1.2 种群数量的变化（知识清单）（4知识+3拓展）生物人教版选择性必修2

该高中生物学知识清单系统梳理了种群数量变化的知识体系。从数学模型的概念及公式与曲线的优缺点入手，依次阐述“J”形增长的理想条件、模型及速率特点，“S”形增长的环境限制、K值及应用，最后通过酵母菌种群数量变化实验实现理论到实践的衔接。 知识链路按“模型构建-曲线分析-实验验证”逻辑展开，通过归纳总结、温馨提示等梳理核心概念，结合数学建模培养科学思维，依托实验操作强化探究实践，突出K值应用的生态观，帮助学生建立完整认知框架，提升分析解决实际问题的能力。

第1章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 数学模型 1.概念：数学模型是用来描述一个系统及其性质的数学形式，其常用的数学形式如数学公式、坐标曲线等。 2.比较 优点 缺点 数学公式 精确 不直观 坐标曲线 直观 不够精确 种群的“J”形增长 1.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理想条件下。 2.实例:①实验室条件下，培养某种微生物；②种群刚迁入一个适宜环境时种群的增长情况。 3.数学模型 （1）数学公式：Nt=N0λt（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）。 （2）曲线图： 4.种群增长率：种群的增长率＝λ－1，“J”形增长增长率是不变的。 5.种群增长速率： 种群的“S形增长” 1.产生原因:自然界的空间和资源总是有限的，存在天敌、传染病等。在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，这就会使种群的出生率降低，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。 2.数学模型 3.环境容纳量 （1）概念：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值 。 （2）应用： K/2值应用 4.种群增长率： 5.种群增长速率：S形曲线的增长速率先变大 ，在种群数量为K/2时达到最大，后逐渐减小，直至为零 （K值） 培养液中酵母菌种群数量的变化 1.酵母菌：有核膜包被的细胞核。酵母菌有细胞壁，成分是几丁质。 有液泡，环境条件良好时通常进行出芽生殖（无性生殖），环境条件不好时进行有性生殖。 2.计数方法：抽样检测法。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。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再估算试管中的酵母菌总数。 3.血细胞计数板：血细胞计数板有2个计数室，计数室的深度是0.1mm，一个大方格有25个中方格（或16个中方格），一个中方格有16个小方格（或25个小方格），一个大方格不论是哪种规格都有400个小方格。通常一个大方格的面积是1mm2，体积是0.1mm3（10-4mL） 4.计算公式： 1 mL培养液中细胞个数=（一个中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数）x400 x 104×稀释倍数 5.实验结果：增长曲线的总趋势是先增加（s型），后降低。原因是在开始时培养液中的营养充足、空间充裕、条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌种群数量的不断增多、营养消耗、pH值变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 6.注意事项 （1）显微镜计数时，应遵循“记上不记下，记左不记右”的原则 （2）从试管中吸取培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡数次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 （3）若酵母菌过多，应将吸取的培养液进行定量稀释后再计数。 （4）本实验不需要设置对照实验，因为酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照；但需要设置重复实验以确保结果的可靠性。 温馨提示 ①物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，如细胞结构模式图。 ②概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系，如种群的概念。 温馨提示 ①增长率=（现有个体数 - 原有个体数）/原有个体数×100%=（出生率 - 死亡率） ②增长速率=（现有个体数 - 原有个体数）/增长时间=曲线斜率 归纳总结 种群J形增长特点：①种群数量以一定倍数连续增长②增长率大于1并且不变，③增长速率增加。 温馨提示 种内竞争对种群数量起调节作用。 特别提醒 ①K值并非一个固定值，K值会随环境条件的改变而发生改变，大小直接取决于环境。 ②种群数量达到K值时，种群数量围绕K值上下波动，K值≠种群数量最大值 归纳总结 特点： 种群数量达到K/2时，增长速率最大；种群数量达到K值后，将保持相对稳定 归纳总结 抽样检测法步骤：“先盖后滴再吸” 种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用 点 应用 b点 消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于 b 点之前，严防种群增长进入加速期 c点 对有害生物：严防种群数量达该点，如鼠种群数量达 c 时，鼠害将难以控制 对有益生物：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具有最强更新能力，符合可持续发展原则 e点 对有害生物：限制生存条件，降低环境 容纳量 ，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量 对有益生物：改善生存条件，尽量提升 环境容纳量 ，如建立自然保护区，保护大熊猫 “J”形曲线与“S”形增长曲线的联系 1.图中阴影部分出现原因是存在环境阻力，且该阻力始终存在 2.图中阴影部分表示生存斗争中被淘汰的个体数 λ的应用 1.