第1章 第2节 种群数量的变化-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版 多选版）

第2节　种群数量的变化 　【学习目标】 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。 聚焦·学案一　建构种群增长模型的方法 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] 1.建立数学模型的方法(步骤) 2.辨清数学模型的种类和特点 (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 |情|境|探|究|思|考| 　　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个月内鱼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空白处应为提出合理的假设,③空白处应为该鲤鱼种群的起始数量。 (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=2 000×1.012 120尾(用公式表示,不计算具体结果)。  [迁移训练] 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.在数学建模过程中也常用到假说—演绎法 解析:选C　与数学公式相比,数量增长曲线更加直观地反映出种群的增长趋势,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(即演绎推理)→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。 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:选B　细菌属于原核生物,不进行有丝分裂,A不符合题意;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,说明其前提条件是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,B符合题意;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不符合题意;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不符合题意。 聚焦·学案二　种群数量的增长与波动 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)深入理解种群的“J”形增长的含义及其数学模型 1.含义 理想条件下种群增长的形式,如果以时间为横坐标,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(如图)。 2.数学模型 (1)模型假设 ①条件:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和竞争物种等。 ②数量变化:种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的λ倍。 (2)建立模型:t年后种群数量为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。 3.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。 (二)深入理解种群的“S”形增长的成因、特点及实践应用 1.“S”形增长的形成原因分析 条件 自然界中的资源和空间总是有限的 原因 随种群数量的增多,生物对食物和空间的竞争趋于激烈,导致出生率降低,死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平 环境容 纳量 又称K值,指一定的环境条件所能维持的种群最大数量 2.“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值,A'、C'、D'时刻所对应的种群数量为K/2。 3.“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,由于食物的减少和活动范围的缩小,其K值会变小。 (2)保护措施 建立自然保护区,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护大熊猫的根本措施。 (三)综合比较种群的“J”形和“S”形增长曲线 |探|究|学|习| 　　将环颈雉引入某岛屿后,其实际种群数量增长呈“Z”形变化,如图1实线所示,即每年春季观察到的种群数量明显低于前一年秋季的。绘制出的环颈雉理论种群数量增长曲线,如图1虚线所示。实际上λ(λ表示该种群数量/一年前种群数量的值)随种群密度(N)的变化如图2所示。 (1)图1中环颈雉种群数量变化的理论增长曲线为“J”形曲线,要符合该增长模型需要满足的条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和竞争物种等。若干年后该岛屿上的环颈雉最终增长曲线将呈“S”形,原因是该岛屿的空间和资源是有限的,当死亡率和出生率相等时,种群数量将稳定在一定的水平。 (2)调查的年份中,环颈雉实际种群数量增长曲线呈“Z”形可能的原因是越冬时环颈雉死亡率上升。 (3)图2中随着种群密度增大,环颈雉的λ会下降,可能的原因是种群处于高密度时,食物短缺、传染病等因素均会导致出生率下降和死亡率上升。 (4)由图2可知,当种群密度小于100时,环颈雉种群的年龄结构属于增长型,判断的依据是当种群密度小于100时,λ大于1,其种群数量增加。 (5)如果环颈雉种群数量达到K值后,又有少量环颈雉从其他地区迁入该岛屿,则该岛屿的K值将不变,原因是K值是由环境条件决定的,少量迁入个体不会改变该岛屿的环境条件。 |认|知|生|成| 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 有无K值 无K值 有K值 联系 　　[典例]　[多选]图1表示的是当年种群数量与前一年种群数量的比值(λ)的变化曲线,图2是种群数量增长曲线,下列相关叙述错误的是 (　　) A.图1中第15年种群数量最少 B.渔业捕捞时,在图2中B点所处的时间可获得最大日捕获量 C.图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况 D.曲线Y中C点的值是固定不变的 [解析]　图1中,第10到第20年λ都小于1,种群数量一直在减少,因此第20年种群数量最少,A错误;图2中,B点的种群数量为K/2,C点的种群数量为K值,故要想获得最大日捕获量需在图2中的C点所处的时间捕捞,B错误;图1中前5年,λ>1且保持不变,即种群数量每年以固定倍数增加,符合“J”形曲线模型,可以用图2中曲线X表示,C正确;曲线Y中C点的值表示K值,K值不是固定不变的,K值会受到环境条件的影响,D错误。 [答案]　ABD [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。 (四)理清种群数量波动的特点和影响因素 1.种群数量波动的特点 (1)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。 (2)对于大多数生物来说,种群数量总是在波动中。 (3)处于波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群爆发。 (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剧的下降。 2.种群数量波动的影响因素 外界因素 食物、气候、传染病、天敌等 直接因素 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 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 [迁移训练] 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)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。 (×) (3)朱鹮一度濒临灭绝。我国朱鹮的数量从1981年在陕西发现时的7只增加到如今的万只以上。 ①朱鹮的数量已达到栖息地的环境容纳量。 (×) ②加强对受伤朱鹮个体的救护能提高其环境容纳量。 (×) (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.环境容纳量是环境制约作用的具体体现。下列叙述错误的是 (　　) A.植食性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 B.生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的 C.对某草原上的有害动物进行控制,应尽量降低其环境容纳量 D.人类科技的进步、生产力的提高可能改变人口环境容纳量 解析:选A　一般情况下,植物夏季生长茂盛,植食性动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以夏季最大,A错误;环境容纳量受环境条件的限制,生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的,B正确;对某草原上的有害动物进行控制,应尽量降低其环境容纳量,C正确;人类科技的进步、生产力的提高可提高资源的利用率,可能改变人口环境容纳量,D正确。 3.科学家研究某区域中新迁入的某种生物的种群数量变化,得到该种群在数年内λ值的变化曲线(如图1),以及出生率和死亡率的比值曲线(如图2);图3为某种群增长速率随时间变化的曲线,下列叙述正确的是 (　　) A.图1曲线的a段表示该种群为“J”形增长,曲线所示的35年中,种群数量最少的是第30年 B.图2曲线的A点和B点,该种群的增长率相等,BC段种群的数量逐渐增加 C.图3曲线的t1~t2,由于资源和空间有限,种内竞争加剧,天敌数量增加等导致种群数量下降 D.少量的大熊猫迁入一个大熊猫自然保护区,不会改变该区域大熊猫的K值 解析:选D　图1曲线的a段,λ=2,λ值恒定,所以a段表示该种群为“J”形增长;由图1可知,第30~35年λ<1,种群数量依然在减少,A错误;图2中,A点和B点出生率和死亡率的比值相等,种群增长率=出生率-死亡率,二者增长率不一定相等,B错误;图3曲线的t1~t2,种群增长速率逐渐减小,但种群数量仍增加,C错误;少量的大熊猫迁入一个大熊猫自然保护区,不会改变该区域环境条件,故不会使该区域大熊猫的环境容纳量(K值)改变,D正确。 4.下图表示某区域中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线。下列说法错误的是 (　　) A.t3时甲种群的数量可能大于t5时乙种群的数量 B.t3~t5(不含t3、t5)时间内,甲、乙两种群的年龄结构不同 C.t2~t4时间内,甲的种群数量先增大后减小 D.若乙种群为养殖的草鱼,在t4时进行捕捞有利于持续获得较大鱼产量 解析:选D　由题意无法得知t3时甲种群的数量,也无法得知t5时乙种群的数量,因此t3时甲种群的数量可能大于t5时乙种群的数量,A正确。t3~t5时间内(不含t3、t5),甲种群增长速率为负值,种群数量减少,种群的年龄结构为衰退型;t3~t5时间内(不含t3、t5),乙种群增长速率为正值,种群数量增加,种群的年龄结构为增长型,B正确。t2~t3时间内,甲种群的增长速率大于0,种群数量呈现增加趋势,t3后甲的种群增长速率为负值,种群数量减少,C正确;若乙种群为养殖的草鱼,应在超过t4时捕捞,使捕捞后的种群数量维持在t4对应的种群数量,D错误。 5.[多选]如图为某种群的平均出生率及平均死亡率与该种群所依赖的资源量的关系图。下列叙述错误的是 (　　) A.出生率和死亡率是种群内个体特征的统计值 B.资源量通过影响该种群的死亡率,影响其数量变化 C.若资源量长期小于R会导致该种群的种群密的比值度降低 D.当资源量为Q时,种群数量达到K值 解析:选BD　出生率或死亡率分别是指单位时间内出生或死亡的个体数与种群个体总数的比值,因此,出生率和死亡率是种群内个体特征的统计值,A正确;图中显示,随着资源量的变化,平均出生率变化明显,但平均死亡率却没有变化,据此可知资源量是通过影响该种群的出生率,进而影响其数量变化,B错误;资源量长期小于R会使平均出生率小于平均死亡率,导致该种群密度降低,C正确;据图示可知,当资源量为Q时,平均出生率大于平均死亡率,则种群数量将会增加,可见此时的种群数量并不是K值,D错误。 聚焦·学案三　探究培养液中酵母菌种群数量的变化　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 [基本知能] 1.实验原理 (1)用液体培养基(培养液)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)培养液中的酵母菌种群数量一开始呈“J”形增长;随着时间的推移,由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、pH的改变,酵母菌种群数量呈“S”形增长。 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:酵母菌均匀分布在培养液中。 (3)观察并计数:每天将含有酵母菌的培养液滴在计数室的盖玻片边缘上,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。 (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,得出酵母菌种群数量的变化规律。 3.计数方法:抽样检测法。 [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,故应计数无色细胞,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。 [答案]　D [易错提醒] 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。 [迁移训练] 1.关于探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验,下列说法正确的是 (　　) A.从静置的培养液中吸取适量的上清液,用血细胞计数板计数 B.计数时如果先加培养液再盖盖玻片,会导致计数结果偏低 C.对培养液进行稀释,会导致估算结果比实际种群数量小 D.增大酵母菌起始浓度,不改变K值但会缩短达到K值的时间 解析:选D　应将培养液振荡摇匀后再取样,A错误;计数时如果先加培养液再盖盖玻片,会导致计数结果偏高,B错误;对培养液进行稀释,计数时需将稀释倍数计算在内,若稀释倍数不准确可能会影响计数结果,但不一定就导致估算结果比实际种群数量小,C错误;增大酵母菌起始浓度,环境容纳量(K值)不变,因为K值主要由环境条件决定,但由于起始数量多,会缩短达到K值的时间,D正确。 2.为探究小球藻种群数量的变化规律,将1 mL培养液稀释103倍后进行了计数,部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.用血细胞计数板计数时,应先将盖玻片放在计数室上再滴加培养液 B.滴加培养液后,用滤纸在血细胞计数板一侧边缘吸引进行引流 C.依据图示结果,可以估算出培养液中小球藻密度约为3.5×109个·mL-1 D.每天定时取样已形成对照,不需要设置对照组,但一定要做重复实验以减少误差 解析:选B　用血细胞计数板计数时,正确的操作是先将盖玻片放在计数室上,然后用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,A正确,B错误;该血细胞计数板的规格为25×16,1个中格(分为16个小格)中的酵母菌数为14个,则1 mL培养液中酵母菌数约为14÷16×400×1 000×10 000=3.5×109(个),C正确;每天定时取样,不同时间的样本之间形成对照,不需要额外设置对照组,为了减少实验误差,一定要做重复实验,D正确。 3.[多选]某种酵母菌通气培养的生长曲线如图所示,a、b是相同培养条件下两个批次培养的结果。下列有关叙述错误的是 (　　) A.可采用抽样检测法对酵母菌进行计数 B.上述两个批次的酵母菌的环境容纳量相同 C.a批次中可能有少量的杂菌生长繁殖 D.t2时,上述两个批次培养液中营养物质的剩余量相同 解析:选CD　酵母菌的计数可采用抽样检测法进行计数,A正确;a、b曲线(“S”形)是相同条件下两个批次培养后绘制的,二者的K值相同,即环境容纳量相同,B正确;若a批次中有细菌污染,则其K值与b批次的不同,而图示中两条曲线的K值相同,C错误;t2时,a、b均达到K值,但由于b条件下酵母菌数量首先达到K值,故消耗的营养物质较多,则营养物质的剩余量相对较少,D错误。 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.松材线虫入侵初期,种群数量每年均以120%的增长率(出生率—死亡率)增长,若该种群初始数量为N0,则两年后种群的数量会达到多少?该种群数量短时间内能够“J”形增长的原因是什么? 提示:两年后种群的数量=N0λ2=N0(1+120%)2=4.84%N0。食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和竞争物种等。 2.利用稻田养鱼发展生态农业,可获得经济效益和社会效益双丰收。为了持续获得较大的鱼产量,鱼的种群数量最好控制在K/2左右,其原因是什么? 提示:此时种群增长速率最快,种群数量能在短时间内快速恢复。 3.某生物兴趣小组探究培养液中酵母菌种群数量的变化时发现: (1)培养初期酵母菌种群数量增长缓慢。 (2)培养后期,培养液的pH明显降低。 为什么会出现以上现象? 提示:(1)种群起始数量较少,菌种需要调整、适应新环境。 (2)酵母菌进行细胞呼吸产生二氧化碳,二氧化碳溶于培养液导致pH下降。 4.某城市卫生部门组织了一次灭鼠活动,基本消灭了该城市居民区的褐家鼠。但灭鼠3年后,该城市又开始出现大量的褐家鼠。 (1)从种群特征的角度分析,3年后又出现大量褐家鼠的原因可能是什么? 提示:生存条件的改善,导致出生率大于死亡率、迁入率大于迁出率。 (2)用药物灭鼠的害处较多,为了更有效地控制鼠害,请从影响褐家鼠生存的非生物因素和生物因素两个角度,提出合理的防控措施并说出生态学依据。 提示:非生物因素,如硬化室内地面(或做好粮食的储藏);生物因素,如养殖褐家鼠的天敌等。生态学依据是降低种群的环境容纳量。 三、综合检测反馈 1.为了更好地养护水生生物资源,保护水域生态环境,推进生态文明建设,佛山市实施了分区域限时间禁渔制度。下列措施有利于实现本地渔业可持续发展的是 (　　) A.多引入生活力更强的新鱼种 B.捕捞后使鱼的种群数量处在K值附近 C.捕鱼时控制好渔网网眼大小 D.大量投放本地鱼喜食的饲料 解析:选C　引入生活力更强的新鱼种容易造成生物入侵,破坏生态环境,A不符合题意;捕捞后使鱼的种群数量处在K/2左右,此时种群增长速率最快,B不符合题意;捕鱼时控制好渔网网眼大小,减少对幼龄鱼的捕获,C符合题意;适量投放本地鱼喜食的饲料,过度投放会造成资源浪费和水体污染,D不符合题意。 2.N为种群某一时期的存活个体数,Nx表示某致死因素作用该时期结束时的存活个体数。该因素的致死力可表示为Kx=lg N-lg Nx,该时期内的总致死力可表示为K总=K1+K2+…+Kn。下图表示某一蝴蝶种群不同年份所受致死因素的影响情况,下列叙述错误的是 (　　) A.1958年,该种群环境容纳量相较其他年份可能更大 B.1960年,该种群受到最主要的致死因素是K2 C.若种群内某一蝴蝶个体的死亡只由致死因素K1引起,则此时K总=K1 D.