第1章 第2节 不同条件下种群的增长方式不同-（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（浙科版2019）

第二节　不同条件下种群的增长方式不同 [学习目标]　1.通过探究果蝇种群的增长，尝试建立模型解释种群的数量变动。2.区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式。3.说出环境容纳量的概念。 一、探究果蝇种群的增长 1．选择果蝇作为实验材料的原因 (1)体型较小，繁殖力强。 (2)生活史短，饲养管理简单。 (3)容易计数和保存。 2．原理：在实验条件下，用水果培养果蝇，其种群数量会增加。用数学方法分析果蝇数量的增长规律，可得出其种群增长的数学模型。 3．目的要求 (1)学会培养果蝇的方法与技能。 (2)分析果蝇的数量变化，绘制果蝇增长的曲线图，学会数学建模的方法。 4．探究问题 (1)不同环境条件下果蝇种群是以什么方式增长的？ (2)果蝇种群的这种增长方式有何规律？ 5．方法步骤 (1)取500 mL广口瓶3个，先在每个广口瓶底部铺一层厚约2 cm的棉花，然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉、2只雌果蝇和2只雄果蝇，最后用双层纱布盖住瓶口，并用橡皮筋扎紧，作为果蝇培养瓶。 (2)将培养瓶置于温度适宜(20～25 ℃)的环境中培养。 (3)每天观察、记录培养瓶中果蝇个体数，持续3周。若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时，另取一洁净广口瓶作为果蝇的麻醉瓶，放入滴有1～2滴乙醚的棉花团，并将其与培养瓶的瓶口对接，轻拍培养瓶把果蝇赶入麻醉瓶。待果蝇麻醉后，将其全部倒在白纸上，用毛笔进行计数。计数结束后再将这些果蝇放回培养瓶中培养。 判断正误 (1)需要每天观察、记录培养瓶中果蝇个体数(　　) (2)培养瓶中果蝇的数量一直在增加(　　) (3)绘制果蝇增长曲线图，是建立种群增长的数学模型(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)√ 提示　(2)培养瓶中果蝇的数量先增加后减少。 任务一：探究果蝇种群的增长 如图是根据教材活动所得实验数据绘制的果蝇种群数量增长曲线图。据图回答下列问题： 1．曲线分析：此曲线类似“S”形曲线，初期条件适宜，食物充足，所以成虫每天产卵。果蝇亲本从交配、产卵再到产生幼虫，幼虫发育后结蛹，再羽化为子代成虫，需10～12天，所以前10天左右果蝇成虫数量一直是4只。交配后4～5天成虫产卵量达到最大，即在第14天左右会出现子代果蝇种群的最大增长速率。随后，果蝇个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内竞争加剧，果蝇种群的死亡率增大，但种群数量依然上升，第17天左右种群数量达到最大，种群数量将停止增长。随后，因为环境的恶化(主要有空间有限、食物消耗、霉菌感染等)，果蝇种群的死亡率不断增大，种群数量开始下降。 2．如果你想研究温度对果蝇种群增长的影响，该如何设计实验？ 提示　将各果蝇培养装置分别放置在一定温度梯度下培养(如4 ℃、8 ℃、12 ℃、16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃)，每天定时对瓶内果蝇进行计数，将各组统计取得的平均数值绘制成曲线图，建构出数学模型并加以分析。 1．用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如表所示。 时间/天 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 成虫数/只 6 10 28 71 131 207 270 302 327 341 根据表中数据分析，下列结论正确的是(　　) A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快 B．第17～29天，成虫增长速率上升、死亡率下降 C．第21～37天，成虫增长速率的下降与种群密度的改变有关 D．第1～37天，成虫数量呈指数增长 答案　C 解析　第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是环境阻力小，A错误；第17～29天，成虫的增长速率下降，死亡率上升，B错误；第21～37天，成虫密度增大，环境阻力增大，成虫增长速率下降，C正确；由表中数据可知，在第1～13天，成虫数量增长慢，第13～25天，成虫数量增长快，在第25～37天，成虫数量增长慢，成虫数量的变化不符合指数增长，D错误。 2．在实验室内把黄猩猩果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌，其种群增长情况如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．瓶内黄猩猩果蝇种群数量最多为346只 B．喂食充足的酵母菌，黄猩猩果蝇种群数量会呈指数增长 C．11月上旬黄猩猩果蝇种群的出生率大于死亡率 D．影响黄猩猩果蝇数量变化的根本原因是环境条件的变动 答案　C 解析　由题图可知，该瓶内所能维持的黄猩猩果蝇的最大数量为346只，而不是各时期的最大数量，A错误；喂食充足的酵母菌，黄猩猩果蝇的数量仍会因空间受限而使种群数量不呈指数增长，B错误；11月上旬，黄猩猩果蝇的种群数量仍在增加，即自然增长率大于零，也就是种群的出生率大于死亡率，C正确；影响种群数量变化的根本原因是种群的出生率和死亡率，D错误。 二、种群指数增长和逻辑斯谛增长 1．建立数学模型 (1)数学模型：用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。 (2)建立数学模型的意义：是解释生物种群数量动态变化的重要方法。 2．