第1章 第2节 种群数量的变化-【新课程能力培养】2026-2027学年高中生物选择性必修2 生物与环境学习手册（人教版）

N 高中生物学选择性必修2（人教版） 第2节 种群数量的变化 (2)建立模型 核心素养 t年后种群数量表达式为 1.科学思维：比较“丁”形和“S”形增长曲 N。为种群起始数量，入表示该种群数量 线，阐释种群数量变化在实践中的应用， 是前一年的倍数，t为时间（年数）。 培养建模及模型分析的能力。 3.种群增长的“S”形曲线 2.社会责任：关注人类活动对种群数量变化· (1)模型假设 的影响。 自然界中的资源和空间总是 的。种群密度增大时 加剧、 川知识点一 建构种群数量增长模型 降低 升高，当二者数值 知识梳理 相等时种群增长停止，种群数量稳定在一定 水平。 1.建构种群增长模型的方法 (2)对曲线的分析 (1)研究方法：建构数学模型 ①a点以前是生物对环境 数学模型是用来描述一个系统或它的性 的适应期，种群数量 质的 增长较慢的原因是 (2)一般步骤：观察研究对象，提出问题→ 时间 提出合理的假设→根据实验数据，用适 ②ab段是快速增长期，种群数量快速增长， 当的 对事物的性质进行表达→ 时增长速率达到最大，此时 检验或修正。 相对充裕， 数量少 (3)数学模型的类型：数学方程式和曲： ③bc段随着种群密度的增加，个体间因食 线图。 物、空间和其他生活条件的争夺而导致种 以 为横坐标， 为纵坐 内竞争 使种群出生率 标的曲线反映种群的增长趋势更直观。 死亡率 2.种群增长的“J”形曲线 ④达到K值时，种群出生率 死亡 (1)模型假设 率，种群数量保持 ①条件：食物和空间条件充裕、气候适宜，： (3)K值( 没有 和其他 ①含义：一定空间中所能 的种群最 ②数量变化：种群的数量每年以一定的 大数量。 增长，第二年的数量是第一年的 ②应用： 倍。 a.野生大熊猫数量锐减的原因： 6 第1章种群及其动态 遭到破坏，食物减少和活动范围缩小， 要点精析 变小。 1.正确区分种群增长率与增长速率 b.应对措施：建立 改善栖息环 境，提高 (1)含义 ①种群增长率：指单位数量的个体在单位时 4.种群数量的波动 间内新增加的个体数，即 (1)变化情况包括增长、波动、下降，甚至 消亡。 增长率=一定时间内增长的数量×100%。 初始数量 (2)影响因素 ②种群增长速率：指单位时间内新增加的个 ①自然因素：气候、食物、天敌、传染病 体数（即种群数量增长曲线的斜率），即 等。 增长速率=一定时间内增长的数量 ②人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森 时间 林，猎捕动物，环境污染等。 (2)计算方法：假设某一种群的数量在某一 (3)数量变化：大多数种群的数量总是在 单位时间t(如一年)内，由初始数量 中：处于波动状态的种群，在 N。增长到数量N,则该种群的增长率和 某些特定条件下可能出现种群 增长速率的计算公式分别为： 长久处于不利的条件下，种群数量会出 增长率=[（末数-初数）/初数]×100%= 现持续性的或急剧的 [(N-No)/W]×100%(无单位)； 增长速率=（末数-初数）/单位时间=(N,- 教材拓展 N)t(有单位，如个年)。 1.“J”形曲线和“S”形曲线之间的阴影 :2.有关种群数量变化的四点提醒 部分表示种群数量的差异，它是什么原因 :(1)K值并不是种群数量的最大值：K值是 造成的？ 环境容纳量，即在保证环境不被破坏的 位 “J”形曲线 “S”形曲线 前提下所能容纳的最大值；种群所达到 甜 的最大值会超过K值，但这个值存在的 时间很短，因为环境会遭到破坏。 时间 (2)K值不是一成不变的：K值会随着环境 的改变而发生变化，当环境遭到破坏 2.从种群增长曲线和环境容纳量两个方面考 时，K值会下降；当环境条件改善时， 虑，治理鼠害最有效的措施是什么？ K值会上升。 (3)在环境不遭受破坏的情况下，种群数量 会在K值附近上下波动。当种群数量偏 离K值的时候，会通过负反馈调节使种 群数量回到K值。 高中生物学选择性必修2（人教版） (4) 捕捞或收获后的种群数量应在K2附：B.种群数量最大的时刻是b,最小的时刻是e 近，防治有害生物应在达到K2之前采：C.af段，该种群的环境容纳量很有可能发 取相应措施。 生了改变 例1数学模型是用来描述一个生态系统或：D.ab和de段，种群年龄结构分别为增长型 它的性质的数学形式，种群增长的数学模型 和衰退型 有曲线图和数学方程式。下列关于种群“丁” 解析：本题考查种群数量增长的相关知识， 形增长的叙述，错误的是() 意在考查考生的获取信息能力和理解能力。 A.数学方程式模型N,=NM'可表示为t年后： 据图可知，ac段该种群的增长速率从0开始 的种群数量 增加到最大，又从最大减小到0，种群数量 B.条件是食物和空间充裕、气候适宜、没：一直增加，直到数量相对稳定，因此c段， 有敌害等 种群数量呈“S”形增长，A正确；种群数 C.“J”形增长曲线中入大于1 量刚达到最大的时刻是增长速率减小到0 D.增长速率是固定的 时，即图中的c时刻，B错误；df段种群增 解析：“J”形增长曲线的数学方程式模型 长速率为负值，即种群数量下降，且持续时 N,=NM'(入表示第二年的数量为第一年的入：间较长，不符合在K值附近波动的特征，因 倍)可表示为t年后的种群数量，A正确；： 而该种群的环境容纳量很可能减小了，C正 食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等理：确；b段，该种群的增长速率大于0，种群 想条件下，种群数量持续增加，呈“J”形：数量不断增加，年龄结构为增长型；d段， 增长，B正确；由于种群数量一直在增长，：该种群的增长速率小于0，种群数量不断减 后一年比前一年多，所以曲线中入大于1，少，且减少速度越来越快，年龄结构为衰退 C正确；种群的增长速率不是固定的，D:型，D正确。 错误。 答案：ACD 答案：D 例3下面A图是某种动物种群密度与种群 例2（不定项）如图为某生物的种群增长 速率随时间的变化图。已知横轴上的图形与 周限骑长率R(R=光，心为：时刻种群数 横轴下的图形为对称关系，从中能得出的结 量，V+1为t+1时刻种群数量)的关系图， B、C、D、E图（纵轴均为相对密度而非A 论是( 图中的绝对密度)是几种不同的种群数量变 化类型图。下列有关说法正确的是() 时间 种群密度 时间 A.ac段，种群数量呈“S”形增长 A B 第1章种群及其动态 知识点二 探究培养液中酵母菌种群数 量的变化 时间 时间 C E 知识梳理 A.种群密度在A图I时所对应的种群变化 类型为B图 1.实验原理 B.种群密度在A图Ⅲ时所对应的种群变化 (1)酵母菌属于 微生物，有氧 类型为D图 呼吸时产生二氧化碳和水，无氧呼吸时 C.种群密度在A图Ⅱ时，该种群的年龄结 产生 构为增长型 (2)用 培养基（培养液）培养酵母 D.不论该种群的初始种群密度是多少，该 菌，种群的增长受培养液的成分、空 种群的数量最终都会达到K值后稳定不变 间、pH、温度等因素的影响。 解析：本题考查种群的特征及种群的数量变 (3)在理想的环境中，酵母菌种群数量呈 化等知识，要求考生理解种群的特征及种群 ”形增长曲线；在资源和空 的增长曲线等知识，并能结合所学的知识进 间有限的环境里，酵母菌种群数量呈 行准确分析与判断。根据种群周限增长率的 ” 形增长曲线。 定义可知，当R>1时，t+1时刻种群数量>t 2.尝试设计不同的培养条件 时刻种群数量，该动物种群密度增大；当 试管编号 A B C R=1时，t+1时刻种群数量等于t时刻种群 培养液/mL 10 10 管内 数量，该动物种群密度基本不变；当R<1 无菌水/mL 10 液体 时，t+1时刻种群数量<t时刻种群数量，该 酵母菌/mL 0.1 0.1 0.1 动物种群密度降低。种群密度在A图I时， 温度条件/℃ 28 28 周限增长率为1，该动物种群密度基本不 3.