该蝴蝶种群的密度过大、栖息地的丧失、食物的短缺都可能成为该种群的致死因素之一 解析:选C　由题图可知,相较其他年份,1958年的K总值最低,环境容纳量可能更大,A正确;1960年K2的值最高,说明该种群受到最主要的致死因素是K2,B正确;该图是分析整个种群数量变化得出来的,因此若种群内某一只蝴蝶个体的死亡只由致死因素K1引起,不能推测出K总=K1,C错误;该蝴蝶种群的密度过大、栖息地的丧失、食物的短缺都可能引起种内竞争加剧,导致个体死亡,因此都可能成为该种群的致死因素之一,D正确。 3.(2025·云南高考)在国家和地方政府的大力保护下,中国境内亚洲象数量明显增加。2002~2023年西双版纳野象谷亚洲象种群数量调查结果如图。下列说法错误的是 (　　) A.可使用红外触发相机调查亚洲象种群数量 B.2016~2017年,该种群新出生3头亚洲象 C.2021~2022年,亚洲象种群增长率为3% D.亚洲象种群数量增长至K值后仍然会波动 解析:选B　红外触发相机可以在不干扰亚洲象的情况下对其进行监测和记录,能够较为准确地统计亚洲象的种群数量等信息,所以可使用红外触发相机调查亚洲象种群数量,A正确;种群数量的变化不仅取决于出生数量,还与死亡、迁入和迁出等因素有关,仅从所给的种群数量数据,不知道这期间亚洲象的死亡数量等其他信息,不能仅仅根据两年的种群数量差值就确定新出生的亚洲象数量,B错误;种群增长率=增长数量/初始数量×100%,2021年亚洲象种群数量为100,2022年为103,增长数量为103-100=3,初始数量为100,则种群增长率为3/100×100%=3%,C正确;在自然生态系统中,种群数量增长至K值后,由于受到环境因素(如食物、天敌、气候等)的影响,种群数量仍然会在K值上下波动,D正确。 4.图1是草原中鼠的数量变化曲线图,图2是某兴趣小组为了研究酵母菌种群数量的变化规律,进行了相关研究实验,测得实验数据并绘制的曲线图。请据图回答: (1)若某草原上的鼠的数量变化如图1中曲线Ⅰ所示,初始种群数量为100只,每年鼠的种群数量比去年增加1.8%,n年后鼠的种群数量为　　　　　　　只。  (2)草原上的鼠对生态环境破坏极大,最好在图1中曲线Ⅱ的　　　　　(填“b”或“d”)时刻前进行防治。若图1中曲线Ⅱ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,曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是　　　　　。若投放的蛇因不适应当地草原的环境而部分死亡,则图中α的角度将会　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。  (3)摇床又称为自动振荡器,培养时需将锥形瓶置于摇床上进行振荡的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)若制备装片时,先在清洁干燥的血细胞计数板的计数室上滴一滴酵母菌液,静置5 min再盖上盖玻片,测量的结果会　　　　　(填“偏低”或“偏高”)。如果用台盼蓝染液对酵母菌液进行染色,在计数时应只统计　　　　　(填“蓝”或“无”)色的酵母菌细胞。  (5)分析图2实验数据得知,在0~7 d酵母菌的数量呈“　　　　　”形增长,超过7 d之后,由于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写两点)等原因,酵母菌种群数量呈下降趋势。  解析:(1)由题意可知,若某草原中鼠的数量变化呈“J”形增长,且每年的种群数量是上一年的1.018倍,即λ=1.018,又已知N0=100,结合“J”形增长的种群数量公式可知,n年后鼠的种群数量为100×1.018n。 (2)由图1可知,草原上的鼠在b时刻种群数量为K/2,此时增长速率最大,故最好在b时刻前进行防治。在草原中投放了一定数量的蛇后,鼠的天敌增加,环境容纳量下降,种群数量会降低,故图1曲线Ⅱ中,蛇在ef时间段发挥明显生态效应。若投放的蛇因不适应当地草原的环境导致部分死亡,鼠的天敌增加量变小,鼠种群数量下降速率将小一些,图中α的角度变大。 (3)培养酵母菌时需将锥形瓶置于摇床上进行振荡,其目的是增加培养液中的溶氧量,且利于酵母菌和营养物质的充分接触。 (4)先将培养液滴加到血细胞计数板的计数室上,静置5 min再盖上盖玻片计数,由于已加入的液滴的表面张力作用使其未能严密的盖到计数板表面上,使计数室内的体积增大,从而使计数结果偏高。台盼蓝染液可以鉴别细胞的死活,若是死细胞会被染成蓝色,故在计数时应只统计无色的酵母细胞。 (5)分析图2实验数据得知,在0~7 d酵母菌的数量呈“S”形增长,超过7 d之后,由于营养物质的大量消耗、代谢废物的积累、培养液pH的变化等原因,酵母菌种群数量呈下降趋势。 答案:(1)100×1.018n　(2)b　ef　变大　(3)可以增加培养液中的溶氧量,且有利于酵母菌和营养物质的充分接触　(4)偏高　无　(5)S　营养物质的大量消耗、代谢废物的积累、培养液pH的变化 学科网（北京）股份有限公司 $