种群的指数增长 (1)条件：在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下。 (2)数学模型：其增长曲线很像英文字母J，又称“J”形增长(如图)。 (3)特点：起始增长很慢，但随着种群基数的增大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长。 3．种群的逻辑斯谛增长 (1)条件：空间有限、资源有限和受到其他生物制约。 (2)数学模型：其增长曲线很像英文字母S，因而又称“S”形增长(如图)。 (3)环境容纳量：是指长时期内环境所能维持的种群最大数量，又称K值。 (4)特点：五个时期(如图) 开始期(a)：种群的个体数很少，种群密度增长缓慢； 加速期(b)：随着个体数的增加，种群密度增长逐渐加快； 转折期(c)：种群个体数达到K/2时，种群密度增长最快； 减速期(d)：种群个体数超过K/2以后，种群密度增长逐渐变慢； 饱和期(e)：种群个体数接近或达到K时，种群不再继续增长或在K值上下波动。 (5)应用 ①更好地利用和保护生物资源 a．可预知草原放牧量：根据逻辑斯谛增长曲线在转折期增长最快的特点。 b．保护濒危野生动物：通过改善生存环境来增大环境容纳量以促进其增长。 ②防治有害生物：通过限制环境因素来降低环境容纳量以抑制其增长。 判断正误 (1)指数增长是自然界中最为普遍的种群增长模式(　　) (2)种群密度达到一定程度后，将会维持稳定不变(　　) (3)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变(　　) (4)K值只代表种群数量的一个平均值(　　) (5)只要生存空间足够大，种群就能呈指数增长(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 提示　(1)逻辑斯谛增长是自然界生物种群增长的普遍模式。(2)种群密度达到一定程度后，可能在一定范围内波动。(3)不同种生物的K值各不相同，同种生物的K值也会随外界条件的变化而变化。(5)除了空间足够大外，种群数量还受食物、气候、天敌、种内斗争等多种因素影响，很难表现为指数增长。 任务二：种群的增长规律 1．“J”形增长曲线分析 某种群呈“J”形增长，每单位时间都按一定倍数(λ)增长，其种群增长的数学公式：Nt＝N0λt[注：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，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数]。 (1)请据图分析，种群数量变化符合数学公式：Nt＝N0λt时，种群增长曲线一定是“J”形吗？并说明理由。 提示　种群增长曲线不一定是“J”形。当λ＜1时，种群数量减少；当λ＝1时，种群数量相对稳定；只有当λ＞1时，种群数量增多，种群增长曲线呈“J”形。 (2)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”形增长的数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率曲线模型。 提示　如图所示 2．“S”形增长曲线分析 (1)尝试构建“S”形增长种群的增长率和增长速率的曲线。 提示　如图所示 (2)种群增长速率最大时，种群数量为K/2。当种群数量为K时，种群增长速率为0，此时该种群的年龄结构为稳定型。 (3)从种群增长速率和环境容纳量两个方面考虑，治理鼠害的有效措施是什么？ 提示　灭鼠应在鼠害刚发生时就进行；应该采取断绝食物、水源、地面硬化等措施降低种群的环境容纳量。 (4)养鱼要获得最大日捕获量，则需要在种群数量为K值时捕捞，如果要长期获得较大的捕获量，则需要将捕捞后的种群数量控制在K/2左右。 3．如图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线。请据图思考下列问题： (1)图甲中的阴影部分代表环境阻力或被环境所淘汰的个体数目。 (2)图乙表示一个种群的K值不是恒定不变的，下列哪些因素可以使原来的环境容纳量(K2)变成新的环境容纳量(K1)? 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 提示　①②④⑤。 　“S”形曲线中K值和K/2的应用 应用 措施 目的 野生资源保护 保护野生生物的生存环境，减少环境阻力 增大K值 有害生物防治 增大环境阻力 降低K值 在种群数量达到K/2以前采取相应措施 防止害虫数量快速增长 资源开发与利用 捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2 保证持续获取高产量 3．关于如图中种群数量变化的说法，错误的是(　　) A．种群呈指数增长只有在理想条件下才能出现 B．种群呈逻辑斯谛增长过程中，在达到K值之前就是指数增长 C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长速率为0 D．进行狩猎或海洋捕捞作业时，应在种群数量为300以后进行 答案　B 解析　由题图可知，种群呈逻辑斯谛增长过程中，在达到K值之前，由于环境阻力的存在，种群的增长不是指数增长，B错误；呈逻辑斯谛增长的种群，其数量达到K值后，种群数量相对稳定，种群的增长速率为0，C正确；在自然状态下，种群呈逻辑斯谛增长，种群数量在K/2时，种群的增长速率最大，进行狩猎或海洋捕捞作业后使种群数量处于K/2(即300)，生物资源能快速恢复，D正确。 4．(2024·宁波高二期中)下列关于种群的逻辑斯谛增长的叙述，错误的是(　　) A．经调查某种群转折期时数量为200只，估算该种群在此环境中的环境容纳量约为400只 B．在逻辑斯谛增长的转折期，种群密度增长最快 C．逻辑斯谛增长的减速期种内斗争比加速期激烈 D．自然增长率小于1时，种群的数量开始减少 答案　D 解析　自然增长率小于0时，种群的数量开始减少，D错误。 　 