当λ>1时，后一年种群数量比前一年多，故种群数量增加； 2.当λ=1时，后一年种群数量和前一年相同，故种群数量保持不变； 3.当λ<1时，后一年种群数量比前一年少，故种群数量减少； 4.当λ＞1时，种群不一定呈“J”形增长，只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 数学模型 1.概念：数学模型是用来描述一个系统及其性质的数学形式，其常用的数学形式如数学公式、坐标曲线等。 2.比较 优点 缺点 数学公式 精确 不直观 坐标曲线 直观 不够精确 种群的“J”形增长 1.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理想条件下。 2.实例:①实验室条件下，培养某种微生物；②种群刚迁入一个适宜环境时种群的增长情况。 3.数学模型 （1）数学公式：Nt=N0λt（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）。 （2）曲线图： 4.种群增长率：种群的增长率＝λ－1，“J”形增长增长率是不变的。 5.种群增长速率： 种群的“S形增长” 1.产生原因:自然界的空间和资源总是有限的，存在天敌、传染病等。在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，这就会使种群的出生率降低，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。 2.数学模型 3.环境容纳量 （1）概念：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值 。 （2）应用： K/2值应用 4.种群增长率： 5.种群增长速率：S形曲线的增长速率先变大 ，在种群数量为K/2时达到最大，后逐渐减小，直至为零 （K值） 培养液中酵母菌种群数量的变化 1.酵母菌：有核膜包被的细胞核。酵母菌有细胞壁，成分是几丁质。 有液泡，环境条件良好时通常进行出芽生殖（无性生殖），环境条件不好时进行有性生殖。 2.计数方法：抽样检测法。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。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再估算试管中的酵母菌总数。 3.血细胞计数板：血细胞计数板有2个计数室，计数室的深度是0.1mm，一个大方格有25个中方格（或16个中方格），一个中方格有16个小方格（或25个小方格），一个大方格不论是哪种规格都有400个小方格。通常一个大方格的面积是1mm2，体积是0.1mm3（10-4mL） 4.计算公式： 1 mL培养液中细胞个数=（一个中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数）x400 x 104×稀释倍数 5.实验结果：增长曲线的总趋势是先增加（s型），后降低。原因是在开始时培养液中的营养充足、空间充裕、条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌种群数量的不断增多、营养消耗、pH值变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 6.注意事项 （1）显微镜计数时，应遵循“记上不记下，记左不记右”的原则 （2）从试管中吸取培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡数次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 （3）若酵母菌过多，应将吸取的培养液进行定量稀释后再计数。 （4）本实验不需要设置对照实验，因为酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照；但需要设置重复实验以确保结果的可靠性。 温馨提示 ①物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，如细胞结构模式图。 ②概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系，如种群的概念。 温馨提示 ①增长率=（现有个体数 - 原有个体数）/原有个体数×100%=（出生率 - 死亡率） ②增长速率=（现有个体数 - 原有个体数）/增长时间=曲线斜率 归纳总结 种群J形增长特点:①种群数量以一定倍数连续增长②增长率大于1并且不变，③增长速率增加。 温馨提示 种内竞争对种群数量起调节作用。 特别提醒 ①K值并非一个固定值，K值会随环境条件的改变而发生改变，大小直接取决于环境。 ②种群数量达到K值时，种群数量围绕K值上下波动，K值≠种群数量最大值 归纳总结 特点： 种群数量达到K/2时，增长速率最大；种群数量达到K值后，将保持相对稳定 归纳总结 抽样检测法步骤：“先盖后滴再吸” 种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用 点 应用 b点 消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于 b 点之前，严防种群增长进入加速期 c点 对有害生物：严防种群数量达该点，如鼠种群数量达 c 时，鼠害将难以控制 对有益生物：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具有最强更新能力，符合可持续发展原则 e点 对有害生物：限制生存条件，降低环境 容纳量 ，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量 对有益生物：改善生存条件，尽量提升 环境容纳量 ，如建立自然保护区，保护大熊猫 “J”形曲线与“S”形增长曲线的联系 1.图中阴影部分出现原因是存在环境阻力，且该阻力始终存在 2.图中阴影部分表示生存斗争中被淘汰的个体数 λ的应用 1.当λ>1时，后一年种群数量比前一年多，故种群数量增加； 2.当λ=1时，后一年种群数量和前一年相同，故种群数量保持不变； 3.当λ<1时，后一年种群数量比前一年少，故种群数量减少； 4.当λ＞1时，种群不一定呈“J”形增长，只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $