第1章 第1节 第2课时 种群数量变化的数学模型-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第二册教师用书（苏教版2019）

第2课时　种群数量变化的数学模型 [学习目标]　1.了解数学模型，分析种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。2.说明制约种群数量变化的因素。3.探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化，尝试建构种群数量增长的数学模型。 一、种群数量的增长、变化曲线及其应用 1．种群数量的研究方法 建立数学模型是生物学研究中运用的重要方法。 2．建立生物种群数量动态变化的数学模型的目的 阐明自然种群动态变化的规律及其调节机制。 3．种群数量增长模型 (1)“J”型增长模型 ①理想条件：食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌等。 ②影响种群数量变化的主要因素：出生率、死亡率和种群的起始个体数量等。 ③t年后种群数量可用数学模型表示为：Nt＝N0λt，其中N0表示某种群的起始数量，t表示时间，λ表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数。 ④曲线：以时间为横坐标、种群数量为纵坐标，将种群数量的连续增长在坐标图中表示出来，将形成种群数量增长的“J”型曲线(如图所示)。 ⑤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。 (2)“S”型增长模型 ①条件：自然状态下种群密度增大、环境资源缺乏、代谢产物积累、捕食者数量增加等。 ②曲线(如图所示) Ⅰ.a点之前是生物对环境的适应期，此时期种群数量增长较慢的原因是个体数量少，因此增长速率很小。 Ⅱ.ab段是快速增长期，种群数量快速增长，此时食物、空间相对充裕，天敌数量少。 Ⅲ.bc段：随着种群数量的增加，由于受环境条件和自身因素的限制，种群内个体可利用的生存空间变小、资源减少，结果是种群的出生率会降低，死亡率会增加。当出生率与死亡率相等时，种群数量就会停止增长，种群数量达到最大值。 ③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，即K值。 ④应用 Ⅰ.若要消灭老鼠，应增大环境阻力，降低K值(或环境容纳量)。 Ⅱ.若要保护濒危动植物，应提高K值(或环境容纳量)，降低环境阻力。 Ⅲ.若要防治害虫，应该在a点之前采取措施，原因是控制害虫数量务必要及时，严防种群数量达到K/2，此时种群增长速率最大。 Ⅳ.若要从池塘中持续获取鱼类资源，应采取的措施是鱼类捕捞后的种群数量维持在K/2，以保证持续获取高产量。 4．影响种群数量波动的因素 (1)环境因素 ①在自然界中，如气候、食物、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。这种情况最易出现在个体较大、出生率低、生长缓慢、成熟较晚的物种中。 (2)人为干扰：例如，在人类过度捕猎、种群栖息地遭到破坏的不利条件下，某些动物种群数量会长期下降，严重时甚至会导致该物种灭绝。 判断正误 (1)“J”型曲线只有在理想条件下才能出现，自然界一般不会存在(　　) (2)“J”型增长的数学模型Nt＝N0λt中，λ为一定值，表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数(　　) (3)种群数量达到K值以后，种群受食物、空间等因素的限制，增长速率为零，种群数量不再发生变化(　　) (4)池塘养鱼，若要保持长期稳定和较高的产量，应及时适量地捕捞出成鱼(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 提示　(3)种群数量达到K值以后种群数量在K值上下波动。 任务一：种群数量的变化曲线 1．在“S”型曲线中有一段时期近似于“J”型曲线，这一段是否等同于“J”型曲线？并说明理由。 提示　不等同于“J”型曲线；因为“J”型曲线是在理想条件下的种群增长趋势，“S”型曲线是在环境资源等有限的条件下种群的增长趋势。 2．同种生物的K值不是(填“是”或“不是”)固定不变的，例如，动物的食物、栖息条件、天敌及其他生存条件均会影响动物种群的环境容纳量。 3．已知增长率和增长速率分别为： 增长率＝(现有个体数－原有个体数)/原有个体数×100%(无单位)； 增长速率＝(现有个体数－原有个体数)/增长时间(有单位，如个/年)。 请根据“J”型增长数学公式，分别构建“J”型增长种群的增长率和增长速率曲线模型。 提示　如图所示 4．请结合“S”型曲线及其斜率变化，研究种群增长速率变化规律，并完成填空。 (1)种群数量 (2)根据以上分析尝试构建种群数量“S”型增长的增长速率的曲线。 提示　如图所示，先增大，后减小。 1．种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较 项目 “J”型曲线 “S”型曲线 前提条件 理想状态：①食物、空间等资源充足；②气候适宜；③不受天敌、病原体等其他生物因素制约 自然状态：①食物、空间等资源有限；②受其他生物因素、非生物因素制约 种群数量 增长模型 种群增长率 种群增 长速率 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 2.有害生物的防治 务必及时控制种群数量，严防其增至K/2处，如蝗虫的防控。若种群数量增至K/2处，可导致该有害生物成灾，如蝗灾。 1．如图甲、乙分别表示某种群数量的增长曲线和种群增长速率曲线。下列相关叙述错误的是(　　) A．图甲中c点种群增长速率对应图乙中的f点，ad段可看成是“J”型增长 B．当种群增长速率对应图乙中的g点时，该种群数量可达到最大值 C．渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在c点 D．根据“J”型增长数学模型Nt＝N0λt，推知种群呈“J”型增长时其增长速率不能用图乙表示 答案　A 解析　图甲中c点种群增长速率最大，对应图乙中的f点，但ad段已有个体被环境淘汰，所以不能看成是“J”型增长，A错误；当种群增长速率对应图乙中的g点时，表示种群增长速率为0，此时种群数量可达到最大值，B正确；渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在c点(K/2)，从而使种群数量能得到快速恢复，C正确；种群数量呈“J”型增长时，其增长速率不断增大，所以不能用图乙表示，D正确。 2．科学家对某种群的数量进行了连续13年的研究，计算出其λ值(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)，如图为该种群13年来λ值的变化曲线。下列分析正确的是(　　) A．前4年间，该种群数量相对稳定，年龄结构为稳定型 B．第4年到第5年间，该种群数量不断下降 C．第5年到第9年间，该种群数量在K值附近保持相对稳定 D．从第11年开始，可能由于生存条件得到改善，该种群数量不断上升 答案　C 解析　分析题图可知，前4年间，λ>1，该种群数量在不断增加，年龄结构为增长型，A错误；第4年到第5年间，λ减小，但仍大于1，故该种群数量在不断增加，B错误；第1年到第5年间，λ>1，该种群数量不断增加，第5年到第9年间，λ＝1，该种群数量在K值附近保持相对稳定，C正确；第11年到第12年间，λ<1，该种群数量下降，第12年后，λ>1，该种群数量上升，D错误。 二、探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化 1．材料选择：酵母菌繁殖速度快、个体小，作为研究种群数量变化的材料，容易建立具有代表意义的数学模型。 2．