1.2种群的数量变化（教学课件）（含交互动画）生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件聚焦种群数量变化，涵盖J型、S型增长模型及环境容纳量等核心知识，通过野兔入侵澳洲情境导入，结合细菌分裂问题探讨，温故知新回顾模型类型，搭建从个体到种群的认知支架。 其亮点在于以真实案例和交互动画驱动科学思维，通过J型与S型曲线对比、λ值分析培养模型构建能力，酵母菌种群实验强化科学探究，分层练习覆盖不同能力需求。助力学生建立生命观念，教师可高效开展情境化教学。

编辑母版标题 单击此处编辑副标题 1 第1章 种群及其动态 第2节 种群的数量变化 高二生物上学期人教版选择性必修二 从个体到种群，从种群到群落，无不揭示一个原理——整体大于部分之和! 学·新知探究 拓·素养提升 练·分层情境 666666644444/ 含交互动画 新课标与教学目标 新课标要求 核心素养目标 尝试建构数学模型描述种群数量变化；区分种群J型、S型增长的发生条件与数量变化特点；阐释环境容纳量（K值）的概念，分析K值的影响因素；能运用种群数量变化的规律，对渔业资源合理利用、有害生物防治、濒危物种保护等真实情境作出科学解释，认识人类活动对种群数量动态的影响。 生命观念:理解种群数量随环境动态变化，建立稳态与平衡、生物与环境相适应的观念。 科学思维:通过J型、S型曲线模型，归纳对比种群增长规律，提升模型分析与逻辑推理能力。 社会责任: 能用种群数量变化原理，解释害虫防治、渔业增产、生物保护措施，树立生态保护意识。 科学探究:结合真实情境，探究环境因素对种群数量的影响，能分析K值、K/2的变化与意义。 一、构建种群增长模型的方法 二、种群的“J”形增长 c o n t e n t s 研 学 目 录 拓·素养提升 练·分层情境 学·新知探究 拓展01 K值和K/2值表示方法 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 筑基 拓能 冲刺 三、种群的“S”形增长 四、种群数量的波动 一、 构建种群增长模型的方法 二、 种群的“J”形增长 s t udy 学 · 新知探究 关键词：数学模型 关键词：J形曲线 增长率 增长速率 三、 种群的“S”形增长 关键词：S形曲线 增长率 增长速率 K值 四、 种群数量的波动 关键词：种群爆发 情境导入 学·新知探究 1859年，一位澳大利亚农场主，为了打猎消遣，从英国带来了24只欧洲野兔，放养在自家农场。澳洲草原广阔、牧草丰茂，兔子几乎没有本土天敌，气候也非常适合野兔生存繁殖。 短短几十年，野兔疯狂扩散，数量飙升到上亿只。野兔啃食牧草，草场退化，本土有袋类动物生存空间被挤压，政府悬赏捕杀、修几千公里防兔栅栏、投放病毒，花费巨大代价，依然没能根除野兔。 ❓思考讨论： 1. 早期野兔种群为什么几乎不受限制快速增长？ 2. 现实中野兔数量能不能永远指数增长？为什么？ 3. 哪些因素会“拦住”种群无限扩张？ “一开始只有24只野兔，为什么能暴涨到上亿只？如果资源永远无限，野兔会不会一直无限增长？后来草原被破坏，食物变少，野兔的增长还能一直这么快吗？自然界里，种群数量是一成不变的，还是会不断变化？今天我们一起学习——种群的数量变化。” 温故知新：模型构建 回顾我们高中生物中学习过哪些模型呢？ 物理模型 数学模型 概念模型 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。 凭生活经验猜想了野兔爆发的原因，可生物学不能只停留在定性描述。那么我们该怎样描述、解释和预测种群数量的变化呢？ 已知一个细菌每20 min分裂一次，如果营养和空间没有任何限制，它的数量会怎样变化？ 1. 如果没有任何限制，1个细菌，20分钟后多少个？40分钟、60分钟呢？第n代呢？ 细菌的分裂方式： 二分裂 问题探讨 时间（min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 1 指数形式 2 4 8 16 32 64 128 256 512 21 22 23 24 25 26 27 28 29 设细菌初始数量为N0，则第n代的数量表示为 。 Nn=N0·2n 20 教材给了一个类似野兔早期增长的实例 2、根据表格，以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的数量增长曲线。 时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 256 512 已知一个细菌每20 min分裂一次，如果营养和空间没有任何限制，它的数量会怎样变化？ 问题探讨 3、数学公式和曲线图表示的模型各有什么优劣性？ 精确，但不够直观 数学公式 曲线图 更直观地反映变化趋势，但不够精确 学·新知探究 一、构建种群增长模型的方法 【探究活动1】 阅读教材P7-9页相关内容，完成以下问题。 1.为什么要构建数学模型？什么是数学模型？基本步骤是什么？ 2.什么是“J”形增长曲线？ 3.“J”形增长曲线形成原因是什么？ 4.“J”形增长曲线的种群数量表达式是什么？ 5.尝试分析“λ”的含义？ 6.什么是增长率和增长速率？ 学·新知探究 一、构建种群增长模型的方法 2．数学模型的概念：用来描述一个 或它的 的数学形式。 系统 性质 细菌每20min分裂一次， 细菌数量是怎样变化的？ 资源和生存条件没有限制条件下， 细菌种群增长不受种群密度增加的影响 观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型进行检验或修正 研究实例 N代表细菌数量，n代表第几代 Nn=2n 研究方法 观察研究对象， . 提出 . 通过进一步实验或观察等， 对模型进行 . 根据实验数据，用适当的数学形式对 事物的性质进行表达，即 . 提出问题 合理的假设 建立数学模型 检验或修正 1．建构数学模型的目的： 、 和 种群数量的变化。 3．建构方法和实例： 解释 预测 描述 思考: 在自然界中，种群的数量变化情况和细菌完全相同吗？ 学·新知探究 一、构建种群增长模型的方法 【资料阅读】20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内，1937—1942年期间该种群数量的增长如右图所示 种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。 食物充足、缺少天敌等。 2、种群出现这种增长的原因是什么？ 3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？ 1、野兔，细菌和环颈雉这三个例子中的种群增长有什么共同点？ 不能，因为资源和空间是有限的。 自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”形。 ①实验室条件下； ②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。 1.概念： 二、种群的“J”形增长 在 条件下，以 为横坐标， 为纵坐标，画出的种群增长曲线大致呈“ ”形。 理想 时间 种群数量 J *注意： 该曲线的起点不是原点。 食物和空间条件充裕 气候适宜 没有天敌(捕食和寄生天敌) 没有其他竞争物种等 2.理想条件： 思考：生物迁入新环境一定会出现“J”形增长吗？ 不一定 学·新知探究 3.数学公式: 二、种群的“J”形增长 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。若起始数量为N0，则： 一年后种群的数量为: N1=N0λ1 二年后种群的数量为: N2=N1λ=N0λ2 三年后种群的数量为: N3=N2λ =N0 λ3 t年后种群的数量为: Nt=N0λt λ = 种群当年个体数 种群前一年个体数 Nt = N0 λt t 年后该种群的数量 种群的起始数量 每年增长倍数 时间 学·新知探究 二、种群的“J”形增长 思考：无论λ为何数值,种群数量都呈“J”形增长吗？ 项目 种群数量变化 年龄结构 λ>1     λ＝1     0<λ<1     增加 增长型 相对稳定 稳定型 减少 衰退型 λ =1.1 λ =1.2 λ =0.8 λ =1.0 种群数量 时间 0 λ值的生物学意义图解 深度思考：当λ满足什么条件时，种群数量呈“J”形增长？ 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。 4.对“λ”的理解 学·新知探究 4.对“λ”的理解 二、种群的“J”形增长 B ①a段：“λ”＞1且恒定——种群数量 ； ②b段：“λ”尽管下降，但仍大于1，种群数量 ； ③c段：“λ”＝1——种群数量 ； ④d段： “λ”＜1——种群数量 ； ⑤e段：尽管“λ”呈上升趋势，但仍未达到1——种群数量 ; ⑥种群数量达到最多： 。种群数量最少： 。 呈“J”形增长 一直增长 维持相对稳定 逐年下降 逐年下降 A点 B点 学·新知探究 5.“J”形增长的增长率和增长速率 二、种群的“J”形增长 增长率 含义 计算 公式 举例 一个种群有1000个个体，1年后增加到1100，则该种群的增长率为: ×100%=10% 1100-1000 1000 单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例 现有个体数—原有个体数 原有个体数 增长率 = 增长率＝λ-1 λ= 增长率=出生率-死亡率（不考虑迁入、迁出） （λ>1，且不变） Nt＝N0λt （增长率>0，且不变） 1100÷1000=1.1 增长率与“λ”的关系： N0λt－ N0λt －1 N0λt －1 = =λ-1 = (Nt－ Nt －1)/ Nt －1 二、种群的“J”形增长 5.“J”形增长的增长率和增长速率 增长速率 含义 计算 公式 举例 某种群有1000个个体, 2年后增加到1100, 则该种群的增长速率为: =50个/年 1100-1000 2年 单位时间内增加的个体数量 现有个体数—原有个体数 时间 增长速率 = 实质：“J”型曲线的斜率 Nt＝N0λt 二、种群的“J”形增长 如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？ 野兔入侵澳洲初期，草原广阔、牧草充足、缺少天敌，接近理想条件，种群近乎J型增长。但是，野兔上亿只之后，牧草被大量啃食，草场沙化，食物越来越少；野兔密度太大，疾病更容易传播；种内争夺食物、空间的斗争越来越激烈。 学·新知探究 野兔入侵澳洲初期，草原广阔、牧草充足、缺少天敌，接近理想条件，种群近乎J型增长。可J型增长有一个前提：资源永远无限。 现实是，野兔上亿只之后，牧草被大量啃食，草场沙化，食物越来越少；野兔密度太大，疾病更容易传播；种内争夺食物、空间的斗争越来越激烈。环境开始施加阻力了 。 野兔还能一直按照J型的速度翻倍增长吗？ 三、 种群的“S”形增长 【探究活动2】 阅读教材P9-10页相关内容，完成以下问题。 1.什么是“S”形增长曲线？ 2.“S”形增长曲线形成原因是什么？ 3.“S”形增长曲线的适用对象是什么？ 4.“S”形增长曲线的增长特点。 5.尝试分析“S”形增长曲线各段的含义。 6.什么是环境容纳量（K值）？如何运用？ 学·新知探究 三、 种群的“S”形增长 【资料3】生态学家高斯（G. F. Gause，1910—1986）曾经做过单独培养大草履虫的实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。 