000 m2，该林地麻栎数量约为50 000株，A正确。 林木的总生物量不仅与种群密度有关，也与种群中单株个体的生物量有关，种群密度大，总生物量不一定高，B错误。 该林地马尾松种群中没有幼年个体，只有成年和老年个体，且老年个体最多，所以属于衰退型；麻栎种群中幼年个体远多于成年和老年个体，属于增长型；该林地同时存在三种年龄段的个体，分层现象明显，C正确。 该林地马尾松种群中没有幼年个体，年龄结构为衰退型，采伐部分马尾松会加速马尾松的消亡，同时使其他物种的幼年个体获得更多的光照等，有利于加速演替进程，D正确。 26 种群密度的调查方法 一、逐个计数法 在调查 、 的种群时，可以逐个计数。 分布范围较小 个体较大 如调查某山坡上的珙桐（湖北神农架的国家一级保护植物）密度 【注意】数量较少的濒危生物，即使分布范围较大，也可以采用逐个计数法计算种群密度。 种群密度的调查方法 二、估算法（抽样调查） 在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取 的方法。 估算 整个草原如何调查？ 3.黑光灯诱捕法 1.样方法 2.标记重捕法 4.抽样检测法 1.样方法 二、估算法（抽样调查） （1） 概念（调查程序） 在被调查种群的分布范围内， 选取 个 ，通过计数每个样方的个体数，求得每个样方的种群密度， 以 作为该种群的种群密度估算值。 随机 若干 样方 所有样方种群密度的平均值 （2）适用范围 适合调查植物，以及 、 的动物。 活动能力弱 活动范围小 样方法 蚜虫 跳蝻 样方是人为划定的一个区域 1.样方法 调查草地中某种双子叶植物的种群密度 ①为什么选双子叶草本植物为调查对象？ 因单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认。 单子叶植物叶片条形或披针形，平行脉 双子叶植物网状脉 30 步骤：取样→计数→求平均值 样方的取样关键： 随机取样，不能掺入主观因素 ②为什么强调随机取样？ 为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。 ③样方的多少会影响调查结果吗？ 样方的多少与被调查地段的总面积呈 相关；一般来说，选取的样方越少， ；选取的样方越多，求得的种群密度 。 正 越接近实际值 误差越大 ④样方应多大为宜？ 以调查对象大小、数量来定。 草本1m2，灌木9m2，乔木100m2 1.样方法 31 常见取样方法 五点取样法 等距取样法 调查总体为非长条形时 调查总体为长条形时 所选样方位置上有块大石头，需要换个位置取样吗？ 不需要 1.样方法 32 计数原则 同种生物个体无论大小都要计数，若正好在边界线上，应 “计上不计下，计左不计右” ，即只计数相邻两边及夹角上的个体。 10个 9个 1.样方法 33 步骤：取样→计数→求平均值　　 估算这块草地中蒲公英的密度（ ） 样方1m2 1 2 3 4 5 株数(株) 密度 4 7 6 4 7 5.6株/m2 10m 10m 1.样方法 34 ①要做到随机取样，不能掺入主观因素。 ②样方数量不宜太少，大小适合。 ③选熟悉又容易计数的植物，一般不选丛生或蔓生的单子叶植物， 而选择个体数目容易辨认的双子叶植物。 注意事项 如果调查草原上马的种群密度，还能用样方法么？ 不能， 马活动能力强，活动范围大。 估算法—标记重捕法 1.样方法 35 2.标记重捕法 二、估算法（抽样调查） 在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回。第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为25条，由此估算该池塘中共有鲫鱼的条数为多少？ 约386条 种群数量(N) 首捕标记数(M) 重捕总数(n) 重捕中标记数(m) = 25 91 = 106 N N=? （1）概念 在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记 （M个）后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物（n个）中标记个体数（m个）占总个体数的比例，来估算种群密度。 N = （2）适用范围 活动能力强，活动范围大的动物。 让标记个体在群体中随机分布，时间太短会导致重捕个体中被标记个体偏多，计算结果偏小。 时间太长，标记个体有可能迁出、或死亡 2.标记重捕法 37 ①选择区域要随机，不能主观选择； ④被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、 出生和死亡现象。 ②重捕的地域与方法与初捕相同； ③每次捕获的样本数量不能太少，以减小偶然误差； 注意事项 2.标记重捕法 38 对标记的要求 ①标记物不易脱落 ②不影响被标记生物的正常生理活动 ③标记物不能过于醒目 第一次捕捉：M 第二次捕捉：n个 有标记的：m 总数N 计算公式： = N = 计算结果偏大 计算结果偏大 1）易被天敌捕食 结果偏大 2）易被人捕捉 结果偏小 2.标记重捕法 39 思考：重捕时，捕获的标记个体受伤死亡，会影响统计结果吗？ 计算公式： = N = 不影响 思考：若某种动物被捕捉过一次后更难捕捉，则统计结果较实际 种群密度偏大还是偏小？ 偏大 思考：若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料， 则估算值偏____。 小 2.标记重捕法 40 误差分析：主要取决于重捕中标记个体数（m）偏大或偏小 a. m值变大导致种群数量（N）偏小：如重捕时间太短，初捕个体未充分融入或标记物过于明显，使其第二次捕捉时更易被捕到。 b. m值变小导致N偏大： ①标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。 ②标记物影响动物的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。 ③标记物易脱落，从而导致m值变小。 ④调查期间被标记的动物放回后部分死亡。 2.标记重捕法 41 “三看法”选择适合的种群密度调查方法 一看 个体数量 少 直接计数 二看 生物类型 植物 样方法 二看 生物类型 活动能力小 样方法 多 动物 活动 能力大 标记 重捕法 实战演练：要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度， 你将分别采取什么办法？