课时对点练 [分值：100分] 第1～5题，每题6分；第6～11题，每题7分，共72分。 题组一　探究果蝇种群的增长 1．(2024·杭州高二质检)如图是某学生根据活动“探究果蝇种群的增长”所绘制的果蝇种群数量变化曲线图，其中果蝇数量是果蝇的成虫数量。下列叙述正确的是(　　) A．果蝇不以香蕉为食，主要取食附着在香蕉上的酵母菌等真菌 B．为了方便，可采用样方法对麻醉后的果蝇进行计数 C．实验第14天时种群增长速率最大，是因为此时产卵量最大 D．若一开始投入的果蝇为16对，果蝇的K值一定会远大于580只 答案　A 解析　不能采用样方法对果蝇进行计数，应逐个计数，若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时，可将果蝇麻醉后，倒在白纸上用毛笔进行计数，B错误；实验第14天时果蝇成虫增长速率最大，但并非此时产卵量最大，C错误；K值的大小与空间、资源有关，与开始投入的果蝇数量无关，D错误。 2．建立数学模型的一般步骤是(　　) A．提出假设→观察研究对象→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正 B．观察研究对象→提出合理假设→检验和修正→用数学形式对事物的性质进行表达 C．观察研究对象→提出合理假设→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正 D．观察研究对象→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正→提出合理假设 答案　C 题组二　种群指数增长和逻辑斯谛增长 3．(2024·绍兴高二期末)下列关于种群增长方式的叙述，正确的是(　　) A．指数增长的种群，其增长率不变 B．逻辑斯谛增长的种群，应将有害生物数量控制在减速期 C．在资源无限、空间无限的条件下，种群就会呈指数增长 D．在指数增长时，种群的增长速率是不变的 答案　A 解析　逻辑斯谛增长的种群，最好将有害生物数量控制在开始期，B错误；在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群才会呈指数增长，C错误；在指数增长时，种群的增长速率越来越大，D错误。 4.(2023·瑞安高二检测)如图为某种群在有限环境条件下数量增长的“S”形曲线图。下列有关叙述正确的是(　　) A．“S”形曲线表示了种群数量和食物的关系 B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后 C．防治害虫应在数量达到c点时进行 D．K值会因环境条件的变化而改变 答案　D 解析　据图分析可知，“S”形曲线表示了种群数量和时间的关系，A错误；种群增长过程中一直都存在环境阻力，即a点之后开始，并且随着种群数量的增加而增加，B错误；c点时种群增长速率最大，故防治害虫应在害虫数量达到c点之前进行，C错误；K值会因环境条件的变化而改变，如食物、天敌等因素的影响，D正确。 5．大约在1800年，人们把绵羊种群引入塔斯马尼亚岛，此后的60年间，绵羊种群的数量呈“S”形曲线增长。直到1860年后，岛上绵羊的数量才基本稳定在170万头左右。以下分析错误的是(　　) A．1800－1860年，该绵羊种群数量增长的方式是逻辑斯谛增长 B．若环境稳定，塔斯马尼亚岛长期所能养活的绵羊最大数量是170万头左右 C．岛上绵羊种群数量达到K/2后，种群的年龄结构逐渐由增长型变为稳定型 D．根据“S”形曲线在加速期增长最快的特点，可预知一个草原的最大放牧量 答案　D 解析　根据“S”形曲线在转折期增长最快的特点，可预知一个草原的最大放牧量，D错误。 6.如图表示某池塘鲤鱼种群的增长速率随种群数量的变化曲线。下列说法错误的是(　　) A．丙、丁两点时，鲤鱼种群数量相等 B．丁点时该种群年龄结构为增长型 C．若要持续尽可能多地捕获鲤鱼，图中四点中丁点最适合开始捕获 D．该鲤鱼种群数量变化呈“S”形增长 答案　A 解析　据题图可知，横轴为种群数量，因此丁点的种群数量大于丙点，A错误。 7.如图表示了某种群生殖数量、死亡数量与种群大小的关系。下列说法错误的是(　　) A．P点代表该种群的环境容纳量 B．曲线①会受性别比例变化的影响 C．曲线①与②的差值为自然增长率 D．该种群的增长方式为逻辑斯谛增长 答案　C 解析　由图示可知，曲线①为种群的出生数量，曲线②为种群的死亡数量，曲线①与②的差值为种群的增长数量，而不是自然增长率，C错误。 8．如图是某种群数量变化曲线图，下列相关叙述错误的是(　　) A．合理改善该生物种群的栖息环境，其环境容纳量会增大 B．该种群在时间相对值为3时，种群数量的增长速率最大 C．若该种群为草原中的田鼠，调查种群密度时宜采用标志重捕法 D．该种群的数量在时间相对值为3时达到最大，K值处于a和b之间 答案　B 解析　图中种群在时间相对值为2、种群数量为K/2时增长速率最大，B错误；由于草原中的田鼠活动能力强、活动范围大，所以调查其种群密度时宜采用标志重捕法，C正确；据题图可知，在时间相对值为3时，种群的数量能达到最大值a，但该数值不能维持，故不是K值，该种群的K值应为a与b之间的某个数值(种群数量在K值上下波动)，D正确。 9.如图表示生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线。下列叙述不正确的是(　　) ①t2～t3时间内，甲种群出生率小于死亡率，乙种群出生率大于死亡率　②t2～t3时间内，甲、乙两种群的年龄结构不同　③t4时，甲的种群密度最小，乙的种群密度最大　④若乙物种为害虫，则在t4时防治效果最佳 A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①③④ 答案　A 解析　t2～t3时间内，甲种群和乙种群增长速率都大于0，种群数量不断增加，都表现为出生率大于死亡率，①错误；t2～t3时间内，甲、乙两种群的年龄结构都为增长型，②错误；t4时，乙种群增长速率最大，t5时，乙的种群密度最大，③错误；t4时为乙种群的最大增长速率，防治害虫应在t4之前进行，严防其达到最大增长速率，所以t4时防治效果不佳，难以防治，④错误，故选A。 10．(2024·温州高二期末)生态学家向面积相近的甲、乙两座孤岛分别引入相同数量的田鼠。经多年调查统计，甲、乙两孤岛的田鼠种群数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．乙中种群t1时的增长速率小于t2时 B．甲的种群数量下降的原因是和乙竞争处于劣势 C．乙孤岛田鼠种群在t2～t3间的环境容纳量小于m D．t2时乙岛田鼠种群数量增长变缓，说明其出生率一定变低 答案　C 解析　乙中种群t1时种群数量约为K/2，此时增长速率最大，A错误；甲、乙两岛为孤岛，两孤岛的田鼠种群之间不存在竞争，B错误；环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量，据图可知，乙孤岛田鼠种群在t2～t3间的环境容纳量小于m，C正确；t2时乙岛田鼠种群数量增长变缓，说明其出生率和死亡率的差值变小，不一定是出生率变低，D错误。 11.(2023·绍兴高二质检)科学家研究某区域田鼠的种群数量变化，得到该种群在数年内出生率和死亡率的比值曲线，如图所示。在不考虑迁入、迁出的情况下，下列说法正确的是(　　) A．a点和b点时的R值相同，因此a、b点时种群的数量相同 B．田鼠种群数量在b～d时期经历了先增加后减少的变化 C．年龄结构是种群重要的数量特征，直接决定种群数量变化 D．该田鼠种群数量增长曲线为“S”形，c点时种群密度最小 答案　B 解析　a～b时期R值一直大于1，说明田鼠种群数量在不断增加，因此b点时的种群数量大于a点，A错误；在b～d时期R值先大于1再小于1，说明田鼠种群数量先增加后减少，B正确；直接决定种群数量变化的是出生率、死亡率、迁入率和迁出率，C错误；R值大于1时，种群数量增加，R值小于1时，种群数量减少，所以该种群数量先增加后减少，不属于“S”形曲线，c～d时期R值一直小于1，说明种群数量一直在减少，因此d点时田鼠的种群密度最小，D错误。 12．(12分)(2023·全国甲，31改编)某旅游城市加强生态保护和环境治理后，城市环境发生了很大变化，水体鱼明显增多，甚至曾经消失的一些水鸟(如水鸟甲)又重新出现。回答下列问题： (1)调查水鸟甲的种群密度通常使用标志重捕法，原因是______________________________。 (2)K值又称环境容纳量，是指________________________________________________，K值______(填“是”或“不是”)种群数量的最大值。 (3)若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量，围绕除食物外的调查的内容有__________________________________(答出3点即可)。 答案　(1)鸟类活动能力强，活动范围大　(2)长时期内环境所能维持的种群最大数量　不是　(3)环境条件、天敌和竞争者等 13．(16分)如图为某种群在不同生态环境中的增长曲线。请据图分析回答下列问题： (1)若将种群置于一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群数量的增长曲线可用图乙中曲线______(填字母)表示；若将种群置于有限的自然环境中，种群数量的增长曲线可用图乙中曲线______(填字母)表示。图中阴影部分表示___________________________________。 (2)图甲在t0～t2时间内，种群数量呈“________”(填“S”或“J”)形增长。 (3)若希望长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后应使该种鱼的数量保持在________左右，原因是_____________________________________________________________________________。 (4)在防治鼠害中，控制其环境容纳量是灭鼠的方法之一，请写出两条灭鼠的有效措施：______________________________________。 答案　(1)A　B　由于环境阻力，生存斗争中被淘汰的个体　(2)S　(3)K/2　此时种群的增长速率最大　(4)硬化地面、清洁卫生、储藏好食物、养殖天敌 解析　(1)分析图乙可知，在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群就会呈“J”形增长，即曲线A；若将种群置于有限的自然环境中，则种群的增长曲线是B，即“S”形曲线；图中阴影部分表示由于环境阻力，生存斗争中被淘汰的个体。(2)图甲t0～t1时间内，种群增长速率增加，t1～t2种群增长速率减小，直至为0，t2时种群数量发展到K值，故表示“S”形曲线的种群数量变化。(3)若希望长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后应使该种鱼的种群数量保持在K/2左右，原因是此时种群的增长速率最大。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 种群 <<< 第二节 不同条件下种群的增长方式不同 学习目标 1.通过探究果蝇种群的增长，尝试建立模型解释种群的数量变动。 2.区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式。 3.说出环境容纳量的概念。 内容索引 一、探究果蝇种群的增长 课时对点练 二、种群指数增长和逻辑斯谛增长 探究果蝇种群的增长 一 4 梳理　教材新知 1.选择果蝇作为实验材料的原因 (1)体型较小，繁殖力 。 (2)生活史短， 简单。 (3)容易 。 2.原理：在实验条件下，用水果培养果蝇，其种群数量会 。用_____ _____分析果蝇数量的增长规律，可得出其种群增长的 。 强 饲养管理 计数和保存 增加 数学 方法 数学模型 3.目的要求 (1)学会培养果蝇的方法与技能。 (2)分析果蝇的数量变化，绘制果蝇增长的曲线图，学会数学建模的方法。 4.探究问题 (1)不同环境条件下果蝇种群是以什么方式增长的？ (2)果蝇种群的这种增长方式有何规律？ 5.方法步骤 (1)取500 mL广口瓶3个，先在每个广口瓶底部铺一层厚约2 cm的棉花，然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉、2只雌果蝇和2只雄果蝇，最后用双层纱布盖住瓶口，并用橡皮筋扎紧，作为果蝇培养瓶。 (2)将培养瓶置于 适宜(20～25 ℃)的环境中培养。 (3)每天 培养瓶中果蝇个体数，持续3周。若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时，另取一洁净广口瓶作为果蝇的麻醉瓶，放入滴有1～2滴 的棉花团，并将其与培养瓶的瓶口对接，轻拍培养瓶把果蝇赶入麻醉瓶。待果蝇麻醉后，将其全部倒在白纸上，用毛笔进行计数。计数结束后再将这些果蝇 中培养。 温度 观察、记录 乙醚 放回培养瓶 (1)需要每天观察、记录培养瓶中果蝇个体数(　　) (2)培养瓶中果蝇的数量一直在增加(　　) × 提示　培养瓶中果蝇的数量先增加后减少。 (3)绘制果蝇增长曲线图，是建立种群增长的数学模型(　　) √ √ 判断正误 8 任务一：探究果蝇种群的增长 如图是根据教材活动所得实验数据绘制的果蝇种群数量增长曲线图。据图回答下列问题： 探究　核心知识 1.曲线分析：此曲线类似“S”形曲线，初期 ，所以成虫每天产卵。果蝇亲本从交配、产卵再到产生幼虫，幼虫发育后结蛹，再羽化为子代成虫，需10～12 天，所以前 天左右果蝇成虫数量一直是4只。交配后4～5天成虫产卵量达到最大，即在第 天左右会出现子代果蝇种群的最大增长速率。随后，果蝇个体间对 和其他生活条件的种内竞争加剧，果蝇种群的死亡率增大，但种群数量 ，第17天左右种群数量达到最大，种群数量将停止增长。随后，因为环境的恶化(主要有 、霉菌感染等)，果蝇种群的死亡率不断 ，种群数量开始 。 条件适宜，食物充足 10 14 有限的空间、食物 依然上升 空间有限、食物消耗 增大 下降 2.如果你想研究温度对果蝇种群增长的影响，该如何设计实验？ 提示　将各果蝇培养装置分别放置在一定温度梯度下培养(如4 ℃、8 ℃、12 ℃、16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃)，每天定时对瓶内果蝇进行计数，将各组统计取得的平均数值绘制成曲线图，建构出数学模型并加以分析。 根据表中数据分析，下列结论正确的是 A.第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快 B.第17～29天，成虫增长速率上升、死亡率下降 C.第21～37天，成虫增长速率的下降与种群密度的改变有关 D.第1～37天，成虫数量呈指数增长 1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如表所示。 √ 落实　思维方法 时间/天 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 成虫数/只 6 10 28 71 131 207 270 302 327 341 第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是环境阻力小，A错误； 第17～29天，成虫的增长速率下降，死亡率上升，B错误； 第21～37天，成虫密度增大，环境阻力增大，成虫增长速率下降，C正确； 由表中数据可知，在第1～13天，成虫数量增长慢，第13～25天，成虫数量增长快，在第25～37天，成虫数量增长慢，成虫数量的变化不符合指数增长，D错误。 时间/天 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 成虫数/只 6 10 28 71 131 207 270 302 327 341 2.在实验室内把黄猩猩果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌，其种群增长情况如图所示。下列相关叙述正确的是 A.瓶内黄猩猩果蝇种群数量最多 　为346只 B.喂食充足的酵母菌，黄猩猩果 　蝇种群数量会呈指数增长 C.11月上旬黄猩猩果蝇种群的出 　生率大于死亡率 D.影响黄猩猩果蝇数量变化的根本原因是环境条件的变动 √ 由题图可知，该瓶内所能维持的黄猩猩果蝇的最大数量为346只，而不是各时期的最大数量，A错误； 喂食充足的酵母菌，黄猩猩果蝇的数量仍会因空间受限而使种群数量不呈指数增长，B错误； 11月上旬，黄猩猩果蝇的种群数量仍在增加，即自然增长率大于零，也就是种群的出生率大于死亡率，C正确； 影响种群数量变化的根本原因是种群的出生率和死亡率，D错误。 种群指数增长和逻辑斯谛增长 二 16 1.建立数学模型 (1)数学模型：用来描述 或其 的一个抽象简化的数学结构。 (2)建立数学模型的意义：是解释生物种群数量 的重要方法。 梳理　教材新知 现实系统 性质 动态变化 2.种群的指数增长 (1)条件：在 、空间无限和 其他生物制约的理想条件下。 (2)数学模型：其增长曲线很像英文字母J， 又称 形增长(如图)。 (3)特点：起始增长 ，但随着种群基 数的增大，增长会 ，每单位时 间都按种群的一定百分数或倍数增长。 资源无限 不受 “J” 很慢 越来越快 3.种群的逻辑斯谛增长 (1)条件： 有限、 有限和受到其他生物制约。 (2)数学模型：其增长曲线很像英文字母S，因而又称 形增长(如图)。 空间 资源 “S” (3)环境容纳量：是指长时期内环境所能维持的种群 ，又称K值。 最大数量 (4)特点：五个时期(如图) (a)：种群的个体数很少，种群密 度增长缓慢； (b)：随着个体数的增加，种群密 度增长逐渐加快； (c)：种群个体数达到K/2时，种 群密度增长 ； (d)：种群个体数超过K/2以后，种群密度增长逐渐变慢； (e)：种群个体数接近或达到K时，种群不再继续增长或在K值上下波动。 开始期 加速期 转折期 最快 减速期 饱和期 (5)应用 ①更好地利用和保护生物资源 a.可预知草原放牧量：根据逻辑斯谛增长曲线在 增长最快的特点。 b.保护濒危野生动物：通过 生存环境来 环境容纳量以促进其增长。 ②防治有害生物：通过 环境因素来 环境容纳量以抑制其增长。 转折期 改善 增大 限制 降低 (1)指数增长是自然界中最为普遍的种群增长模式(　　) (2)种群密度达到一定程度后，将会维持稳定不变(　　) × 提示　逻辑斯谛增长是自然界生物种群增长的普遍模式。 × 提示　种群密度达到一定程度后，可能在一定范围内波动。 (3)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变(　　) × 提示　不同种生物的K值各不相同，同种生物的K值也会随外界条件的变化而变化。 判断正误 22 (4)K值只代表种群数量的一个平均值(　　) (5)只要生存空间足够大，种群就能呈指数增长(　　) √ × 提示　除了空间足够大外，种群数量还受食物、气候、天敌、种内斗争等多种因素影响，很难表现为指数增长。 判断正误 23 任务二：种群的增长规律 1.“J”形增长曲线分析 某种群呈“J”形增长，每单位时间都按一定倍数(λ)增长，其种群增长的数学公式：Nt＝N0λt[注：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，λ表示该种群数量是一年前 种群数量的倍数]。 (1)请据图分析，种群数量变化符合数学公式： Nt＝N0λt时，种群增长曲线一定是“J”形吗？ 并说明理由。 探究　核心知识 提示　种群增长曲线不一定是“J”形。当λ＜1时，种群数量减少；当λ＝1时，种群数量相对稳定；只有当λ＞1时，种群数量增多，种群增长曲线呈“J”形。 (2)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”形增长的数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率曲线模型。 提示　如图所示 2.“S”形增长曲线分析 (1)尝试构建“S”形增长种群的增长率和增长速率的曲线。 提示　如图所示 (2)种群增长速率最大时，种群数量为 。当种群数量为K时，种群增长速率为 ，此时该种群的年龄结构为 。 (3)从种群增长速率和环境容纳量两个方面考虑，治理鼠害的有效措施是什么？ K/2 0 稳定型 提示　灭鼠应在鼠害刚发生时就进行；应该采取断绝食物、水源、地面硬化等措施降低种群的环境容纳量。 (4)养鱼要获得最大日捕获量，则需要在种群数量为 时捕捞，如果要长期获得较大的捕获量，则需要将捕捞后的种群数量控制在 左右。 K值 K/2 3.如图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线。请据图思考下列问题： (1)图甲中的阴影部分代表 。 环境阻力或被环境所淘汰的个体数目 (2)图乙表示一个种群的K值不是恒定不变的，下列哪些因素可以使原来的环境容纳量(K2)变成新的环境容纳量(K1)? 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 提示　①②④⑤。 核心归纳 “S”形曲线中K值和K/2的应用 应用 措施 目的 野生资源保护 保护野生生物的生存环境，减少环境阻力 增大K值 有害生物防治 增大环境阻力 降低K值 在种群数量达到K/2以前采取相应措施 防止害虫数量快速增长 资源开发与利用 捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2 保证持续获取高产量 3.关于如图中种群数量变化的说法，错误的是 A.种群呈指数增长只有在理想条件 　下才能出现 B.种群呈逻辑斯谛增长过程中，在 　达到K值之前就是指数增长 C.自然状态下种群数量达到600时， 　种群的增长速率为0 D.进行狩猎或海洋捕捞作业时，应在种群数量为300以后进行 √ 落实　思维方法 由题图可知，种群呈逻辑斯谛增长过程中，在达到K值之前，由于环境阻力的存在，种群的增长不是指数增长，B错误； 呈逻辑斯谛增长的种群，其数量达 到K值后，种群数量相对稳定，种群的增长速率为0，C正确； 在自然状态下，种群呈逻辑斯谛增长，种群数量在K/2时，种群的增长速率最大，进行狩猎或海洋捕捞作业后使种群数量处于K/2(即300)，生物资源能快速恢复，D正确。 4.(2024·宁波高二期中)下列关于种群的逻辑斯谛增长的叙述，错误的是 A.经调查某种群转折期时数量为200只，估算该种群在此环境中的环境容 　纳量约为400只 B.在逻辑斯谛增长的转折期，种群密度增长最快 C.逻辑斯谛增长的减速期种内斗争比加速期激烈 D.自然增长率小于1时，种群的数量开始减少 √ 自然增长率小于0时，种群的数量开始减少，D错误。 网络构建 课时对点练 三 36 题组一　探究果蝇种群的增长 1.(2024·杭州高二质检)如图是某学生根据活动“探究果蝇种群的增长”所绘制的果蝇种群数量变化曲线图，其中果蝇数量是果蝇的成虫数量。下列叙述正确的是 A.果蝇不以香蕉为食，主要取食附着在香蕉 　上的酵母菌等真菌 B.为了方便，可采用样方法对麻醉后的果蝇 　进行计数 C.实验第14天时种群增长速率最大，是因为此时产卵量最大 D.若一开始投入的果蝇为16对，果蝇的K值一定会远大于580只 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 不能采用样方法对果蝇进行计数，应逐个计数，若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时，可将果蝇麻醉后，倒在白纸上用毛笔进行计数，B错误； 实验第14天时果蝇成虫增长速率最大，但并非此时产卵量最大，C错误； K值的大小与空间、资源有关，与开始投入的果蝇数量无关，D错误。 2.建立数学模型的一般步骤是 A.提出假设→观察研究对象→用数学形式对事物的性质进行表达→检验 　和修正 B.观察研究对象→提出合理假设→检验和修正→用数学形式对事物的性 　质进行表达 C.观察研究对象→提出合理假设→用数学形式对事物的性质进行表达→ 　检验和修正 D.观察研究对象→用数学形式对事物的性质进行表达→检验和修正→提 　出合理假设 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 题组二　种群指数增长和逻辑斯谛增长 3.(2024·绍兴高二期末)下列关于种群增长方式的叙述，正确的是 A.指数增长的种群，其增长率不变 B.逻辑斯谛增长的种群，应将有害生物数量控制在减速期 C.在资源无限、空间无限的条件下，种群就会呈指数增长 D.在指数增长时，种群的增长速率是不变的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 逻辑斯谛增长的种群，最好将有害生物数量控制在开始期，B错误； 在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群才会呈指数增长，C错误； 在指数增长时，种群的增长速率越来越大，D错误。 4.(2023·瑞安高二检测)如图为某种群在有限环境条件下数量增长的“S”形曲线图。下列有关叙述正确的是 A.“S”形曲线表示了种群数量和食物的关系 B.种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后 C.防治害虫应在数量达到c点时进行 D.K值会因环境条件的变化而改变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 据图分析可知，“S”形曲线表示了种群数量和时间的关系，A错误； 种群增长过程中一直都存在环境阻力，即a点之后开始，并且随着种群数量的增加而增加，B错误； c点时种群增长速率最大，故防治害虫应在害虫数量达到c点之前进行，C错误； K值会因环境条件的变化而改变，如食物、天敌等因素的影响，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 5.大约在1800年，人们把绵羊种群引入塔斯马尼亚岛，此后的60年间，绵羊种群的数量呈“S”形曲线增长。直到1860年后，岛上绵羊的数量才基本稳定在170万头左右。以下分析错误的是 A.1800－1860年，该绵羊种群数量增长的方式是逻辑斯谛增长 B.若环境稳定，塔斯马尼亚岛长期所能养活的绵羊最大数量是170万头左右 C.岛上绵羊种群数量达到K/2后，种群的年龄结构逐渐由增长型变为稳定型 D.根据“S”形曲线在加速期增长最快的特点，可预知一个草原的最大放 　牧量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 根据“S”形曲线在转折期增长最快的特点，可预知一个草原的最大放牧量，D错误。 6.如图表示某池塘鲤鱼种群的增长速率随种群数量的变化曲线。下列说法错误的是 A.丙、丁两点时，鲤鱼种群数量相等 B.丁点时该种群年龄结构为增长型 C.若要持续尽可能多地捕获鲤鱼，图中四点中 　丁点最适合开始捕获 D.该鲤鱼种群数量变化呈“S”形增长 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 据题图可知，横轴为种群数量，因此丁点的种群数量大于丙点，A错误。 7.如图表示了某种群生殖数量、死亡数量与种群大小的关系。下列说法错误的是 A.P点代表该种群的环境容纳量 B.曲线①会受性别比例变化的影响 C.曲线①与②的差值为自然增长率 D.该种群的增长方式为逻辑斯谛增长 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 √ 由图示可知，曲线①为种群的出生数量，曲线②为种群的死亡数量，曲线①与②的差值为种群的增长数量，而不是自然增长率，C错误。 8.如图是某种群数量变化曲线图，下列相关叙述错误的是 A.合理改善该生物种群的栖息环境， 　其环境容纳量会增大 B.该种群在时间相对值为3时，种群数 　量的增长速率最大 C.若该种群为草原中的田鼠，调查种群密度时宜采用标志重捕法 D.该种群的数量在时间相对值为3时达到最大，K值处于a和b之间 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 对点训练 图中种群在时间相对值为2、种群数量为K/2时增长速率最大，B错误； 由于草原中的田鼠活动能力强、活动范围大，所以调查其种群密度时宜采用标志重捕法，C正确； 据题图可知，在时间相对值为3时，种群的数量能达到最大值a，但该数值不能维持，故不是K值，该种群的K值应为a与b之间的某个数值(种群数量在K值上下波动)，D正确。 9.如图表示生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线。下列叙述不正确的是 ①t2～t3时间内，甲种群出生率小于死亡率，乙种群出生率大于死亡率　②t2～t3时间内，甲、乙两种群的年龄结构不同　③t4时，甲的种群密度最小，乙的种群密度最大　④若乙物种为害 虫，则在t4时防治效果最佳 A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①③④ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 t2～t3时间内，甲种群和乙种群增长速率都大于0，种群数量不断增加，都表现为出生率大于死亡率，①错误； t2～t3时间内，甲、乙两种群的年龄结构 都为增长型，②错误； t4时，乙种群增长速率最大，t5时，乙的种群密度最大，③错误； t4时为乙种群的最大增长速率，防治害虫应在t4之前进行，严防其达到最大增长速率，所以t4时防治效果不佳，难以防治，④错误，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 10.(2024·温州高二期末)生态学家向面积相近的甲、乙两座孤岛分别引入相同数量的田鼠。经多年调查统计，甲、乙两孤岛的田鼠种群数量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是 A.乙中种群t1时的增长速率小于t2时 B.甲的种群数量下降的原因是和乙竞争 　处于劣势 C.乙孤岛田鼠种群在t2～t3间的环境容纳量小于m D.t2时乙岛田鼠种群数量增长变缓，说明其出生率一定变低 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 乙中种群t1时种群数量约为K/2，此时增长速率最大，A错误； 甲、乙两岛为孤岛，两孤岛的田鼠种群之间不存在竞争，B错误； 环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量，据图可知，乙孤岛田鼠种群在t2～t3间的环境容纳量小于m，C正确； t2时乙岛田鼠种群数量增长变缓，说明其出生率和死亡率的差值变小，不一定是出生率变低，D错误。 11.(2023·绍兴高二质检)科学家研究某区域田鼠的种群数量变化，得到该种群在数年内出生率和死亡率的比值曲线，如图所示。在不考虑迁入、迁出的情况下，下列说法正确的是 A.a点和b点时的R值相同，因此a、b点时种群 　的数量相同 B.田鼠种群数量在b～d时期经历了先增加后减 　少的变化 C.年龄结构是种群重要的数量特征，直接决定种群数量变化 D.该田鼠种群数量增长曲线为“S”形，c点时种群密度最小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 a～b时期R值一直大于1，说明田鼠种群数量在不断增加，因此b点时的种群数量大于a点，A错误； 在b～d时期R值先大于1再小于1，说明田鼠种群数量先增加后减少，B正确； 直接决定种群数量变化的是出生率、死亡率、迁入率和迁出率，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 R值大于1时，种群数量增加，R值小于1时，种群数量减少，所以该种群数量先增加后减少，不属于“S”形曲线，c～d时期R值一直小于1，说明种群数量一直在减少，因此d点时田鼠的种群密度最小，D错误。 12.(2023·全国甲，31改编)某旅游城市加强生态保护和环境治理后，城市环境发生了很大变化，水体鱼明显增多，甚至曾经消失的一些水鸟(如水鸟甲)又重新出现。回答下列问题： (1)调查水鸟甲的种群密度通常使用标志重捕法，原因是______________ ________________。 (2)K值又称环境容纳量，是指___________________________________，K值______(填“是”或“不是”)种群数量的最大值。 (3)若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量，围绕除食物外的调查的内容有_________________________(答出3点即可)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 鸟类活动能力 强，活动范围大 长时期内环境所能维持的种群最大数量 不是 环境条件、天敌和竞争者等 13.如图为某种群在不同生态环境中的增长曲线。请据图分析回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 (1)若将种群置于一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群数量的增长曲线可用图乙中曲线____(填字母)表示；若将种群置于有限的自然环境中，种群数量的增长曲线可用图乙中曲线____(填字母)表示。图中阴影部分表示_________________________________ _____。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 A B 由于环境阻力，生存斗争中被淘汰的个体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 分析图乙可知，在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群就会呈“J”形增长，即曲线A；若将种群置于有限的自然环境中，则种群的增长曲线是B，即“S”形曲线；图中阴影部分表示由于环境阻力，生存斗争中被淘汰的个体。 (2)图甲在t0～t2时间内，种群数量呈“____”(填“S”或“J”)形增长。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 S 图甲t0～t1时间内，种群增长速率增加，t1～t2种群增长速率减小，直至为0，t2时种群数量发展到K值，故表示“S”形曲线的种群数量变化。 (3)若希望长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后应使该种鱼的数量保持在______左右，原因是_______________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 K/2 此时种群的增长速率最大 若希望长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后应使该种鱼的种群数量保持在K/2左右，原因是此时种群的增长速率最大。 (4)在防治鼠害中，控制其环境容纳量是灭鼠的方法之一，请写出两条灭鼠的有效措施：_________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 综合强化 硬化地面、清洁卫生、储藏好食物、养殖天敌 第一章 种群 <<< $$