时间（天） 0 1 2 3 4 5 6 种群数量（个） 5 20 137 319 369 375 365 1.大草履虫的数量增长过程如何？ 375 第5天后 【实例】生态学家高斯的实验 先增加后数量趋于稳定。 2、为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？ 由于随着大草履虫数量的增多，食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。 学·新知探究 1.概念： 三、 种群的“S”形增长 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。 2.条件： ①资源和空间有限；②种内竞争 ③存在天敌；④其他竞争的物种 出生率=死亡率 种群稳定在一定的水平 此时种群所能维持的最大数量称为什么？ 环境容纳量——K值 学·新知探究 3.环境容纳量（K值）： 三、 种群的“S”形增长 一定的环境条件所能维持的种群最大数量 思考1：K 值是不是种群数量的最大值？ 据图分析：该种群的K值为 。 K2 思考2：同一种群的K值是固定不变的吗？ 不是一成不变的，K值会随着环境的改变而发生变化, 当环境遭受破坏时，K值会_____；当环境条件改善时, K值会_____。 下降 上升 种群数量可能小于或大于K值，若超过K值，可通过调节使种群数量下降，围绕K值上下波动。 在环境条件没有变化的情况下，种群数量在K值上下波动，动态平衡。 生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量 学·新知探究 学·新知探究 4.曲线图分析： 三、 种群的“S”形增长 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢。 (1)ab段： (2)bc段： (3)c点： (4)cd段： 资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速。 种群数量为K/2，种群增长速率达到 。 资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，种群增长减缓； 调整期 加速期 转折期 减速期 (5)de段： 出生率≈死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。 饱和期 最大 学·新知探究 5.“S”形增长的增长率和增长速率： 三、 种群的“S”形增长 BC：出生率仍大于死亡率，但差值在减小，增长速率下降 C点：出生率等于死亡率，种群增长速率为0 AB:出生率大于死亡率，种群增长速率增加 B点：出生率与死亡率差值最大，增长速率最大 A B C 增长率 时间 出生率 ，死亡率 ， 增长率=出生率-死亡率 降低 增加 在有限的资源和空间中，随着种群数量的增加，种群增长的阻力也会随之增大。 增长速率 时间 t1 t2 K/2 K “S”形增长的增长速率先增大后减小，最后为0。 当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。 实质是“S”形曲线的斜率 K 学·新知探究 6.种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系 三、 种群的“S”形增长 不等同，已经存在环境阻力。 环境阻力 食物不足 空间有限 种内竟争 天敌捕食 气候、 传染病等 (3)图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被 的个体数量。 (1)某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。 (2)如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。 “S”形 “J”形 环境阻力 淘汰 (4)“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？ 学·新知探究 7.应用： 三、 种群的“S”形增长 减小环境阻力 增大环境阻力 草原最大载畜量不超过K值 K值的应用 合理确定载畜量 增大K值，保护有益生物 降低K值，防治有害生物 方法：如建立自然保护区，改善栖息环境，提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施 方法：如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌 学·新知探究 7.应用： 三、 种群的“S”形增长 K/2值的应用 K/2前防治有害生物如灭鼠、灭蝗，严防达到K/2处 对资源开发与利用的措施 渔业捕捞： 原因：K/2时种群增长速率最大，种群数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。 获得最大日捕捞量： 长期获得最大产量： 在K/2点后捕捞，使捕捞后的数量维持在K/2 在K点捕捞 防治害虫应尽早进行，应将种群数量控制于加速期(K/2)之前，严防种群增长进入加速期。 学·新知探究 四、种群数量的波动 （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）对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。 （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。 ▲对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。 种群的数量变化 趣味交互动画演示——种群的数量变化 双击上方链接 1.演示链接 2.演示方法 打开界面 点击下方绿色按钮操作 3.演示界面预览 学·新知探究 拓展01 拓展01 K值和K/2值表示方法 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 Broadening 拓 · 素养提升 目 录 关键词：K值 K/2值 关键词：种群数量 细胞计数板 拓·素养提升 拓展01 K值和K/2值表示方法 (1) (2) ① 对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。 ② 对应的种群增长速率最大,为K/2值。 B点对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到最大,为 。 A点 A'点 K值 K值——增长速率为零 K/2值——增长速率最大 /出生率等于死亡率 拓·素养提升 拓展01 K值和K/2值表示方法 ① 对应的种群数量为K值。 ② 对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。 ① 对应的种群个体数最多,即K值。 ② 对应的种群个体数为K/2值。 C点 C'点 D点 D'点 (3) (4) K值——增长速率为零 K/2值——增长速率最大 /出生率等于死亡率 /出生率与死亡率 差值最大 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基（培养液）来培养。 1. 实验材料 ①酵母真菌—真核生物 ②兼性厌氧菌—属于异养生物 ③进行出芽生殖和有性生殖 ④有氧呼吸产生二氧化碳 无氧呼吸产生二氧化碳和酒精 生长周期短，繁殖速度快，易于研究种群数量的变化；可用含糖的液体培养基(培养液) 培养 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 2．设计实验 ①提出问题： 培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ ②做出假设： 酵母菌在开始一段时间呈“J”型增长，但是随着时间的推移，由于资源和空间有限，呈“S”型增长。 ③实验原理： (1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的 等因素的影响。 (2)在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈 曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈 曲线增长。 成分、空间、pH、温度 “J”形 “S”形 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 思考：怎样对酵母菌进行计数？ 先将盖玻片盖在血细胞计数板的 上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液 。多余的培养液用滤纸吸去；待酵母菌细胞全部沉降到 ，将计数板放在载物台的中央，在显微镜下计数 内酵母菌的数量；估算10mL培养液中酵母菌总数。(“先盖再滴后吸”) 计数室 计数室底部 ——抽样检测 自行渗入 一个小方格 计数室边长 为1mm 计数室 计数室深度为0.1mm 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 计数室 1mm 1mm 计数室（中间大方格）的边长为1mm，盖上盖玻片后，深度为0.1mm，其体积为 mm3 ，合 mL。 0.1 10-4 1mL = 1cm3= 103mm3 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 大方格 中方格 小方格 25(中格)×16(小格) 不管计数室是哪一种,每一大方格都是由 个小方格组成。 16(中格)×25(小格) 取四角的四个中方格(100个小方格)计数 取四个角和中央的五个中方格(80个小方格)的细胞数。 计数室 16×25=25×16=400 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 A1 A2 A3 A4 A5 计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。 1mL培养液中细胞个数： X 1mL = 0.1mm3(10-4mL) 小方格中细胞数量的平均值×400 X=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 16(中格)×25(小格)型 中方格 小方格 25(中格)×16(小格)型 1mL样品中酵母菌数（种群密度）： 规格二（25×16）＝ 规格一（16×25）＝ 中方格中酵母菌数量的平均值×16 中方格中酵母菌数量的平均值×25×104 ×稀释倍数 ×104 ×稀释倍数 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 1.用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数,若计数室为1mm×1mm× 0.1mm方格,由400个小方格组成。若多次重复计数后,算得每个小方格中平均有5个酵母菌,则10mL该培养液中酵母菌总数有 个。 2×108 根据公式：5×400×104×10＝2×108 2.若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中酵母菌的密度为 个/mL。 1×108 根据公式：（20÷5)×25×104×100＝1×108 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 思考·讨论 1. 从试管中吸出培养液进行计数前，建议将试管轻轻振荡几次，为什么？ 目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。 2. 为什么不能先加培养液再盖盖玻片？ ② 直接滴加培养液时，在计数室内会产生气泡，导致计数室相对体积减少而 造成误差。 ① 盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面，使 计数室内液体增多，导致结果偏高。 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 4. 为什么要待酵母细胞全部沉到底部后再计数？ 如果酵母菌未能沉降到计数室底部，通过显微镜观察时就可能出现以下现象： ① 能看清楚酵母菌但看不清方格线； ② 能看清楚方格线但看不清酵母菌。 5. 如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取什么措施？ 稀释一定倍数后，再用血球计数板计数 用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10 个 3.对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎么计数？ 取相邻两边及顶角计数。一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。 稀释 100倍 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 7.需要做重复实验吗？ 需要重复实验，以提高实验数据的准确性；对每个样品可计数三次，再取平均值。 第0天 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天 第6天 第1组 第2组 第3组 ------ 第n组 平均值 8.怎样记录结果？记录表怎样设计？ 6.本探究实验需要另设对照组吗？如需要，对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。 不需要。酵母菌在不同时间内的数量可以形成自身前后对照，故不需另设对照实验。 拓·素养提升 拓展02 培养液中酵母菌种群数量的变化 ④结果分析: 连续观察 天，统计数值，绘制图像 7 思考：怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？ 死亡细胞多集结成团； 可以借助亚甲基蓝、台盼蓝等染色（死亡细胞呈蓝色） 实验结论： 培养液中酵母菌种群的数量前期呈“S”形增长，后期数量下降。 随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、空间有限、有害代谢产物积累等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 趣味交互游戏演示——培养液中酵母菌种群数量的变化 双击上方链接 1.演示链接 2.演示方法 打开界面 点击上方绿色开始按钮操作 3.演示界面预览 学·新知探究 课堂小结 种群数量的变化 “S”形增长 “J”形增长 自然种群的数量变动 条件：食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种 特点：种群数量每年以一定倍数增长(λ>1，且为定值) 条件：食物和空间有限 特点：种群增长速率先增大后减小，最后为0 K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量 探究培养液中酵母菌种群数量变化（验证种群数量增长模型） 长期处于不利条件→持续性的或急剧的下降，甚至衰退和消亡 规则或不规则波动。（K值是种群数量波动的平均值，波动中的生物，在某些特定条件下可能出现种群爆发） 种群增长模型 建构种群增长模型的方法 Broadening 练 · 分层情境 筑基· 必备知识通关 ——核心定义原理全覆盖 拓能· 关键能力进阶 冲刺· 核心素养拓展 ——串联核心原理情境设问 ——学有余力冲刺高分断层 练分层情境 1．某科研团队对某海岛上海龟种群的种群数量进行了长期追踪调查（不考虑迁入和迁出）。初始种群数量为N0（N0大于最小种群数量），每年对种群数量进行调查统计，用λ（λ>1）表示第二年种群数量是前一年数量的倍数，t表示年限。下列相关分析错误的是（     ） A．若λ保持不变，t年后海龟种群的数量为N0λt B．若λ逐年减小但始终大于1，则海龟种群的数量将不断增加 C．若第1年λ=1.2，第2年λ=0.8，则两年后海龟种群数量与初始数量相同 D．海龟种群的出生率等于死亡率时，种群数量的λ等于1 两年后数量比初始数量减少了4%，并非相同 C 筑基· 必备知识通关 【答案】C 【详解】A、若λ保持不变，种群数量按指数增长，t年后种群数量为，这是“J”形增长的数学模型表达式，A正确； B、λ逐年减小但始终大于1，说明种群数量仍在增长，只是增长速率逐渐减慢，因此种群数量将不断增加，B正确； C、两年后数量为，比初始数量减少了4%，并非相同，C错误； D、出生率等于死亡率时（不考虑迁入迁出），种群增长量为0，种群数量保持不变，，D正确。 练分层情境 2．长江十年禁渔政策实施以来，部分水域的鱼类资源得到明显恢复。科研人员监测发现，某江段四大家鱼种群数量逐年增加，但尚未达到环境容纳量（K值）。下列叙述正确的是（     ） A．禁渔后该江段四大家鱼种群数量呈“J”形增长 B．只要禁渔措施持续，该种群数量就能一直增加 C．环境容纳量（K值）会随种群数量的增大而增大 D．