说说你做出选择的理由。 鼠：标记重捕法 蚯蚓：样方法 2.标记重捕法 42 3.黑光灯诱捕法 二、估算法（抽样调查） （2）适用范围 对于有_______的昆虫，可以用___________________的方法来估算它们的种群密度。 （1）原理 黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线的电光源。 黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。 黑光灯进行灯光诱捕 趋光性 习题巩固 1.源于选择性必修2 P2：黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？ 分别属于生态系统中的何种信息传递？ 　原理不同。前者利用了昆虫的趋光性，后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理。前者属于物理信息，后者属于化学信息。 2.源于选择性必修2 P6“生物科技进展”：调查种群数量的其他方法： ①用红外触发相机拍摄照片和视频； ②根据动物的　 　特征计数； ③通过动物的　 　特征进行计数。 粪便 声音 3.对于酵母菌等微生物可以用 调查种群密度。 抽样检测法 逐个计数法 估算法 适用范围 分布范围较小、个体较大的种群 黑光灯诱捕法 样方法 标记重捕法 适用范围 有趋光性的昆虫 适用范围 植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻） 适用范围 活动能力强、活动范围大的动物 其他方法 航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等 --最准确 种群密度的调查方法 45 习题巩固 1.(2023·山东高考)对某地灰松鼠群体中某年 出生的所有个体进行逐年观察，并统计了 这些灰松鼠的存活情况，结果如图。 下列说法正确的是(　 ) A.所观察的这些灰松鼠构成一个种群 B.准确统计该年出生的所有灰松鼠数量需用标记重捕法 C.据图可推测出该地的灰松鼠种内竞争逐年减弱 D.对灰松鼠进行保护时应更加关注其幼体 D 种群是指在一定的空间范围内同种生物的所有个体形成的集合，根据题意可知，观察的并不是该地的全部灰松鼠，A错误； 标记重捕法是调查种群密度的一种估算法，并不能准确统计该年出生的所有灰松鼠数量，B错误； 由图分析可知，随着灰松鼠年龄的增大，其存活数逐渐下降，推测该地灰松鼠种群的年龄结构为增长型，种群数量呈上升趋势，种内竞争逐年增强，C错误； 由图可知，灰松鼠幼体的存活数较其成体的存活数变化大，说明幼体的死亡率相对较高，故对灰松鼠进行保护时应更加关注其幼体，D正确。 46 习题巩固 AC 2.(多选)(2024·沧州联考)随着样方面积的扩大，样方内的物种种类随之增加，最初增加很快，之后逐渐缓慢，形成一条曲线，叫作种—面积曲线(如图所示)；根据种—面积曲线不仅可以估算群落的物种数，还可以作为自然保护生物学中确定保护区面积的依据。下列相关叙述，错误的是(　 ) A.调查时，样方面积最好是S3 B.取样的关键是要做到随机取样 C.群落的种群数目的多少称为物种丰富度 D.建立自然保护区能有效保护生物多样性 题图显示，随着样方面积的增大，物种数量最初增加很快，之后逐渐缓慢，达到最大值后保持稳定，在样方面积为S2时，可以调查到所有的物种，样方面积小于S2时，不能调查到所有的物种，样方面积为S3时，虽然也可以调查到所有的物种，但会增大调查的工作量，所以调查该群落物种数的样方面积最好是S2，A错误； 采用样方法进行调查时，取样的关键是要做到随机取样，B正确； 群落中的物种数目称为物种丰富度，C错误； 建立自然保护区是保护生物多样性的最有效措施，D正确。 47 习题巩固 ACD 3. (多选)科学家通过如下方法调查了保护区内白头叶猴的数量：采集保护区内白头叶猴的粪便，共500份。分析粪便中残存细胞的微卫星DNA，鉴定出这些粪便来自200个个体。一定时间后再次以相同的方法采集白头叶猴的粪便，共470份，经检测这些粪便来自190个个体，其中38个个体是第一次采集中出现过的。根据以上信息判断，下列说法正确的是(　 ) A.估算保护区内白头叶猴的种群数量为1 000只 B.若调查期间有同种白头叶猴迁入，则调查结果比实际结果偏小 C.为了保证调查数据的准确性，两次采样的范围应保持一致 D.微卫星DNA具有个体特异性是该调查统计依据的原理之一 第一次收集到的动物粪便来自200个个体，第二次收集到的动物粪便来自190个个体，其中38个个体与第一次收集的相同，因此可利用公式估算保护区内白头叶猴的种群数量为200×190÷38＝1 000只，A正确； 若调查期间有同种白头叶猴迁入，会导致检测出的个体数偏多，即调查结果比实际结果偏大，B错误； 为了保证调查数据的准确性，两次采样的范围应保持一致，是遵循实验的无关变量一致原则，C正确； 不同生物的DNA分子不同，故微卫星DNA具有个体特异性是该调查统计依据的原理之一，D正确。 48 4.下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是( ) A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b B.图1中的c为种群最基本的数量特征 C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同 D.图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度 C 习题巩固 49 5.判断题 (1)同一个池塘中全部鲤鱼是一个种群(　　) (2)出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群密度的改变 (　　) (3)年龄结构和性别比例能预测种群数量未来的变化趋势(　　) (4)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查(　　) (5)运用标记重捕法调查时，个体被捕捉的概率应相等， 而与标记状况、年龄和性别无关(　　) (6)标记物脱落会使标记重捕法调查的结果偏大(　　) (7)性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率 间接影响种群密度的(　　) √ √ × × √ √ × 习题巩固 50 经标记重捕法估计，该种群的种群密度为88.4只/hm2 ，那环境因素稳定不变的情况下，你能预估一段时间后该种群的种群密度的变化情况吗？ “种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。” 种群密度的调查方法 51 种群数量的变化及影响因素 02 52 种群数量的变化及影响因素 一、建构种群增长模型的方法 1. 建立数学模型 2.数学模型的表现形式 Nn= 1✖2n 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 优 局限性 数学公式 曲线图 精确 不够直观 能直观地反映变化趋势 不够精确 3.建构数学模型的意义 描述、解释和预测种群数量的变化。 53 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？ 在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 Nn=2n N代表细菌数量，n表示第几代 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 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 建构步骤 54 种群数量的变化及影响因素 二、种群数量的“J”形增长和“S”形增长 1.种群的“J”形增长 （1）模型假设 理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。 （2）公式 Nt=N0 λt t ——时间 Nt——表示t年后该种群的数量 N0——起始数量 λ——每一代种群数量是前一代的倍数 （3）曲线式 时间(t) 种群数量Nt 种群数量曲线 随条件 改变起点 55 （4） λ值的生物学意义 项目 种群数量变化 年龄结构 λ>1     λ＝1     λ<1     λ＝0 增加 增长型 相对稳定 稳定型 减少 衰退型 【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？ 种群无繁殖，下一代将灭亡 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。 λ =1.1 λ =1.2 λ =0.8 λ =1.0 种群数量 时间 0 λ值的生物学意义图解 1.种群的“J”形增长——Nt=N0 λt 56 （5）增长率和增长速率 1.种群的“J”形增长——Nt=N0 λt ①增长率 单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数。 增长率 =（现有个体数-原有个体数）/种群原有个体数 时间（t） 种群数量 种群数量曲线 Nt N0 增长率曲线 时间 增长率 ＝ ×100％ Nt－Nt-1 Nt-1 增长率＝ 末数－初数 初数 ＝λ-1 增长特点 种群的增长率是一定的，种群数量没有上限。 57 （5）增长率和增长速率 ②增长速率 单位时间内新增加的个体数量 增长速率 =（现有个体数-原有个体数）/增长时间 时间（t） 种群数量 种群数量曲线 Nt N0 实质就是“J”形曲线的斜率 ＝ 增长速率＝ 末数－初数 单位时间 Nt－Nt-1(个) t(年) 时间（t） 增长速率 增长速率曲线 =（λ-1）N0λt-1 增长速率呈指数函数增长 58 1-4年，种群数量__________ 4-5年，种群数量__________ 5-9年，种群数量__________ 9-10年，种群数量_______ 10-11年，种群数量_____________ 11-13年，种群数量_____________________ 前9年，种群数量第_______年最高 9-13年，种群数量第______年最低 呈“J”形增长 增长 相对稳定 下降 下降 11-12年下降，12-13年增长 5 12 1.据图说出种群数量如何变化 习题巩固 59 1.种群的“J”形增长 （1）理想条件：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条件下。 （2）发生时期： （3）种群“J”形增长方式的数学模型是： Nt=N0 λt （4）特点：种群数量连续增长； 增长率保持不变 （ λ-1 ）；增长速率呈指数函数增长（“J”形 曲线的斜率）。 如果遇到资源、空间等方面的限制， 种群还会呈“J”形增长吗？ 二、种群数量的“J”形增长和“S”形增长 新物种迁入的开始阶段、实验条件下。 60 把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下： 时间（天） 0 1 2 3 4 5 6 种群数量（个） 5 20 137 319 369 375 365 1.为什么大草履虫种群没有出现 “J”形增长？ 随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。 2.这种类型的种群增长称为什么？ 种群的“S”形增长 K=375 种群数量 时间 0 大草履虫种群的增长曲线 高斯的实验 61 2.种群的“S”形增长 二、种群数量的“J”形增长和“S”形增长 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“ ”形。 S （1）形成原因 资源和空间有限 种群密度增大时 种内竞争加剧 出生率降低 出生率＝死亡率时， 种群稳定在一定的水平 死亡率升高 （2）适用对象 一般自然种群的增长 资源和空间有限，种内竞争加剧等。（即存在环境阻力） （3）模型假设 2.种群的“S”形增长 （4）环境容纳量 一定环境条件所能 的种群最大数量称为 ，又称 。 维持 环境容纳量 K值 K 种群数量 时间 0 t1 t2 K值并不是种群数量的最大值，种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。 63 （4）环境容纳量 ①同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 特点 生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。 ②同一环境，不同种群的K值不同。 64 AB段： 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢； 资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速； 资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧， 出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓； 出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0， 种群数量达到K值，且维持相对稳定。 种群数量为K/2，种群增长速率达到最大； BC段： C点： DE段： CD段： K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 2.种群的“S”形增长 （5）曲线分析 65 2.种群的“S”形增长 （6）增长率和增长速率 ① 对应的种群增长速率为0，数量最大，为K值。 E点 C点 S型曲线增长速率曲线 增长速率 时间 A B C D E t1 t2 ② 对应的种群增长速率最大，为K/2值。 S型曲线增长率曲线 增长率 0 t1 t2 时间 K K/2 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 66 出生率或死亡率 时间 t0 t1 t2 出生率 死亡率 K/2 K K 种群数量 时间 t0 t1 t2 K/2 K/2 增长速率 时间 t0 t1 t2 K ②t1之前，种群数量小于K/2值，由于资源和空间相对充裕， 种群增长速率逐渐增大； ①t0 时，种群数量N0，种群增长速率为0； 种群的“S”形增长解读 67 出生率或死亡率 时间 t0 t1 t2 出生率 死亡率 K/2 K K 种群数量 时间 t0 t1 t2 K/2 K/2 增长速率 时间 t0 t1 t2 K ③当种群数量为K/2值时，出生率远大于死亡率， 种群增长速率达到最大值； ④t1～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，种群增长速率逐渐下降； 种群的“S”形增长解读 68 出生率或死亡率 时间 t0 t1 t2 出生率 死亡率 K/2 K K 种群数量 时间 t0 t1 t2 K/2 K/2 增长速率 时间 t0 t1 t2 K ⑤t2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。 种群的“S”形增长解读 69 K/2 增长速率 时间 t0 t1 t2 K 出生率或死亡率 时间 t0 t1 t2 出生率 死亡率 K/2 K K 种群数量 时间 t0 t1 t2 K/2 个体百分比 时间 t0 K 出生率 死亡率 种群数量达到K值时， 种群——增长停止； 种群数量在 K/2值时， 种群——增长最快。 K值的表示方法和K值的变化 70 2.种群的“S”形增长 （7） K值与K/2值在实践中的应用 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？ 场景1 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为在这个水平上种群增长速率最大。 渔业捕捞应在 。 K/2以后 ——“黄金开发点” 71 怎样做才能最有效的灭鼠？ 场景2 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 增大环境阻力→降低K值→防治老鼠 如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。 ①降低环境容纳量; ②在 捕杀。 K/2前 灭鼠时及时控制种群数量，严防达到K/2值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。 ☞防治有害生物的根本措施 （7） K值与K/2值在实践中的应用 72 怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ 场景3 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。 野生大熊猫种群数量锐减的最根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K 值就会变小。 （7） K值与K/2值在实践中的应用 73 K值 减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源 增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物 草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量 K/2值 渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处 K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处 （7） K值与K/2值在实践中的应用 74 二、种群数量的“J”形增长和“S”形增长 S形曲线的开始部分并非J形曲线。J形曲线从始至终都保持指数式增长，其增长率不变而增长速率持续增加。而S形曲线从始至终具有环境阻力，其增长率持续减小，而增长率先增加后减少。所以，绝不能认为S形曲线的开始部分是J形曲线。 下图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系 两种增长曲线的主要差异是: 按自然选择学说，它就是在生存斗争中被淘汰的个体数量。 环境阻力的不同 0 100 200 300 400 1 2 3 4 5 6 7 时间/天 大草履虫数 环境阻力 K值:环境容纳量 J形曲线 S形曲线 环境阻力 76 习题巩固 1.(2024·重庆模拟)r-对策与K-对策是种群 适应环境的两种形式，r-对策生物通常 个体小，寿命短，产生多而小的后代， 且对后代缺乏保护，K-对策生物则与之相反。 如图所示为两种对策生物当年种群密度Nt与下一年种群密度Nt＋1的关系，相关叙述错误的是(　 ) A.蝗虫属于r-对策生物 B.当种群密度小于N1时，K-对策种群将会灭亡 C.该曲线中K-对策种群的数量达到最多时为N2 D.当种群密度为N3时，r-对策种群的年龄结构为衰退型 D 蝗虫个体小，寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护，属于r-对策生物，A正确； 当种群密度小于N1时，K-对策生物数量少且持续减少，种群将会灭亡，B正确； 分析题图可知，N1之前和N2之后K-对策生物数量持续减少，只有N1到N2之间持续增加，故N2为K-对策生物最大种群数量，C正确； 当种群密度为N3时，r-对策的Nt＋1与Nt的比值大于1，种群数量增多，年龄结构为增长型，D错误。 77 2.(多选)(2023·山东高考)某种动物的种群具有 阿利效应，该动物的种群初始密度与种群增长 速率之间的对应关系如图所示。其中种群增长 速率表示单位时间增加的个体数。下列分析正确的是(　 ) A.初始密度介于0～a时，种群数量最终会降为0 B.初始密度介于a～c时，种群出生率大于死亡率 C.将种群保持在初始密度c所对应的种群数量， 有利于持续获得较大的捕获量 D.若自然状态下该动物种群雌雄数量相等， 人为提高雄性占比会使b点左移 习题巩固 AC 初始密度介于0～a时，种群增长速率小于0，因而种群数量最终会降为0，A正确。 初始密度介于a～c时，应分两段来分析：在初始密度小于b时，其死亡率大于出生率，表现为种群数量下降，当初始密度大于b时，其出生率大于死亡率，表现为种群数量上升，B错误。 将种群保持在初始密度c所对应的种群数量，此时种群增长速率最大，有利于持续获得较大的捕获量，C正确。 自然状态下该动物种群雌雄数量相等，从性别比例上看有利于种群数量增长，若人为提高雄性占比，则会导致一定程度上的性别比例失调，不利于种群数量增长，因而会使b点右移，D错误。 78 习题巩固 BCD 3.(多选)(2024·菏泽一模)研究人员 在研究某种捕食者与其猎物关系时， 构建了猎物种群数量与被捕食率、 补充率的关系模型，如图，其中 补充率代表没有被捕食的情况下 猎物增长的比率。下列说法正确的是(　 ) A.猎物净增长说明出生率大于死亡率， 猎物净减少说明出生率小于死亡率 B.若该猎物表示害虫，当数量超过B点时，会导致该虫害的爆发 C.猎物种群数量介于A～B之间时，种群数量会逐渐稳定在A点 D.猎物种群数量超过B点时，种群可能出现K值，且K值为C点 猎物净增长和净减少除了与出生率和死亡率相关，还与迁入率和迁出率有关，A错误； 猎物种群数量超过B点时，补充率大于被捕食率，种群数量会逐渐增大，若该猎物表示害虫，当数量超过B点时，会导致该虫害的爆发，B正确； 物种群数量介于A～B点之间时，被捕食率大于补充率，种群数量会逐渐稳定在A点，C正确； 猎物种群数量超过B点时，补充率大于被捕食率，种群数量会增加，在C点保持稳定，故种群可能出现K值，且K值为C点，D正确。 79 4.某实验小组探究培养液中草履虫的种群数量变化，实验结果统计 如下表： 时间（天） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 数量（只/mL) 36 41 57 129 146 153 168 191 232 225 224 则该培养液中草履虫种群的环境容纳量（K值）是 （ ） A.232 B.225 C.224 D.227 D 习题巩固 80 种群数量的变化及影响因素 三、种群数量变化 1.种群数量的波动 东亚飞蝗种群数量的波动 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。 对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。 在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。 81 2.种群数量的爆发 处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。 东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年 飞蝗大发生的概率最大。故河北蝗区常 出现“先涝后旱，蚂蚱成片”， “大水之后，必闹蝗灾”的情况。 三、种群数量变化 82 3.种群数量的下降 ①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。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。 ②种群的延续需要有一定的个体数量为基础。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。 对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。 人类活动对自然界种群变化的影响越来越大，甚至成为了决定性因素。 三、种群数量变化 83 4.研究意义 （1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2）对有害动物的防治。 （3）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。 三、种群数量变化 84 种群数量的变化及影响因素 四、影响种群数量变化的因素 资源和空间充裕、气候适宜 资源和空间有限 非生物因素 没有天敌和其他竞争物种等 种群密度增大，种内竞争加剧 生物因素 K 种群数量 时间 0 时间 0 种群数量 85 1.非生物因素 四、影响种群数量变化的因素 （1）阳光 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ，即主要取决于林下植物受到的 。 林冠层郁闭度低 林下光照强度高 林下植物种群密度高 林冠层郁闭度高 林下光照强度低 林下植物种群密度低 影响光合作用强度 郁闭度 光照强度 1.非生物因素 （2）温度 温度会影响酶的活性 温度常常通过影响________________________________等影响种群的密度。 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 种子春季萌发 蚊类等昆虫无法越冬 鸟类秋季开始南迁 87 1.非生物因素 （3）水分 细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压 干旱缺水会使许多动植物种群的死亡率升高 蝗虫将卵产在土壤中，含水量在10%～20%时最适合它们产卵和孵化。 气候干旱会使东亚飞蝗呈爆发式增长。 88 1.非生物因素 非生物因素对种群数量变化的影响往往是 的。 例如，春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，_________、_________也是重要因素。 综合性 日照延长 降水增多 89 2.生物因素 四、影响种群数量变化的因素 （1）种群内部的生物因素 随着种群的增长， 会加剧，从而使种群的增长 ，这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。 种内竞争 受到限制 种内竞争源于种群内部个体对有限食物和空间等资源的争夺， 食物和空间等资源越有限、种群密度越大，则种内竞争越 、种群增长率越 。 激烈 小 （1）种群内部的生物因素 遗传变化 生理变化 行为变化 种群中繁殖能力高低是两种基因型，种群密度的较高的情况下，种群内繁殖能力较低的个体较多，在低密度情况下，种群内繁殖能力较高的个体较多。 种群数量上升时，种群内部个体之间的心理“紧张”，加强了对动物神经内分泌的刺激，影响垂体功能， 导致其他激素分泌发生变化。 种群中的个体通常选择一定大小有利地段作为自己的领域，个体为争夺一定的自然资源而产生领域行为，领域行为对种群密度具有明显的调节作用。 91 2.生物因素 四、影响种群数量变化的因素 （2）种群外部的生物因素 森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群数量的变化。 ①种间竞争 （2）种群外部的生物因素 ②寄生 作为宿主的动物被 寄生， 或 引起传染病，也会影响种群的 等特征，进而影响种群的数量变化。 寄生虫 细菌 病毒 出生率和死亡率 菟丝子寄生在大豆 螨虫 93 ③捕食关系 除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的 ，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现出生率 、死亡率 的现象。 捕食对象 降低 升高 （2）种群外部的生物因素 94 ③捕食关系 【资料】生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在 90多年的时间里，对猞猁和雪兔的种群数量做了研究， 结果如下图所示。 95 讨论.猞猁和雪兔种群数量变动哪个是因、哪个是果？ 条件 对于 雪兔 条件 对于猞猁 猞猁种群 出生率 猞猁种群 死亡率 猞猁种群数量 雪兔↑ 食物 充足 上升 下降 上升 雪兔↓ 食物 缺乏 下降 上升 下降 猞猁↑ 捕食压力增大 猞猁↓ 捕食压力减小 雪兔增多 猞猁增多 雪兔减少 猞猁减少 食物 充足 大量吃雪兔 食物 缺乏 少量吃雪兔 如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。 ③捕食关系 96 在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。 循环因果关系 97 四、影响种群数量变化的因素 非生物因素 生物因素 阳光：影响植物的光合作用 温度：影响种子萌发和动物生长发育 水：干旱会导致植物死亡和蝗灾 非生物因素的影响往往具有综合性 种内竞争 种间竞争 寄生 捕食 种内关系 种间关系 影响 种群的数量变化 （1）概念: 一般来说，___________等_________对种群数量的作用 强度与该种群密度是______的。 （2）举例: 同样是缺少食物，种群密度______，该种群受食物短缺 的影响就_____。 1.密度制约因素 食物和天敌 相关 越高 越大 生物因素 2.非密度制约因素 （1）概念: ___________等_________以及____________等 ， 对种群的作用强度与种群密度_______。 （2）举例: 在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度______， 所有个体都会死亡。 气温和干旱 气候因素 地震、火灾 自然灾害 无关 高低 制约因素 99 种群数量的变化及影响因素 五、种群研究的应用 1.濒危生物的保护 调查 了解 预测 采取 种群数量特征 影响因素 生存状态 种群数量变化趋势 保护措施 建立自然保护区，提高环境容纳量。 根本措施 100 2.经济生物的高产 ①研究表明： 中等强度的捕捞（捕捞量控制在 左右）有利于持续获得较大的鱼产量。 K/2 ②渔网网目不应过小，否则会影响来年渔业产量。 ③“休渔期”和“禁渔区”。 渔网网目过小，许多幼鱼被捕捞上来，影响鱼种群的年龄结构，从而影响种群出生率，造成来年鱼的产量。 年份 鱼塘密度/尾 网目大小 五、种群研究的应用 101 3.有害生物防治 （1）鼠害防治 ①采用 和 的方法控制现存害鼠的种群数量。 ②通过减少其获得 的机会降低其环境容纳量， 使鼠害得到有效防治。 化学 物理 食物 五、种群研究的应用 102 （2）对农林害虫的防治 如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌。 化学防治 生物防治 有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。 例如：白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾的寄生性天敌昆虫（寄生在白蛾蛹内），将人工繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间，对美国白蛾等食叶害虫起到了良好的控制作用。 3.有害生物防治 103 习题巩固 1.(2024·长葛模拟)某实验小组探究在 食物充足的条件下，草履虫种群的 数量增长情况，实验结果如图所示。 下列说法正确的是(　 ) A.AB段草履虫种群增长缓慢的原因是死亡的个体数量较多 B.BC段草履虫种群增长速率逐渐减慢可能与代谢产物的积累有关 C.CD段草履虫种群数量增长曲线为理想状态下的“J”形增长 D.