实验原理 (1)可用液体培养基(培养液)培养酵母菌，培养基中种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。 (3)可采用血球计数板计数的方法，进行显微镜计数。 3．提出问题：培养液中酵母菌种群的数量增长曲线是“S”型曲线吗？ 4．作出假设：培养液中的酵母菌种群的数量在开始一段时间营养充足，种群数量快速增长，随着时间推移，由于营养物质的减少、代谢产物的积累、pH的改变，酵母菌种群的数量呈“S”型增长。 5．探究步骤 (1)用天平称量0.1 g活性干酵母，放入盛有500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，将锥形瓶置于适宜的条件下(如室温25 ℃)培养1天，记录初始种群数量。 (2)定时取样和计数：在此后连续6天的培养中，每天定时取样，在显微镜下用血球计数板计数。操作时，先将盖玻片盖在计数板上，用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，多余的培养液用滤纸吸去；片刻后，待酵母菌沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，运用样方法计数小方格内的酵母菌数量。 (3)以时间为横坐标，以1 mL培养液中的酵母菌种群数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化的规律。 6．实验结果 (1)酵母菌增长曲线图(如图1)及转化后的增长速率曲线图(如图2) (2)分析 ①酵母菌增长曲线的总趋势是先增加后减少。 ②原因是在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增。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，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 判断正误 (1)可用样方法计数小方格内的酵母菌数量(　　) (2)应先向计数室滴加样液，再盖盖玻片(　　) (3)待酵母菌全部沉降到计数室底部再开始计数(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 提示　(2)计数时，先将盖玻片盖在计数板上，再用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入。 任务二：如何利用血球计数板对酵母菌进行计数 1．探究本实验需要设置对照实验吗？需要重复实验吗？为什么？ 提示　酵母菌在不同时间内的数量可以相互对比，不需要另设对照实验，但需要做重复实验，以保证计数的准确性。 2．从试管中吸出培养液前，为什么需要将试管轻轻振荡几次？ 提示　为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证计数的准确性。 3．盖盖玻片和滴加培养液哪个步骤在前？ 提示　先盖盖玻片，再滴加培养液于盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，用滤纸吸去多余的培养液。 4．滴加培养液后要稍等片刻，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，通过显微镜观察时，可能出现的现象是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。 5．一个小方格中的酵母菌数量过多，难以数清，采取的措施是什么？ 提示　稀释一定的倍数(如10倍)后重新计数。 6．对于压在计数方格线上的酵母菌，计数时应只计数任意相邻两边界线及其夹角上的酵母菌。 7．计数室有两种规格：一种是16×25型，即计数室共分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格；另一种是25×16型，即计数室先被分成25个中方格，每个中方格又分为16个小方格。 (1)一个大方格(即一个计数室)的体积是多少？ 提示　0.1 mm3。 (2)使用16×25规格的计数室时计数4个中方格中的细胞数，即100个小方格中的细胞数。 (3)设每个中方格中的酵母菌数分别是：A1、A2、A3、A4，稀释倍数为B，则1 mL悬液中酵母菌数是多少？ 提示　(A1＋A2＋A3＋A4)/100×400×104×B。 　单细胞的计数方法——血球计数板计数法 (1)血球计数板 血球计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。它由四条下凹的槽构成三个平台。中间的平台较宽，它的中间被一个短横槽隔为两半，每个半边上刻有一个方格网(如图A)。每个方格网上有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室底部，供计数用。这个大方格长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。 计数室通常有两种规格，一种是大方格分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格；另一种是大方格分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格。这两种规格的计数室，每个大方格都由400个小方格组成。 (2)计数规则(以计数酵母菌为例) ①如图B所示，25中方格×16小方格的计数板，需要对四个顶角及中央共5个中方格中的酵母菌进行计数；如图C所示，16中方格×25小方格的计数板，则只需对四个顶角中方格中的酵母菌进行计数。随后估算出每个小方格中的酵母菌数。 ②对于压在计数方格边线上的酵母菌，只计数任意相邻两边(记上不记下、记左不记右)及其夹角上的个体。 ③若一个小方格中的酵母菌数量过多，可先对样品进行适当稀释，再重新制片，观察计数。 3．(多选)探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化的实验，常利用血球计数板进行计数。下列叙述正确的是(　　) A．该方法计数结果往往比实际值偏大 B．血球计数板小室中的酵母菌呈“J”型增长 C．使用血球计数板时，先滴培养液，后盖盖玻片 D．若视野中酵母菌密度过大，可稀释后再进行计数 答案　AD 解析　该方法计数结果往往比实际值偏大，因为死的酵母菌也会被计数，A正确；由于空间和营养物质的限制，血球计数板小室中的酵母菌呈“S”型增长，B错误；使用血球计数板时，应先将盖玻片盖在计数板上，再滴培养液，C错误。 4．探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化时，血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具。如图表示一个计数室(1 mm×1 mm×0.1 mm)及显微镜下一个中方格菌体分布情况(培养液未稀释)。下列有关叙述错误的是(　　) A．培养液中的酵母菌主要进行有氧呼吸和出芽生殖 B．每天定时取样前要摇匀培养液 C．每次选取计数室四个角和中央的五个中方格计数，目的是重复实验以减小误差 D．若五个中方格酵母菌平均数如图乙所示，则估算1 mL培养液中酵母菌数共有6×106个 答案　C 解析　每天计数酵母菌数量的时间要固定，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，B正确；每次选取计数室四个角和中央的五个中方格计数，目的是取样计数并求平均值，以减小误差，C错误；对酵母菌进行计数时，计数原则为“计上不计下，计左不计右”，因此计数相邻两边及夹角上的个体，据图计数的中方格酵母菌平均数为24个，则1 mL培养液中酵母菌的总数为24÷16×400×104＝6×106(个)，D正确。 课时对点练　[分值：100分] 第1～4题，每题5分；第5～12题，每题6分，共68分。 题组一　种群数量的增长、变化曲线 1．