禁渔降低了人类活动的干扰，利于鱼类种群恢复 “S”形 D 种群数量受环境容纳量限制，达到K值后会在K值附近波动，不会一直增加 筑基· 必备知识通关 K值由环境条件决定，所以环境容纳量不会随种群数量的增大而增大 【答案】D 【详解】A、资源有限、空间有限，种群数量增长应为“S”形，而非“J”形，A错误； B、种群数量受环境容纳量限制，达到K值后会在K值附近波动，不会一直增加，B错误； C、K值由环境条件决定，所以环境容纳量（K值）不会随种群数量的增大而增大，C错误； D、禁渔减少了捕捞压力，降低了人为干扰，有利于种群恢复，D正确。 练分层情境 3．有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验，下列叙述中不正确的是（　　） A．将培养液滴于血细胞计数板的计数室中，然后盖上盖玻片 B．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 C．计数板在显微镜下观察计数之前要静置片刻 D．从试管中吸出培养液进行计数时，需将试管轻轻振荡几次，以便酵母菌分布均匀 A 先盖上盖玻片，再将培养液滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入计数室 筑基· 必备知识通关 【答案】A 【详解】A、血细胞计数板的正确操作是先盖上盖玻片，再将培养液滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入计数室，若先滴培养液再盖盖玻片，会受液体表面张力影响导致计数室实际体积偏大，计数结果偏高，A错误； B、为控制无关变量、减小实验误差，需每天定时在同一时间取样，测定酵母菌数量后绘制种群数量动态变化曲线，B正确； C、计数前将计数板静置片刻，是为了让酵母菌全部沉降到计数室底部，避免悬浮的酵母菌未被统计导致结果偏小，C正确； D、取样前轻轻振荡试管，可使酵母菌在培养液中均匀分布，避免因酵母菌分层导致取样误差，D正确。 练分层情境 4．某农户买了数十斤草鱼的鱼苗投放到养殖塘中。下列有关该草鱼种群的叙述，错误的是（    ） A．该草鱼种群初始的年龄结构为增长型 B．初始投放数量不会影响种群到达K值的时间 C．种群达到K值时，种内竞争程度最大，出生率≈死亡率 D．养殖后期捕捞剩余量为K/2，有利于持续获得较大产量 B 初始投放数量越多，种群到达K值的时间越短，即初始投放数量会影响种群到达K值的时间 筑基· 必备知识通关 【答案】B 【详解】A、农户投放的是草鱼鱼苗，初始时幼年个体数量多，该草鱼种群初始的年龄结构为增长型，A正确； B、初始投放数量越多，种群到达K值的时间越短，即初始投放数量会影响种群到达K值的时间，B错误； C、种群达到K值时，种群数量最多，种内竞争程度最大，此时出生率≈死亡率，C正确； D、养殖后期捕捞剩余量为K/2，此时种群增长速率最大，有利于持续获得较大产量，D正确。 故选B。 练分层情境 1．科研人员对某湖泊中甲、乙两种鱼类的种群数量进行了连续多年监测，结果如图所示。下列叙述正确的是（     ） A．甲种群第10年后出生率等于死亡率，种群数量不再变化 B．为长期获得甲种群较高的捕捞量，应在第4年开始捕捞 C．调查期间乙种群数量接近“J”形增长，增长速率逐渐增大 D．乙可能为外来物种，由于环境适宜可一直保持该增长趋势 C 第10年甲种群数量达到值，出生率≈死亡率，但种群数量在值附近动态波动，并非“不再变化” 自然条件下环境阻力客观存在，因此乙种群不可能一直保持该增长趋势 拓能· 关键能力进阶 第4年之后 【答案】C 【详解】A、第10年甲种群数量达到值，出生率≈死亡率，但种群数量在值附近动态波动，并非“不再变化”，A错误； B、在该环境条件下，甲种群的尾对应第4年，但为长期获得较高的捕捞量，应在种群数量稍大于时捕捞，且捕获后的种群数量应维持在左右，而非在处开始捕捞，B错误； C、乙种群数量变化接近“J”形增长，“J”形增长中增长率不变，但增长速率逐渐增大，C正确； D、种群迁入新环境时可能接近于“J”形增长，故推测乙可能为外来物种，但是自然条件下环境阻力客观存在，因此乙种群不可能一直保持该增长趋势，D错误。 练分层情境 2．某实验团队利用血细胞计数板检测奶牛冷冻精子解冻后的存活率，所使用的血细胞计数板规格如下图所示（25×16型）。精子存活率的统计可采用台盼蓝染色法，用100μL待测精子加10μL台盼蓝溶液，自然干燥后在显微镜下观察。下列相关叙述正确的是（     ） A．3处为计数室所在区域，培养液应滴在2边缘的凹槽以便自行渗入 B．实验应统计四个顶角方格中的精子数并求平均值，以减小实验误差 C．显微镜检时只需要统计不着色的活精子，被染色的死精子无需统计 D．若每个中方格中平均含有80个精子，则精子的密度为2.2×107个/mL D 拓能· 关键能力进阶 【答案】D 【详解】A、3为计数室区域，但培养液应滴在盖玻片（A）的边缘，依靠毛细作用自行渗入计数室，并非滴在2边缘的凹槽中，A错误； B、25×16型血细胞计数板需统计四个顶角加中心共5个中方格的精子数求平均值减小误差，仅16×25型计数板统计四个顶角的中方格，B错误； C、本实验目的是检测精子存活率，存活率=活精子数/总精子数×100%，因此不着色的活精子和被染色的死精子都需要统计，C错误； D、计数室总体积为0.1mm3=1×10-4mL，25个中方格共含精子80×25=2000个，样本稀释倍数为（100+10）/100=1.1，因此精子密度为2000÷（1×10-4）×1.1=2.2×107个/mL，D正确。 练分层情境 3．如图表示某生态系统中甲、乙两种群的数量变化曲线，其中N表示甲、乙种群的现有数量，K表示它们的环境容纳量。下列分析正确的是（　　） A．t1前，甲、乙种群的年龄结构均为稳定型 B．t1前，甲种群数量少于乙种群 C．从t1到t2，甲、乙种群的K值增大 D．t1～t2，甲、乙种群的年龄结构可能均为增长型 D 增长型 仅通过的比值无法比较二者现有种群数量的大小 环境资源条件没有改变，甲、乙种群的K值不变 拓能· 关键能力进阶 【答案】D 【详解】A、N表示甲、乙种群的现有数量，K表示它们的环境容纳量。前，甲、乙的均大于1，说明种群数量未达到值，处于增长阶段，年龄结构为增长型，不是稳定型，A错误； B、题干未说明甲、乙的值大小关系，仅通过的比值无法比较二者现有种群数量的大小，B错误； C、值由环境资源条件决定，若环境资源条件没有改变，甲、乙种群的K值不变，C错误； D、~期间，甲、乙的持续下降，若不变，则说明甲和乙的种群数量仍在上升，二者年龄结构可能均为增长型，D正确。 练分层情境 4．探究酵母菌的种群数量变化实验过程中，使用不同的培养方式（间隔不同的时间更换一次培养基）得到的酵母菌种群数量变化如下图所示。下列叙述错误的是（     ） A．d组是对照组，其培养方式是不更换培养液 B．图中a-c组中，更换培养液时间间隔最短的是a组 C．按照d组方式培养，增大酵母菌的接种量，其K值会增大 D．可以采用血细胞计数板对酵母菌进行计数，结果往往比实际值偏大 C 种群的K值与培养资源的多少及空间的大小有关，与接种量无关 拓能· 关键能力进阶 【答案】C 【详解】A、该实验的自变量是更换培养液的频率，d组是对照组，其培养方式是不更换培养液，A正确； B、图中a~c组中a组种群数量增长最快，更换培养液的时间间隔最短，B正确； C、种群的K值与培养资源的多少及空间的大小有关，与接种量无关，C错误； D、血细胞计数板计数时无法区分活菌和死菌，会将死酵母菌也计入统计总数，因此得到的结果往往比活菌的实际值偏大，D正确。 练分层情境 5．某动物的种群增长速率与种群数量的关系如图所示，下列有关分析正确的是（    ） A．若动物对捕捉器产生了记忆，则标记重捕法调查其种群密度所得结果会偏小 B．该种群a点的年龄结构为增长型，c点的年龄结构为衰退型 C．c点时，种群数量未达到K值，其增长速率与a点时的相同 D．若该种群为某海洋鱼类，要持续获得最大捕捞量，则捕捞后的种群数量应处于c点 C 增长型 动物对捕捉器产生了记忆，会导致m偏小，最终计算出的种群密度结果偏大 b点 拓能· 关键能力进阶 【答案】C 【详解】A、标志重捕法计算公式为N=（M×n）/ m（N为种群总数量，M为初次标记数，n为重捕总数，m为重捕中标记个体数），若动物对捕捉器产生了记忆，会导致m偏小，最终计算出的种群密度结果偏大，A错误； B、只要种群增长速率大于0，种群数量就会持续增加，a、c点增长速率均为正值，年龄结构均为增长型，B错误； C、该曲线为“S”形增长的种群增长速率曲线，增长速率为0时种群数量达到K值，c点增长速率大于0，因此种群数量未达到K值，由图可知a、c点对应的增长速率相同，C正确； D、b点对应种群数量为K/2，此时种群增长速率最大，若要持续获得最大捕捞量，捕捞后种群数量应处于b点，有利于种群快速恢复，D错误。 练分层情境 冲刺· 核心素养拓展 1．测定样品中所含单细胞微生物的数量可用显微镜计数法。将某大肠杆菌培养液稀释1000倍后，经等体积台盼蓝染液染色后，用细菌计数板（规格为1mm×1mm×0.02mm）进行计数，观察到一个中格的菌体数如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．若图示中格内大肠杆菌数量代表所有中格大肠杆菌数量的平均数，则培养液中大肠杆菌的活菌密度为2.25×1010个·mL-1 B．台盼蓝染色鉴别细胞死活的原理是细胞膜具有流动性 C．细菌计数板广泛适用于细菌、酵母菌和霉菌等微生物的数量测定 D．细菌计数板使用时，应先在计数室上方加盖玻片，再沿凹槽边缘滴加样液 A 选择透过性 9×25÷（2×10-5)×2×103 霉菌是多细胞丝状真菌，也无法用该方法测定数量 【答案】A 【详解】A、台盼蓝不能进入活细胞，因此无色菌体为活菌，计数时压线个体仅统计相邻两边及夹角的个体，可得出该中格平均活菌数为9个。细菌计数板一个计数室共25个中格，计数室体积为；培养液先稀释1000倍，再经等体积染液染色，总稀释倍数为。因此活菌密度为，A正确； B、台盼蓝鉴别细胞死活的原理是活细胞的细胞膜具有选择透过性，可阻止台盼蓝进入细胞，死细胞细胞膜失去选择透过性会被染成蓝色，与细胞膜流动性无关，B错误； C、酵母菌菌体较大，应选用血细胞计数板测定酵母菌的数量，霉菌是多细胞丝状真菌，也无法用该方法测定数量，C错误； D、使用细菌计数板时，应先放置盖玻片，再在盖玻片边缘滴加样液，使样液自行渗入计数室，D错误。 练分层情境 冲刺· 核心素养拓展 2．瞬时增长率是指单位时间内种群净增加的个体数与原有个体数的比值。某草原生态系统中蝗虫种群一段时间内瞬时增长率的数据变化如图所示。下列叙述正确的是（     ） A．若b＝1，蝗虫种群在某段时间会呈现“S”形增长，引入鸭子会降低蝗虫的K值 B．若a＝1，则2～6年间蝗虫种群由出生率＞死亡率最终到出生率＜死亡率 C．若a＝1，则1～2年间蝗虫种群数量增长曲线呈“J”形 D．若b＝1，则该蝗虫种群的年龄结构为衰退型，c点的种群数量最少 A 2～6年增长率均大于0，种群数量会持续增加，因此出生率>死亡率 增长型，c点的种群数量最多 【答案】A 【详解】A、若b=1全程瞬时增长率始终＞0（曲线全部在横轴上方，直到 c 点才等于 0），种群数量持续增长，但增长速率先上升后下降，增长模式为S 型增长；K值是环境容纳量，引入鸭子（蝗虫天敌），环境阻力变大，蝗虫所能维持的最大种群数量（K值）会降低，A正确； B、若a=1，则2～6年间蝗虫瞬时增长率均大于0，种群数量会持续增加，因此出生率>死亡率，B错误； C、当蝗虫种群数量增长呈现“J”形曲线时，瞬时增长率应为大于1的定值，曲线不符合，C错误； D、若b=1，则该蝗虫种群的瞬时增长率除b点外均小于1、但均大于0，因此种群数量持续增加，年龄结构为增长型，c点的种群数量最多，D错误。 练分层情境 冲刺· 核心素养拓展 3．研究小组对某地三个种群的数量进行了多年的跟踪调查，图1表示甲、乙两种群的Nt+1/Nt（Nt表示第t年的种群数量，Nt+1表示第t+1年的种群数量）随时间的变化趋势；图2为丙种群（某种鱼）的种群数量与种群增长速率的变化曲线。下列分析正确的是 （　　） A．甲种群在O～t2段年龄结构为增长型，乙种群在t2时刻年龄结构为衰退型 B．图1中甲种群呈“S”形增长，其种群数量与种群增长速率的变化规律可用图2表示 C．乙种群在t2时种群数量最少，t3时达到K值；丙种群在种群数量为c达到K值 D．正常情况下，丙种群的K值为2b，故在bc间捕捞并使种群数量保留在b时，可获得持续最大产量 D 甲不呈“S”形增长 甲为衰退型 未达到 【答案】D 【详解】A、甲种群在O～t2段，比值小于1，种群数量减少，故甲种群在O～t2段的年龄结构是衰退型，乙种群在t2时刻比值小于1，年龄结构为衰退型，A错误； B、图1中甲种群数量有减有增，不呈“S”形增长，B错误； C、乙种群在t3时刻种群数量最少，丙种群在种群数量为c时还未达到K值，C错误； D、图2中b点是种群增长速率最大值点，对应“S”形增长的K/2，因此正常情况下，丙种群的K值为2b，渔业捕捞应在bc段进行，捕捞后使种群数量保留在b（K/2），此时种群增长速率最快，可获得持续最大产量，D正确。 4.某研究小组探究不同温度对酵母菌种群数量变化的影响，利用血细胞计数板（25×16型，即大方格含25个中方格，每个中方格含16个小方格）计数，结果如下表。相关叙述正确的是（　　） A．使用计数板时，应先滴加培养液于计数室，再盖上盖玻片，避免产生气泡 B．20℃条件下，酵母菌种群在72h时达到K值，此后种群数量持续下降 C．30℃组培养48h时，若5个中方格计数112个酵母菌，则与表格数据一致 D．30℃条件下酵母菌种群增长更快，因此其环境容纳量（K值）大于10℃组 练分层情境 冲刺· 核心素养拓展 C 温度/℃ 不同时间酵母菌种群数量/106·mL-1个 0h 24h 48h 72h 96h 120h 144h 168h 10 0.8 1.2 2.0 2.7 3.0 3.6 3.8 3.7 20 0.8 3.0 3.8 4.6 4.0 3.2 2.8 2.5 30 0.8 5.2 5.6 4.6 2.0 1.0 0.6 0.2 【答案】C 【详解】A、使用血细胞计数板时，需先盖盖玻片，再在盖玻片边缘滴加培养液，让培养液自行渗入计数室，若先滴培养液再盖盖玻片，会使计数结果偏大且易产生气泡，A错误； B、K值是环境条件不受破坏时，一定空间所能维持的种群最大数量，20℃条件下72h酵母菌种群数量达到峰值后下降，是封闭环境中营养消耗、代谢废物积累导致环境被破坏的结果，不能说明72h时达到K值，B错误； C、25×16型血细胞计数板的大方格共含25个中方格，5个中方格共计数到112个酵母菌，则一个大方格总菌数为112×25÷5=560个，，因此每mL培养液中酵母菌数为560÷0.1×103=5.6×106个，与表格中30℃组48h的数值一致，C正确； D、30℃下酵母菌增长更快是因为该温度更适配酵母菌酶活性，种群增长速率和K值无必然联系，且30℃组种群数量达峰值后快速下降，其可稳定维持的种群最大数量低于10℃组，D错误。 练分层情境 冲刺· 核心素养拓展 5．种群延续所需要的最小种群密度为临界密度（m值），只有大于m值，种群数量才能增加，最后维持在一个相对稳定的数量，即环境容纳量（K值）。K0以下的环境表示该动物的灭绝环境。图中直线表示在不同环境条件下某动物种群的K值和达到K值时的种群密度。a、b、c、d四个点表示不同环境条件下该动物的4个种群的K值及当前的种群密度（4个种群所在区域面积相等，各种群所处环境稳定，不考虑迁入迁出）。下列说法正确的是（　　） A．可通过提高K值对a点种群进行有效保护 B．b点种群发展到稳定期间，出生率大于死亡率 C．c点种群发展到稳定期间，种内竞争逐渐加剧 D．4个种群中，d点种群的数量增长潜力最大 B c点种群的当前密度大于m，大于其达到K值时的种群密度，因此该种群发展到稳定期间，种群密度会逐渐减少，种内竞争逐渐减弱 对a点种群进行有效保护的措施是提高种群密度 【答案】B 【详解】A、提高K值（如改善栖息地环境、增加资源量）可使种群在稳定时达到更大规模，但a点环境条件下该动物种群的当前密度小于临界密度m，由于只有大于临界密度时种群数量才能增加，因此对a点种群进行有效保护的措施是提高种群密度，A错误； B、由图示可知，b点种群的当前密度大于m，小于其达到K值时的种群密度，因此该种群发展到稳定期间，种群密度会逐渐增加，出生率大于死亡率，B正确； C、c点种群的当前密度大于m，大于其达到K值时的种群密度，因此该种群发展到稳定期间，种群密度会逐渐减少，种内竞争逐渐减弱，C错误； D、d点种群的K值小于K0，处于灭绝环境，D错误。 故选B。 编辑母版标题 62 第1章 种群及其动态 第2节 种群的数量变化 高二生物上学期人教版选择性必修二 从个体到种群，从种群到群落，无不揭示一个原理——整体大于部分之和! 666666644444/ 含交互动画 THANKS! J型 S型 K K/2 种群数量变化闯关 一题一题作答，做完一题计分，学习J型、S型、K与K/2知识 J型增长 S型增长 K值与K/2 开始闯关 J型与S型增长曲线闯关 一题一答模式｜每题独立计分 题目：1 / 9 得分：0 /100 下一题 重新闯关 数量变化 酵母菌实验闯关 完成培养液酵母菌种群数量变化实验，一步步体验完整实验流程，做题巩固高频考点。 取样摇匀 计数板操作 结果分析 开始实验闯关 🔬培养液中酵母菌种群数量变化 实验闯关 分步实验演示｜一题一答模式｜修复分数溢出bug 关卡：1 / 6 得分：0 /100 下一关 重新闯关 $