食物对草履虫种群数量增长的限制属于非密度制约因素 B 根据图示可知，AB段种群数量增长缓慢，原因是该阶段草履虫的个体数目少，出生的个体数目也较少，A错误； BC段草履虫增长速率逐渐减慢可能与代谢产物的积累有关，B正确； CD段可能受某种条件影响，种群数量增加，但是“J”形增长需在食物、空间等多种条件均理想时才可形成，故其种群数量不一定呈“J”形增长，C错误； 食物因素属于密度制约因素，D错误。 104 习题巩固 A 2.(2023·辽宁高考)在布氏田鼠种群数量爆发年份，种内竞争加剧，导致出生率下降、个体免疫力减弱，翌年种群数量大幅度减少；在种群数量低的年份，情况完全相反。下列叙述错误的是(　 ) A.布氏田鼠种群数量达到K/2时，种内竞争强度最小 B.布氏田鼠种群数量低的年份，环境容纳量可能不变 C.布氏田鼠种群数量爆发年份，天敌捕食成功的概率提高 D.布氏田鼠种群密度对种群数量变化起负反馈调节作用 布氏田鼠种群数量达到K/2时，种群增长速率最大，此时种内竞争强度不是最小，A错误。 环境容纳量主要受环境因素的影响，布氏田鼠种群数量低的年份，环境容纳量可能不变，B正确。 布氏田鼠种群数量爆发年份，由于布氏田鼠的数量增加，其天敌捕食成功的概率将会提高，C正确。 由题干信息可知，布氏田鼠种群密度对种群数量变化起负反馈调节作用，D正确。 105 习题巩固 C 3.下列有关密度制约因素和非密度制约因素的说法， 错误的是(　 ) A.禽流感病毒引起某种鸟类大量死亡， 属于影响种群数量的密度制约因素 B.使用杀虫剂使种群数量大幅下降属于非密度制约因素 C.“S”形增长的种群，在增长过程中受密度制约因素影响逐渐变小 D.生物种群数量的不规则波动往往与非密度制约因素有关 禽流感病毒对鸟类种群数量的影响程度与鸟类的密度密切相关，因而属于影响鸟类数量的密度制约因素，A正确； 由于杀虫剂的喷洒是均匀喷洒的，其影响程度与种群密度关系不大，属于非密度制约因素，B正确； “S”形增长的种群，在增长过程中随着种群密度的增加，受到空间和资源的限制越来越大，因此随着种群数量的增加，受密度制约因素影响逐渐变大，C错误； 非密度制约因素一般是随机发生的，其往往造成种群数量的不规则波动，D正确。 106 4.(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( 　 ) 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 习题巩固 A 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； 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。 107 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 03 108 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 一、实验目的 探究培养液中酵母菌种群数量的变化并总结影响种群数量变化的因素。 二、实验原理 酵母菌是单细胞 生物，进行出芽生殖和有性生殖，属于 呼吸型生物，生长周期短，增殖速度快，可以用含糖的 培养基来培养，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。其中，养分、氧气、温度和代谢废物等是影响种群数量持续增长的限制因素。 真核 兼性 液体 培养液 109 三、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？ 四、作出假设 培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长； 随着时间的推移， 酵母菌数量呈“ ”形增长。 S 五、实验设计 1.变量分析：自变量： ；因变量： ； 无关变量 等。 时间 酵母菌数量 培养液的体积 酵母菌数量 时间 0 2.材料用具 酵母菌菌种、无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液或肉汤培养液、无菌水、试管、血球计数板、滴管、显微镜等。 110 六、设计思路 以时间为自变量，以酵母菌种群数量为因变量。对培养液中的酵母菌数量进行定时检测并记录。 将试管放在28℃的恒温箱中培养7天 培养 将酵母菌接种到支试管中 接种 每天取样计数酵母菌的数量，连续观察7天并记录这7天的数值。 计数 将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中 准备 111 七、实验关键 怎样进行酵母菌的计数？ 计数工具——血球计数板 抽样检测法 血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法（抽样检测法），一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。 血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法（抽样检测法），一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。 112 计数板正面 方格网 计数室 计数板侧面 每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数区。 每个计数区分为9个大方格。 血球计数板 113 9个大方格 规格一：25×16型 25个中方格 每个中方格有16个小方格 共有400个小方格 A1 A2 A3 A4 A5 血球计数板 114 25×16型 A1 A2 A3 A4 A5 1mm 1个计数室的面积为1mm2 ，1个计数室内有400个小方格。每个小方格的面积是1/400mm2 ① 1/400mm2的含义 ② 0.10mm的含义 计数室的深度为0.1mm 计数板侧面 每个计数室（大方格）共有400小格，总容积为0.1mm3。 血球计数板 115 A1 A2 A3 A4 A5 1mL=103mm3 计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。 1mL培养液中细胞个数： X 1mL = 0.1mm3(10-4mL) 小方格中细胞数量的平均值×400 X=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数 血球计数板 116 规格二：16×25型 A1 A2 A4 A3 计四角的4个中方格，共100个小方格中的酵母菌数量，记为a 酵母菌细胞个数/ml= (a/100) × 400 × 104 ×稀释倍数 A1 A2 A3 A4 A5 规格一：25×16型 计四角和正中间的5个中方格，共80个小方格中的酵母菌数量，记为a 酵母菌细胞个数/ml= (a/80) × 400 × 104 ×稀释倍数 血球计数板 117 八、实验步骤 酵母菌培养 液体培养基，无菌条件 取样 取样时，要振荡培养基， 目的是使酵母菌均匀分布于培养基中 将含有酵母菌的培养液滴在盖有载玻片的血细胞计数板上，在显微镜下观察和计数，测定1 mL 培养液中的酵母菌个数。 观察并计数 118 九、显微镜计数操作步骤 将盖玻片放在计数室上 用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数室内 静置数分钟，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在在载物台中央，计数一个小方格内酵母菌数量 盖片 加酵母菌培养液 镜检计数 若先加菌液再覆盖血盖片，则容易因为菌液加入过多，而导致血盖片未与血球计数板支持柱接触，血盖片浮于菌液上方而导致最后计数偏大，同时会因为有气泡产生而导致计数偏小 119 十、实验注意事项及误差分析 1.先将盖玻片放在计数室上，再用移液器或吸管将培养液滴在 盖玻片边缘，让培养液自行渗入的目的是？ 避免因菌液过多顶起盖玻片而使计数室体积改变， 另外，也可防止气泡产生。 2.待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数。 如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部，要么能看清酵母菌但看不清格线，要么能看清格线但看不清酵母菌。 3.从试管中吸出培养液进行计数前要振荡试管生物目的是？ 使培养液中酵母菌分布均匀。 120 6.每个样品应计数三次，取平均值有什么好处？ 只计数相邻两边(计上不计下、计左不计右)及其夹角上的个体。 可先对样品进行适当稀释后，再重新制片，观察计数。 减少误差，使实验数据更加准确。 4.对于压在小方格边线上的酵母菌应该如何计数？ 5.若一个小方格中酵母菌数量过多，难以观察清楚应该如何处理？ 十、实验注意事项及误差分析 121 7.本探究需要设置对照吗?如果需要，请讨论对照组应怎样设计和操作； 如果不需要，请说明理由。 不需要，本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数值即可。 本实验在连续培养并定时计数过程中形成自身对照。 8.本探究需要做重复实验吗? 需要。对每个样品取样3次，求平均值。 十、实验注意事项及误差分析 122 十一、实验结果 第 1 天 第 3 天 第 6 天 第 7 天 怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？ 死亡细胞多集结成团， 可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色）。 123 连续观察7天，记录每天的数值。记录结果可设计成下面的记录表： 时间次数 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 平均 重复组 十一、实验结果 124 十一、实验结果 0 1 2 3 4 5 6 7 时间/天 种群数量 数学模型 出生率>死亡率 出生率≈死亡率 出生率<死亡率 ①营养物质消耗殆尽 ②有害代谢产物积累 ③pH改变 酵母菌数量为何会下降？ 在适宜条件下 ，酵母菌种群呈“S” 形增长； 种群的增长速率是: 先增加后减少，在K/2时增长速率最大。 十二、实验结论 125 习题巩固 1.某同学在探究“培养液中 酵母菌种群数量的变化”的 实验中，可能观察到的 细胞分散情况如图2所示。下列有关推断正确的是(　 ) A.该血细胞计数板上有2个计数室，计数室的高度为1 mm B.若实验中多次出现图2中c的现象， 可能是由于样液未充分摇匀或稀释倍数不够所致 C.若计数板1个大方格中有16个中方格，4个中方格中酵母菌总数 为55个，则10 mL培养液中酵母菌的数量为2.2×106个 D.本实验不需要设置对照实验，也不需要统计芽体(新个体)的数量 B 血细胞计数板上有2个计数室，计数室的高度为0.1 mm，A错误； 若实验中多次出现图2中c的现象，即细胞重叠，说明样液未充分摇匀或稀释倍数不够，B正确； 若计数板1个大方格中有16个中方格，4个中方格中酵母菌总数为55个，则10 mL培养液中酵母菌的数量约为55×(16÷4)×10 000×10＝2.2×107(个)，C错误； 本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照，酵母菌产生的芽体是新个体，所以统计菌体数量时，需要统计酵母菌芽体的数量，D错误。 126 习题巩固 C 2.(2024·黄冈二模)在“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，其中某次样品稀释10倍后，在25×16型血细胞计数板上计数5个中方格酵母菌总数为250个，下列叙述错误的是(　 ) A.利用计算公式可估算出培养液中酵母菌种群密度约为1.25×108个/mL B.先盖盖玻片，盖玻片一侧滴加少量样液，让样液渗入计数室时， 不能用吸水纸吸引 C.营养条件和温度等是影响培养液中酵母菌种群数量变化的非密度制约因素 D.连续观察7天，每天在相同时间取样计数并记录数据， 在时间上形成前后对照 25×16型的血细胞计数板计算公式：酵母细胞个数/1 mL＝1个中方格中酵母菌数×25×10 000×稀释倍数，因此该培养液中酵母菌种群密度＝250/5×25×10 000×10＝1.25×108(个/mL)，A正确； 先盖盖玻片，盖玻片一侧滴加少量样液，让样液自行渗入计数室，待菌体全部沉降到计数室底部再进行计数，该过程不能用吸水纸吸引，多余的培养液可用滤纸吸去，B正确； 温度是影响酵母菌种群数量变化的非密度制约因素，营养条件是制约其数量变化的密度制约因素，C错误； 连续观察7天，每天在相同时间取样计数并记录数据，确保两次计数之间的时间间隔相同，这7天的数据在时间上形成前后对照，D正确。 127 网络构建 THANKS 作业 完成小本，明天收 129 $$