下列关于种群“J”型增长的叙述，错误的是(　　) A．t年后种群数量可用数学模型表示为Nt＝N0λt B．条件是食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌等 C．“J”型增长曲线中λ大于1 D．增长速率是固定的 答案　D 2．下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述，错误的是(　　) A．自然界种群增长通常呈“S”型曲线 B．K值表示环境容纳量 C．种群增长受自身密度的影响 D．种群增长速率逐步降低 答案　D 3．种群在理想和自然条件下分别表现出“J”型和“S”型增长模型。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是(　　) A．在种群“J”型增长模型(Nt＝N0λt)中，λ表示该种群的增长速率 B．在自然条件下，种群的环境容纳量(即K值)是固定不变的 C．在鱼类养殖中，在接近K值时进行捕捞有利于该种群的可持续发展 D．在“S”型曲线中，种群密度不同时，可能具有相同的种群增长速率 答案　D 解析　在Nt＝N0λt中，λ表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数，并不表示该种群的增长速率，A错误；种群的K值受环境因素影响，在优越环境中，K值将增大，B错误；在鱼类养殖中，使捕捞后的剩余量接近K/2时，种群的增长速率最大，有利于该种群的可持续发展，C错误；在“S”型曲线中，种群增长速率先快后慢，最后趋于0，故处于不同的种群密度下可能具有相同的增长速率，D正确。 4．(2021·广东，6)如图所示为某“S”型增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是(　　) A．a B．b C．c D．d 答案　B 解析　分析题图可知，在b点之前，出生率大于死亡率，种群数量增加；在b点时，出生率等于死亡率，种群数量不再增加，表示该种群数量已达到环境容纳量(K值)，B符合题意。 5.图中曲线1、2分别表示不同环境下某野生动物种群数量变化情况。下列相关叙述错误的是(　　) A．b点和c点时，该动物种群的出生率约等于死亡率 B．a点时种群的年龄结构为增长型，ab段种内斗争逐渐加剧 C．图中阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体数目 D．曲线2表示该种群的环境容纳量为K1，种群数量达到K1后将不再变化 答案　D 解析　b点和c点时，曲线的斜率为0，表示该动物种群的出生率约等于死亡率，A正确；a点后种群数量继续增加，说明a点种群的年龄结构为增长型，ab段种群数量逐渐增加，种内斗争逐渐加剧，B正确；曲线1是“J”型增长曲线，无生存斗争，曲线2是“S”型增长曲线，有生存斗争，因此，阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体数目，C正确；曲线2中K1是种群达到的最大数量，但该值不能维持稳定，所以不是种群的环境容纳量，D错误。 题组二　探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化 6．(2020·江苏，10)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，用血细胞计数板计数 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 答案　B 解析　将酵母菌接种到培养液中，摇匀后，应进行第一次计数，A正确；上清液中酵母菌数量少，取上清液计数误差大，因此计数时要先将培养液摇匀，B错误；为保证变量唯一，排除无关变量的影响，每天要在同一时间取样计数，C正确；酵母菌增殖需要营养，所以营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一，D正确。 7．将10 mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如表所示。据表分析，下列说法错误的是(　　) 样品 1 2 3 4 酵母菌数量/(个/mm3) 1 210 820 1 210 1 000 pH 4.8 5.4 3.7 5.0 A.培养过程中酵母菌始终是出生率>死亡率 B．样品的取样先后次序为2、4、1、3 C．对酵母菌而言，10 mL该培养液的环境容纳量可能为1.21×107个 D．若进行第5次均匀取样，10 mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21×107个 答案　A 8．在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验中，图1是一块规格为1 mm× 1 mm×0.1 mm的血球计数板正面示意图，图2是计数室某一个方格中的酵母菌分布示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A．该血球计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1 mm B．制片时，先用滴管滴加样液，再将盖玻片放在计数板上 C．该方格中酵母菌的数量应计为9个 D．实验中被台盼蓝溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞 答案　D 解析　血球计数板盖玻片下液体的深度为0.1 mm，A错误；制片时，先将盖玻片盖在计数板上，再用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，B错误；由图2可知，该方格中酵母菌的数量应计为7个，只计数方格内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌，C错误；由于活细胞的细胞质膜具有选择透过性，实验中被台盼蓝溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞，D正确。 9．20世纪30年代，环颈雉被引入某地的一个岛屿后，初期其种群数量的增长如图实线所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．可用标志重捕法调查环颈雉的种群密度 B．出现实线形状的原因可能是环颈雉越冬时死亡率上升 C．环颈雉种群数量的增长曲线近似“J”型(Nt＝N0λt)，其中λ>1 D．环颈雉的增长率曲线也为“J”型 答案　D 解析　环颈雉属于移动能力强、活动范围广的动物，调查其种群密度可采用标志重捕法，A正确；环颈雉的增长曲线近似“J”型，故其增长率近似不变，D错误。 10．(多选)图1、图2为种群数量变化的相关曲线，图2中种群增长速率表示单位时间内种群数量的增加量。下列相关叙述正确的是(　　) A．若食物充足，则种群数量的增长曲线一定为图1中的曲线Ⅰ B．若图1中的曲线Ⅱ变为曲线Ⅲ，则说明种群的生存环境变得恶劣 C．由于存在天敌、生活空间和资源有限等，图2中BC段种群数量下降 D．图2可表示密闭恒定容器的培养液中开始一段时间内酵母菌种群增长速率的变化 答案　BD 解析　图1中曲线Ⅰ为种群的“J”型增长，“J”型增长是种群在食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌等理想条件下的增长形式，A错误；图1中曲线Ⅱ的K值比曲线Ⅲ的大，若曲线Ⅱ变为曲线Ⅲ，则K值变小，说明种群的生存环境变得恶劣，B正确；图2中B点种群增长速率达到最大值后，种群增长速率开始减小但种群增长速率仍大于0，种群数量仍在增加，C错误；开始培养的一段时间内，酵母菌的种群数量可呈“S”型增长，故图2可表示密闭恒定容器的培养液中开始一段时间内酵母菌种群增长速率的变化，D正确。 11．(多选)鲢鱼是滤食性鱼类，是我国主要的淡水养殖鱼类之一。