实验步骤 变，A错误；种群密度在A图Ⅲ时，周限增 (1) 酵母菌培养 液体培养基，无菌条件 长率<1，t+1时刻种群数量<t时刻种群数量， (2) 振荡培养基 酵母菌均匀分布于培养基中 该动物种群密度降低，所对应的种群变化类 每天将含有酵母菌的培养 型为E图，B错误；种群密度在A图Ⅱ时， 液滴在计数板上，计数一 (3) 观察并计数 周限增长率>1，t+1时刻种群数量>t时刻种 个小方格内的酵母数量， 再以此为根据，估算试管 群数量，该动物种群密度增大，该种群的年 中的酵母菌总数 龄结构为增长型，C正确；如果种群密度 (4)重复(2)(3)步骤 连续观察7天，统计数目 过小，在环境阻力下，很难达到K值，D 错误。 (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 答案：C 的变化规律 高中生物学选择性必修2（人教版） 4.血细胞计数板的使用 数三次，取其平均值。 (1)血细胞计数板的构造（如下图所示） (4)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 盖玻片 0.10mm 的酵母菌均匀分布，减小误差。 1/400mm 计数板计数室 (5) 结果记录如下表所示： (顶面规) (侧面观) 时间/d 2 3 4 6 中方格 田小方格 数量个 (6)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 A.放大的方格网B.放大的计数室 C.放大的计数室 (7)记录过程要尊重事实，不能主观臆造， (25×16) (16×25) 应真实记录。 (2)计数板的规格及计算 (8)酵母菌增长曲线图（如下图甲）及增长 方格网上刻有9个大方格， 其中只有中间的一个大方格 速率曲线图（如下图乙）。 计数室为计数室。每个大方格的面 容积 积为1mm,加盖玻片后的深 度为0.1mm,因此，每个大 解 方格的容积为0.1mm 计数板 大方格内分为25个中 25x16型格，每一中格又分为 时间/天 时间天 双板的 规格 16个小格 甲 乙 类型 16x25型 大方格内分为16个中 格，每一中格又分为 格及 25个小格 例1 用血细胞计数板计数培养液中酵母菌 25×16型细胞数/mL=80个小格内细胞 种群数量的动态变化时，进行如图所示的操 算 计数 个数/80x400x10000×稀释倍数 公式16x25型细胞数mL=100个小格内细胞个 作。下列相关叙述正确的是( 数/100x400x10000x稀释倍数 滴细胞 用滤纸吸去 悬液 盖上盖玻片 多余悬液 要点精析 2 血细胞计数板 血细胞计数板 血细胞计数板 (1)在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单 A.图示操作顺序正确，对计数结果无影响 细胞生物，因此必须在显微镜下计数，： B.图示对酵母菌计数采用的方法为抽样检 且不能准确计算其个数，只能估算。 测法 (2)显微镜计数时，对于压在小方格界线上 C.取酵母菌培养液时，直接从试管中部吸 的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角 取即可 的酵母菌。 D.实验结束后，血细胞计数板用试管刷蘸 (3)本实验不需要设置对照实验，因不同时 洗涤剂擦洗、晾干 间取样已形成对照；需要做重复实验，：解析：利用血细胞计数板时，应先放置盖玻 目的是尽量减小误差，需对每个样品计：片，在盖玻片的边缘滴加培养液，待培养液 10 第1章种群及其动态。 从边缘处自行渗入计数室，吸去多余培养 样检测法估算酵母菌细胞总数，C正确；该 液，再进行计数，A错误：对酵母菌计数时：酵母菌种群的K值约为12×1000个·mL× 从培养液中吸取少量的样液，逐个计数时也 10mL=120000(个)，D错误。 只是对部分计数室计数，所以采用的方法为 答案：C 抽样检测法，B正确；在吸取培养液计数：例3下列关于“培养液中酵母菌种群数 前，要轻轻振荡试管，使试管中的酵母菌分： 量的变化”实验的相关操作，正确的是 布均匀，C错误；实验结束后，应将血细胞 计数板浸泡和冲洗，D错误。 A.先向计数室内滴加培养液，然后再将盖 答案：B 玻片放在计数室上 例2在一个10L的封闭培养体系中，酵：B.从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必 母菌数量的动态变化如下表所示。下列关于 摇匀培养瓶中的培养液 酵母菌细胞数量的叙述，正确的是( ) C.培养用具必须经过严格的灭菌处理，培 养液则不需要灭菌 培养时间h 0 o 20 30 40 50 60 70 D.为了方便酵母菌计数，培养后期的培养 酵母菌细胞 液应稀释后再计数 数量/(×1000 0.20.4 2 5 10 12 12 12 个mL) 解析：在“培养液中酵母菌种群数量的变 化”实验中，应该先将盖玻片放在计数室 A.可用数学模型N,=N'表示种群数量 上，再向盖玻片边缘滴加培养液使其自行渗 B.种内竞争导致初始阶段种群数量增长缓慢 入，A错误；从瓶中吸出培养液进行计数之 C.可用抽样检测法估算酵母菌细胞总数 前，必须摇匀培养瓶中的培养液，使酵母菌 D.该酵母菌种群的K值约为12000个 均匀分布于培养液中，B错误；培养用具必 解析：分析题表数据可知，酵母菌种群数量：须经过严格的灭菌处理，培养液也需要用高 先增加后维持稳定，表现为“S”形增长，：压蒸汽灭菌法处理，C错误；酵母菌的繁殖 而数学模型N,=N'表示的是“丁”形曲线增：能力很强，培养一段时间后酵母菌数量较 长的种群数量，A错误；初始阶段酵母菌种多，为了方便酵母菌计数，培养液应稀释后 群数量增长缓慢是由于起始数量太少，且其：再计数，D正确。 对环境有一个适应的过程，B错误；可用抽：答案：D 学 11参考答案与解析 N 参考答案与解析 学习手册参考答案与解析 第1章 种群及其动态 、 部的个体全部计数，样方外部的个体全部不计数。对于 >“第1节种群的数量特征 样方边界上的个体，原则上计一半边界（含顶角）上的 知识点一 种群密度及其调查方法 个体：如果是方形样方，计数相邻两边及其夹角上的个 知识梳理 体，因此，A、B、C正确，D错误。 一、1.(1)空间范围(2)同种 (3)全部 二、1.单位面积或单位体积种群 ●"第2节； 种群数量的变化 教材拓展 知识点一 建构种群数量增长模型 提示：①种群密度可能已经改变，估算出的数据不 知识梳理 准确 1.(1)数学形式(2)数学形式 (3)时间种 ②被标记个体还未与未标记个体充分混匀，会出现 群数量 较大误差 2.(1)①天敌竞争物种②倍数入(2)N=N 知识点二种群的其他数量特征 3.(1)有限种内竞争出生率死亡率 知识梳理 (2)①个体数量少②K2食物、空间天敌 1.(1)新产生或死亡(2)直接 ③加剧降低升高④等于相对稳定(3)环境 2.(1)迁人或迁出(2)不可忽视 容纳量①维持②a.栖息地K值b.自然保护区 3.(1)各年龄期 (2)出生率和死亡率 (3)增 环境容纳量 长稳定衰退 4.(3)波动爆发下降 4.(2)出生率 (3)性别比例出生率种群密 教材拓展 度 1.提示：“丁”形曲线是在无环境阻力的情况下形 教材拓展 成的，“S”形曲线是在有环境阻力的情况下形成的， A.迁人率B.出生率C.性别比例D.年龄结构 阴影部分可以表示通过生存斗争被自然选择淘汰的部分。 E.迁出率F.死亡率 2.提示：①从增长曲线角度考虑：灭鼠应在鼠害刚 知识点三调查草地中某种双子叶植物的种群密度 发生时就进行。②从环境容纳量的角度考虑：应该采用 知识梳理 断绝食物、水源、地面硬化等措施降低种群的环境容纳 丛生或蔓生网状 量以防治鼠害。 变式训练 知识点二探究培养液中酵母菌种群数量的变化 (1)需要计数样方以内的个体数量，以及任意两个； 知识梳理 相邻边及其夹角上的个体数量。该样方的种群密度为 1.(1)兼性厌氧型二氧化碳和酒精(2)液体 (5+2+1)÷1=8(株/m2)。 (3)JS (2)8株/m2 (3)D【解析】统计样方中的个体数量时，样方内： 47