在一个鲢鱼养殖的池塘，采取一定措施提高鲢鱼的环境容纳量(K值)可获得更好的经济效益。下列相关措施可提高鲢鱼K值的是(　　) A．增加鲢鱼苗的投放量 B．科学合理投放鱼饲料 C．与食性相似鱼混合放养 D．对水体进行增氧等管理 答案　BD 解析　增加鲢鱼苗的投放量没有改变环境条件，所以不能提高K值，A不符合题意；科学合理投放鱼饲料，相当于增加了鲢鱼的食物来源，同时保证了其适宜的生存环境，可以提高K值，B符合题意；与食性相似鱼混合放养会加大鲢鱼与这些鱼的竞争，降低其环境容纳量(K值)，C不符合题意；对水体进行增氧等管理可以改善鲢鱼生存的环境，提高K值，D符合题意。 12．(多选)(2023·山东，19)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 答案　AC 解析　初始密度介于0～a时，即种群密度小于种群生长的最适密度，对种群的生长起到抑制作用，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：在种群密度介于a～b时，其死亡率大于出生率；当种群密度介于b～c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，同时在种群密度高于c时进行捕获并使捕获后的种群密度保留在c，有利于持续获得较大的捕获量，C正确。自然状态下该物种雌雄数量相等，从性别比例上看最有利于种群繁殖，此时人为提高雄性比例，会造成一定程度上的性别比例失调，不利于种群密度增长，使种群增长速率减小，即此时b点右移，D错误。 13．(14分)图甲是种群在不同环境条件下的增长曲线，图乙是研究人员对某草场进行生态学调查后绘制的某昆虫种群λ值的变化曲线(未发生迁入和迁出)。请分析回答相关问题： (1)图甲中A曲线表示的种群生活在_______________________________________的环境中。 (2)图甲中B曲线呈“________”型，阴影部分表示____________________的个体数量。 (3)图乙中该昆虫在0～5年间，种群数量呈现图甲中________(填“A”或“B”)型曲线增长，可推测该昆虫种群的年龄结构类型是________。 (4)该昆虫种群数量在第15年时________(填“是”或“不是”)最小值，在第20～25年间种群数量________(填“增多”“不变”或“减少”)。 答案　(1)食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌(或理想条件下)　(2)S　在生存斗争中被淘汰　(3)A　增长型　(4)不是　不变 解析　(1)题图甲中A曲线表示种群的数量呈“J”型增长，由此可推知，该种群生活在食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌的理想环境中。(3)图乙中该昆虫在0～5年间，种群λ>1且保持不变，可推知该种群数量在此期间呈“J”型增长，即图甲中的A型曲线。由此可推测，该昆虫种群的年龄结构类型是增长型。(4)图乙中在10～20年间，λ值都小于1，表示该昆虫种群数量一直在减少，所以该昆虫在第15年时的种群数量不是最小值；在第20～25年间，λ值都等于1，表示该昆虫的种群数量基本保持不变。 14．(18分)某兴趣小组在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”的实验中，用一定量培养液在适宜条件下培养酵母菌。一段时间后，分析得出种群增长速率随时间的变化如图1所示。 (1)如表是该实验中的一些操作步骤，请将表格填写完整： 实验步骤 方法要点与目的 初始培养 用天平称量0.1 g活性干酵母，放入盛有500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，将锥形瓶置于摇床上培养24 h。该过程中摇床的作用是①_____________________________________________________ 取样与染色 配制台盼蓝染液，取稀释后的酵母菌培养液0.1 mL与染液按体积比1∶1混合均匀 观察与计数 在计数室上方加盖盖玻片，滴管吸取培养液滴在盖玻片的边缘，多余的培养液用滤纸吸去，待②__________________再计数，以减小实验误差 连续培养与计数 连续培养若干天，每天③____________取样并计数，目的是保持无关变量相同，减小实验误差 结果统计与分析 将所得数据绘制曲线，分析种群数量变化规律 (2)图1中种群数量达到最大的时间点是______，ac段种群数量变化接近“______”型增长。df段种群增长速率为负值，即种群数量下降，原因是培养液中代谢废物积累或_____________。ef段种群数量变化的λ值________(填“大于1”“小于1”或“等于1”)。 (3)本实验没有另设对照实验，原因是___________________________。某次计数前将酵母菌培养液稀释1 000倍，按题表步骤取样与染色，用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)进行计数，观察到一个中方格内的菌体颜色和数量如图2所示。若图示中方格内酵母菌数量代表所有中方格酵母菌数量的平均值，则培养液中酵母菌的种群密度为_________个·mL－1。 答案　(1)①使酵母菌与营养物质充分接触，增加溶氧量　②酵母菌沉降到计数室底部　③固定时间(定时)　(2)c　S　营养物质减少(或pH改变或溶氧量减少)　小于1　(3)该实验在时间上形成前后自身对照　4.5×109 解析　(3)图中一个中方格(16个小方格)中的酵母菌数总共有12个，其中3个被台盼蓝染色，说明为死细胞，则可计数酵母菌为9个，稀释后的酵母菌培养液与染液等体积混合染色，相当于稀释两倍，培养液中的酵母菌数＝每个小方格中的平均酵母菌数×400×稀释倍数×10 000，则该1 mL样品中酵母菌数约为9÷16×400×2 000×10 000＝4.5×109(个·mL－1)。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 种群 <<< 第2课时 种群数量变化的数学模型 学习目标 1.了解数学模型，分析种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。 2.说明制约种群数量变化的因素。 3.探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化，尝试建构种群数量增长的数学模型。 内容索引 一、种群数量的增长、变化曲线及其应用 课时对点练 二、探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化 种群数量的增长、变化曲线及其应用 一 4 梳理　教材新知 1.种群数量的研究方法 建立 模型是生物学研究中运用的重要方法。 2.建立生物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 。 3.种群数量增长模型 (1)“J”型增长模型 ①理想条件：食物充裕、 、气候适宜且 等。 ②影响种群数量变化的主要因素： 、 和种群的起始个体数量等。 数学 动态变化 调节机制 空间充足 没有天敌 出生率 死亡率 ③t年后种群数量可用数学模型表示为： ，其中 表示某种群的起始数量，t表示时间， 表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数。 ④曲线：以时间为横坐标、种群数量为纵坐标，将种群数量的连续增长在坐标图中表示出来，将形成种群数量增长的“J”型曲线(如图所示)。 ⑤在绝大多数情况下，种群数量的“J”型增长都是 ，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。 Nt＝N0λt N0 暂时的 λ (2)“S”型增长模型 ①条件：自然状态下种群密度 、环境资源缺乏、代谢产物 、捕食者数量_____等。 ②曲线(如图所示) Ⅰ.a点之前是生物对环境的适应期，此时期种群数量增长较 慢的原因是 。 Ⅱ.ab段是快速增长期，种群数量快速增长，此时 、空间相对充裕， 数量少。 Ⅲ.bc段：随着种群数量的增加，由于受环境条件和自身因素的限制，种群内个体可利用的 变小、 减少，结果是种群的 会降低， 会增加。当出生率与死亡率相等时，种群数量就会停止增长，种群数量达到最大值。 增大 积累 增加 个体数量少，因此增长速率很小 食物 天敌 生存空间 资源 出生率 死亡率 ③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 ，即 值。 ④应用 Ⅰ.若要消灭老鼠，应增大环境阻力，降低 。 Ⅱ.若要保护濒危动植物，应提高 ，降低环境阻力。 Ⅲ.若要防治害虫，应该在 点之前采取措施，原因是控制害虫数量务必要及时，严防种群数量达到 ，此时种群增长速率最大。 Ⅳ.若要从池塘中持续获取鱼类资源，应采取的措施是鱼类捕捞后的种群数量维持在 ，以保证持续获取高产量。 最大数量 K K值(或环境容纳量) K值(或环境容纳量) a K/2 K/2 4.影响种群数量波动的因素 (1)环境因素 ①在自然界中，如 、 、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。这种情况最易出现在个体较大、出生率低、生长缓慢、成熟较晚的物种中。 (2) ：例如，在人类 、种群栖息地遭到破坏的不利条件下，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 人为干扰 过度捕猎 长期下降 (1)“J”型曲线只有在理想条件下才能出现，自然界一般不会存在(　　) (2)“J”型增长的数学模型Nt＝N0λt中，λ为一定值，表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数(　　) (3)种群数量达到K值以后，种群受食物、空间等因素的限制，增长速率为零，种群数量不再发生变化(　　) × 提示　种群数量达到K值以后种群数量在K值上下波动。 √ √ (4)池塘养鱼，若要保持长期稳定和较高的产量，应及时适量地捕捞出成鱼(　　) √ 判断正误 10 任务一：种群数量的变化曲线 1.在“S”型曲线中有一段时期近似于“J”型曲线，这一段是否等同于“J”型曲线？并说明理由。 探究　核心知识 提示　不等同于“J”型曲线；因为“J”型曲线是在理想条件下的种群增长趋势，“S”型曲线是在环境资源等有限的条件下种群的增长趋势。 2.同种生物的K值 (填“是”或“不是”)固定不变的，例如，动物的__________________________________均会影响动物种群的环境容纳量。 不是 食物、栖息条件、天敌及其他生存条件 3.已知增长率和增长速率分别为： 增长率＝(现有个体数－原有个体数)/原有个体数×100%(无单位)； 增长速率＝(现有个体数－原有个体数)/增长时间(有单位，如个/年)。 请根据“J”型增长数学公式，分别构建“J”型增长种群的增长率和增长速率曲线模型。 提示　如图所示 4.请结合“S”型曲线及其斜率变化，研究种群增长速率变化规律，并完成填空。 (1)种群数量 ＝N0，增长速率为___ <K/2，增长速率_________ ＝K/2，增长速率_____ >K/2，增长速率_________ ＝K，增长速率为___ 0 逐渐增大 最大 逐渐减小 0 (2)根据以上分析尝试构建种群数量“S”型增长的增长速率的曲线。 提示　如图所示，先增大，后减小。 核心归纳 1.种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较 项目 “J”型曲线 “S”型曲线 前提条件 理想状态：①食物、空间等资源充足；②气候适宜；③不受天敌、病原体等其他生物因素制约 自然状态：①食物、空间等资源有限；②受其他生物因素、非生物因素制约 种群数量 增长模型     核心归纳 项目 “J”型曲线 “S”型曲线 种群增长率     种群增长速率     核心归纳 项目 “J”型曲线 “S”型曲线 K值 无K值 种群数量在K值上下波动 联系 核心归纳 2.有害生物的防治 务必及时控制种群数量，严防其增至K/2处，如蝗虫的防控。若种群数量增至K/2处，可导致该有害生物成灾，如蝗灾。 1.如图甲、乙分别表示某种群数量的增长曲线和种群增长速率曲线。下列相关叙述错误的是 A.图甲中c点种群增长速率对应图 　乙中的f点，ad段可看成是“J” 　型增长 B.当种群增长速率对应图乙中的g点时，该种群数量可达到最大值 C.渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在c点 D.根据“J”型增长数学模型Nt＝N0λt，推知种群呈“J”型增长时其增长 　速率不能用图乙表示 √ 落实　思维方法 图甲中c点种群增长速率最大，对应图乙中的f点，但ad段已有个体被环境淘汰，所以不能看成是“J”型增长，A错误； 当种群增长速率对应图乙中的g点时，表示种群增长速率为0，此时种群数量可达到最大值，B正确； 渔业捕捞时，应使捕捞后的剩余量维持在c点(K/2)，从而使种群数量能得到快速恢复，C正确； 种群数量呈“J”型增长时，其增长速率不断增大，所以不能用图乙表示，D正确。 2.科学家对某种群的数量进行了连续13年的研究，计算出其λ值(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)，如图为该种群13年来λ值的变化曲线。下列分析正确的是 A.前4年间，该种群数量相对稳定， 　年龄结构为稳定型 B.第4年到第5年间，该种群数量不 　断下降 C.第5年到第9年间，该种群数量在K值附近保持相对稳定 D.从第11年开始，可能由于生存条件得到改善，该种群数量不断上升 √ 分析题图可知，前4年间，λ>1，该种群数量在不断增加，年龄结构为增长型，A错误； 第4年到第5年间，λ减小，但 仍大于1，故该种群数量在不断增加，B错误； 第1年到第5年间，λ>1，该种群数量不断增加，第5年到第9年间，λ＝1，该种群数量在K值附近保持相对稳定，C正确； 第11年到第12年间，λ<1，该种群数量下降，第12年后，λ>1，该种群数量上升，D错误。 探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化 二 23 1.材料选择：酵母菌繁殖速度快、个体小，作为研究种群数量变化的材料，容易建立具有代表意义的数学模型。 2.实验原理 (1)可用液体培养基(培养液)培养酵母菌，培养基中种群的增长受_______ _______、空间、pH、 等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，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。 (3)可采用 计数的方法，进行显微镜计数。 梳理　教材新知 培养液 的成分 温度 J S 血球计数板 3.提出问题：培养液中酵母菌种群的数量增长曲线是“S”型曲线吗？ 4.作出假设：培养液中的酵母菌种群的数量在开始一段时间营养充足，种群数量快速增长，随着时间推移，由于 的减少、 的积累、pH的改变，酵母菌种群的数量呈“ ”型增长。 营养物质 代谢产物 S 5.探究步骤 (1)用天平称量0.1 g活性干酵母，放入盛有500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，将锥形瓶置于适宜的条件下(如室温25 ℃)培养1天，记录 。 (2) ：在此后连续6天的培养中，每天定时取样，在显微镜下用血球计数板计数。操作时，先将 盖在 上，用滴管将培养液滴在 ，让培养液自行渗入 ，多余的培养液用滤纸吸去；片刻后，待酵母菌沉降到 ，将计数板放在载物台的中央，运用 法计数 内的酵母菌数量。 (3)以时间为横坐标，以1 mL培养液中的酵母菌种群数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化的规律。 初始种群数量 定时取样和计数 盖玻片 计数板 盖玻片的边缘 计数室 计数室底部 样方 小方格 6.实验结果 (1)酵母菌增长曲线图(如图1)及转化后的增长速率曲线图(如图2) (2)分析 ①酵母菌增长曲线的总趋势是先 后 。 ②原因是在开始时培养液的 、 、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增。随着酵母菌数量的不断增多， 、pH变化、代谢产物积累等，使生存条件恶化，酵母菌 高于 ，种群数量下降。 增加 减少 营养充足 空间充裕 营养物质消耗 死亡率 出生率 (1)可用样方法计数小方格内的酵母菌数量(　　) (2)应先向计数室滴加样液，再盖盖玻片(　　) √ √ × 提示　计数时，先将盖玻片盖在计数板上，再用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入。 (3)待酵母菌全部沉降到计数室底部再开始计数(　　) 判断正误 29 任务二：如何利用血球计数板对酵母菌进行计数 1.探究本实验需要设置对照实验吗？需要重复实验吗？为什么？ 探究　核心知识 提示　酵母菌在不同时间内的数量可以相互对比，不需要另设对照实验，但需要做重复实验，以保证计数的准确性。 2.从试管中吸出培养液前，为什么需要将试管轻轻振荡几次？ 提示　为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证计数的准确性。 3.盖盖玻片和滴加培养液哪个步骤在前？ 提示　先盖盖玻片，再滴加培养液于盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，用滤纸吸去多余的培养液。 4.滴加培养液后要稍等片刻，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，通过显微镜观察时，可能出现的现象是_______________________________________________________ _____。 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 5.一个小方格中的酵母菌数量过多，难以数清，采取的措施是什么？ 提示　稀释一定的倍数(如10倍)后重新计数。 6.对于压在计数方格线上的酵母菌，计数时应_______________________ __________________。 只计数任意相邻两边界线及其夹角上的酵母菌 7.计数室有两种规格：一种是16×25型，即计数室共分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格；另一种是25×16型，即计数室先被分成25个中方格，每个中方格又分为16个小方格。 (1)一个大方格(即一个计数室)的体积是多少？ 提示　0.1 mm3。 (2)使用16×25规格的计数室时计数 个中方格中的细胞数，即 个小方格中的细胞数。 (3)设每个中方格中的酵母菌数分别是：A1、A2、A3、A4，稀释倍数为B，则1 mL悬液中酵母菌数是多少？ 4 100 提示　(A1＋A2＋A3＋A4)/100×400×104×B。 单细胞的计数方法——血球计数板计数法 核心归纳 (1)血球计数板 血球计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。它由四条下凹的槽构成三个平台。中间的平台较宽，它的中间被一个短横槽隔为两半，每个半边上刻有一个方格网(如图A)。每个方格网上有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室底部，供计数用。这个大方格长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。 核心归纳 计数室通常有两种规格，一种是大方格分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格；另一种是大方格分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格。这两种规格的计数室，每个大方格都由400个小方格组成。 核心归纳 (2)计数规则(以计数酵母菌为例) ①如图B所示，25中方格×16小方格的计数板，需要对四个顶角及中央共5个中方格中的酵母菌进行计数；如图C所示，16中方格×25小方格的计数板，则只需对四个顶角中方格中的酵母菌进行计数。随后估算出每个小方格中的酵母菌数。 核心归纳 ②对于压在计数方格边线上的酵母菌，只计数任意相邻两边(记上不记下、记左不记右)及其夹角上的个体。 ③若一个小方格中的酵母菌数量过多，可先对样品进行适当稀释，再重新制片，观察计数。 3.(多选)探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化的实验，常利用血球计数板进行计数。下列叙述正确的是 A.该方法计数结果往往比实际值偏大 B.血球计数板小室中的酵母菌呈“J”型增长 C.使用血球计数板时，先滴培养液，后盖盖玻片 D.若视野中酵母菌密度过大，可稀释后再进行计数 √ 落实　思维方法 √ 该方法计数结果往往比实际值偏大，因为死的酵母菌也会被计数，A正确； 由于空间和营养物质的限制，血球计数板小室中的酵母菌呈“S”型增长，B错误； 使用血球计数板时，应先将盖玻片盖在计数板上，再滴培养液，C错误。 4.探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化时，血细胞计数板是酵母菌计数的常用工具。如图表示一个计数室(1 mm×1 mm×0.1 mm)及显微镜下一个中方格菌体分布情况(培养液未稀释)。下列有关叙述错误的是 A.培养液中的酵母菌主要进行有氧 　呼吸和出芽生殖 B.每天定时取样前要摇匀培养液 C.每次选取计数室四个角和中央的 　五个中方格计数，目的是重复实验以减小误差 D.若五个中方格酵母菌平均数如图乙所示，则估算1 mL培养液中酵母菌 　数共有6×106个 √ 每天计数酵母菌数量的时间要固定，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，B正确； 每次选取计数室四个角和中央的五个中方格计数，目的是取样计数并求平均值，以减小误差，C错误； 对酵母菌进行计数时，计数原则为“计上不计下，计左不计右”，因此计数相邻两边及夹角上的个体，据图计数的中方格酵母菌平 均数为24个，则1 mL培养液中酵母菌的总数为24÷16×400×104＝6×106(个)，D正确。 网络构建 课时对点练 三 44 题组一　种群数量的增长、变化曲线 1.下列关于种群“J”型增长的叙述，错误的是 A.t年后种群数量可用数学模型表示为Nt＝N0λt B.条件是食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌等 C.“J”型增长曲线中λ大于1 D.增长速率是固定的 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 2.下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述，错误的是 A.自然界种群增长通常呈“S”型曲线 B.K值表示环境容纳量 C.种群增长受自身密度的影响 D.种群增长速率逐步降低 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 3.种群在理想和自然条件下分别表现出“J”型和“S”型增长模型。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是 A.在种群“J”型增长模型(Nt＝N0λt)中，λ表示该种群的增长速率 B.在自然条件下，种群的环境容纳量(即K值)是固定不变的 C.在鱼类养殖中，在接近K值时进行捕捞有利于该种群的可持续发展 D.在“S”型曲线中，种群密度不同时，可能具有相同的种群增长速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 √ 对点训练 在Nt＝N0λt中，λ表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数，并不表示该种群的增长速率，A错误； 种群的K值受环境因素影响，在优越环境中，K值将增大，B错误； 在鱼类养殖中，使捕捞后的剩余量接近K/2时，种群的增长速率最大，有利于该种群的可持续发展，C错误； 在“S”型曲线中，种群增长速率先快后慢，最后趋于0，故处于不同的种群密度下可能具有相同的增长速率，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4.(2021·广东，6)如图所示为某“S”型增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是 A.a B.b C.c D.d √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 分析题图可知，在b点之前，出生率大于死亡率，种群数量增加；在b点时，出生率等于死亡率，种群数量不再增加，表示该种群数量已达到环境容纳量(K值)，B符合题意。 5.图中曲线1、2分别表示不同环境下某野生动物种群数量变化情况。下列相关叙述错误的是 A.b点和c点时，该动物种群的出生率约等于 　死亡率 B.a点时种群的年龄结构为增长型，ab段种内 　斗争逐渐加剧 C.图中阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体数目 D.曲线2表示该种群的环境容纳量为K1，种群数量达到K1后将不再变化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 对点训练 b点和c点时，曲线的斜率为0，表示该动物种群的出生率约等于死亡率，A正确； a点后种群数量继续增加，说明a点种群的年 龄结构为增长型，ab段种群数量逐渐增加，种内斗争逐渐加剧，B正确； 曲线1是“J”型增长曲线，无生存斗争，曲线2是“S”型增长曲线，有生存斗争，因此，阴影部分表示的是在生存斗争中被淘汰的个体数目，C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 曲线2中K1是种群达到的最大数量，但该值不能维持稳定，所以不是种群的环境容纳量，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题组二　探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化 6.(2020·江苏，10)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，用血细胞计数板计数 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 对点训练 将酵母菌接种到培养液中，摇匀后，应进行第一次计数，A正确； 上清液中酵母菌数量少，取上清液计数误差大，因此计数时要先将培养液摇匀，B错误； 为保证变量唯一，排除无关变量的影响，每天要在同一时间取样计数，C正确； 酵母菌增殖需要营养，所以营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7.将10 mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如表所示。据表分析，下列说法错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 样品 1 2 3 4 酵母菌数量/(个/mm3) 1 210 820 1 210 1 000 pH 4.8 5.4 3.7 5.0 对点训练 样品 1 2 3 4 酵母菌数量/(个/mm3) 1 210 820 1 210 1 000 pH 4.8 5.4 3.7 5.0 A.培养过程中酵母菌始终是出生率>死亡率 B.样品的取样先后次序为2、4、1、3 C.对酵母菌而言，10 mL该培养液的环境容纳量可能为1.21×107个 D.若进行第5次均匀取样，10 mL样品中的酵母菌数量有可能低于 　1.21×107个 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8.在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验中，图1是一块规格为1 mm×1 mm×0.1 mm的血球计数板正面示意图，图2是计数室某一个方格中的酵母菌分布示意图。下列有关叙述正确的是 A.该血球计数板上有2个计数室， 　玻片厚度为0.1 mm B.制片时，先用滴管滴加样液，再 　将盖玻片放在计数板上 C.该方格中酵母菌的数量应计为9个 D.实验中被台盼蓝溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 √ 对点训练 血球计数板盖玻片下液体的深度为0.1 mm，A错误； 制片时，先将盖玻片盖在计数板上，再用滴管将培养液滴在 盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，B错误； 由图2可知，该方格中酵母菌的数量应计为7个，只计数方格内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 由于活细胞的细胞质膜具有选择透过性，实验中被台盼蓝溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.20世纪30年代，环颈雉被引入某地的一个岛屿后，初期其种群数量的增长如图实线所示。下列相关叙述错误的是 A.可用标志重捕法调查环颈雉的种群密度 B.出现实线形状的原因可能是环颈雉越冬时 　死亡率上升 C.环颈雉种群数量的增长曲线近似“J”型 　(Nt＝N0λt)，其中λ>1 D.环颈雉的增长率曲线也为“J”型 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 环颈雉属于移动能力强、活动范围广的动物，调查其种群密度可采用标志重捕法，A正确； 环颈雉的增长曲线近似“J”型，故其增长率近似不变，D错误。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10.(多选)图1、图2为种群数量变化的相关曲线，图2中种群增长速率表示单位时间内种群数量的增加量。下列相关叙述正确的是 A.若食物充足，则种群数量的增长曲 　线一定为图1中的曲线Ⅰ B.若图1中的曲线Ⅱ变为曲线Ⅲ，则说 　明种群的生存环境变得恶劣 C.由于存在天敌、生活空间和资源有限等，图2中BC段种群数量下降 D.图2可表示密闭恒定容器的培养液中开始一段时间内酵母菌种群增长速率的 　变化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 √ 综合强化 图1中曲线Ⅰ为种群的“J”型增长，“J”型增长是种群在食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌等理想条件下的增长形式，A错误； 图1中曲线Ⅱ的K值比曲线Ⅲ的大，若曲线Ⅱ变为曲线Ⅲ，则K值变小，说明种群的生存环境变得恶劣，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 图2中B点种群增长速率达到最大值后，种群增长速率开始减小但种群增长速率仍大于0，种群数量仍在增加，C错误； 开始培养的一段时间内，酵母菌的种群数量可呈“S”型增长，故图2可表示密闭恒定容器的培养液中开始一段时间内酵母菌种群增长速率的变化，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.(多选)鲢鱼是滤食性鱼类，是我国主要的淡水养殖鱼类之一。在一个鲢鱼养殖的池塘，采取一定措施提高鲢鱼的环境容纳量(K值)可获得更好的经济效益。下列相关措施可提高鲢鱼K值的是 A.增加鲢鱼苗的投放量 B.科学合理投放鱼饲料 C.与食性相似鱼混合放养 D.对水体进行增氧等管理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 √ √ 综合强化 增加鲢鱼苗的投放量没有改变环境条件，所以不能提高K值，A不符合题意； 科学合理投放鱼饲料，相当于增加了鲢鱼的食物来源，同时保证了其适宜的生存环境，可以提高K值，B符合题意； 与食性相似鱼混合放养会加大鲢鱼与这些鱼的竞争，降低其环境容纳量(K值)，C不符合题意； 对水体进行增氧等管理可以改善鲢鱼生存的环境，提高K值，D符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.(多选)(2023·山东，19)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 √ 综合强化 初始密度介于0～a时，即种群密度小于种群生长的最适密度，对种群的生长起到抑制作用，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 种群密度介于a～b时，其死亡率大于出生率；当种群密度介于b～c时，其出生率大于死亡率，表现为种群数量上升，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 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，同时在种群密度高于c时进行捕获并使捕获后的种群密度保留在c，有利于持续获得较大的捕获量，C正确。 自然状态下该物种雌雄数量相等，从性别比例上看最有利于种群繁殖，此时人为提高雄性比例，会造成一定程度上的性别比例失调，不利于种群密度增长，使种群增长速率减小，即此时b点右移，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.图甲是种群在不同环境条件下的增长曲线，图乙是研究人员对某草场进行生态学调查后绘制的某昆虫种群λ值的变化曲线(未发生迁入和迁出)。请分析回答相关问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 (1)图甲中A曲线表示的种群生活在_________________________________ ____________________的环境中。 食物充裕、空间充足、气候适宜且没 有天敌(或理想条件下) 综合强化 题图甲中A曲线表示种群的数量呈“J”型增长，由此可推知，该种群生活在食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌的理想环境中。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)图甲中B曲线呈“_____”型，阴影部分表示____________________的个体数量。 综合强化 S 在生存斗争中被淘汰 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)图乙中该昆虫在0～5年间，种群数量呈现图甲中___(填“A”或“B”)型曲线增长，可推测该昆虫种群的年龄结构类型是________。 综合强化 A 增长型 图乙中该昆虫在0～5年间，种群λ>1且保持不变，可推知该种群数量在此期间呈“J”型增长，即图甲中的A型曲线。由此可推测，该昆虫种群的年龄结构类型是增长型。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4)该昆虫种群数量在第15年时______(填“是”或“不是”)最小值，在第20～25年间种群数量_____(填“增多”“不变”或“减少”)。 综合强化 不是 不变 图乙中在10～20年间，λ值都小于1，表示该昆虫种群数量一直在减少，所以该昆虫在第15年时的种群数量不是最小值；在第20～25年间，λ值都等于1，表示该昆虫的种群数量基本保持不变。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 14.某兴趣小组在“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”的实验中，用一定量培养液在适宜条件下培养酵母菌。一段时间后，分析得出种群增长速率随时间的变化如图1所示。 综合强化 (1)如表是该实验中的一些操作步骤，请将表格填写完整： 实验步骤 方法要点与目的 初始培养 用天平称量0.1 g活性干酵母，放入盛有500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，将锥形瓶置于摇床上培养24 h。该过程中摇床的作用是①____________________ _____________________ 取样与染色 配制台盼蓝染液，取稀释后的酵母菌培养液0.1 mL与染液按体积比1∶1混合均匀 使酵母菌与营养物质充分接触，增加溶氧量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 实验步骤 方法要点与目的 观察与计数 在计数室上方加盖盖玻片，滴管吸取培养液滴在盖玻片的边缘，多余的培养液用滤纸吸去，待②_____________ ___________再计数，以减小实验误差 连续培养与计数 连续培养若干天，每天③_______________取样并计数，目的是保持无关变量相同，减小实验误差 结果统计与分析 将所得数据绘制曲线，分析种群数量变化规律 酵母菌沉降到 计数室底部 固定时间(定时) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 (2)图1中种群数量达到最大的时间点是__，ac段种群数量变化接近“__”型增长。df段种群增长速率为负值，即种群数量下降，原因是培养液中代谢废物积累或_________________________ _________。ef段种群数量变化的λ值_______(填“大于1”“小于1”或“等于1”)。 c S 营养物质减少(或pH改变或溶 氧量减少) 小于1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 (3)本实验没有另设对照实验，原因是____________ ___________________。某次计数前将酵母菌培养液稀释1 000倍，按题表步骤取样与染色，用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)进行计数，观察到一个中方格内的菌体颜色和数量如图2所示。 该实验在时间 上形成前后自身对照 若图示中方格内酵母菌数量代表所有中方格酵母菌数量的平均值，则培养液中酵母菌的种群密度为_________个·mL－1。 4.5×109 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 图中一个中方格(16个小方格)中的酵母菌数总共有12个，其中3个被台盼蓝染色，说明为死细胞，则可计数酵母菌为9个，稀释后的酵母菌培养液与染液等体积混合染色，相当于稀释两倍，培养 液中的酵母菌数＝每个小方格中的平均酵母菌数×400×稀释倍数×10 000，则该1 mL样品中酵母菌数约为9÷16×400×2 000× 10 000＝4.5×109(个·mL－1)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第一章 种群 <<< “J”型增长曲线“S”型增长曲线 $$