人教版（2019）选择性必修2-1.2种群数量的变化(共68张PPT)

(共68张PPT)
第2节 种群数量的变化
第1章
种群及其动态
学习目标 核心素养
1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征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。 1.生命观念：种群“S”形增长的内容，揭示了种群数量在有限条件下通过种内调节维持相对稳定的机制，体现了稳态与平衡观。
2．科学思维：建立和运用数学模型，即用数学模型来表征、解释和预测种群的数量变化。
3．科学探究：探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
4．社会责任：濒危物种保护、有害动物防治。
数学形式
在资源和生存空间没有限制的条
件下，细菌种群的增长不会受种群密
度增加的影响
观察、统计细菌数量
细菌数量
第几代
理想
时间
种群数量
一定倍数
食物和空间
倍数
起始数量
数量
稳定
(2)形成原因
固定不变的
最大数量
0
增大
自然保护区
环境容纳量
死亡率
降低环境容纳量
出生率
波动
种群爆发
过少
下降
一定的个体数量
知识点三　探究培养液中酵母菌种群数量的变化
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．材料用具：酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。
3．实验步骤
4．实验结果分析
酵母菌增长数量曲线图(如图1)及酵母菌增长速率曲线图(如图2)
出生率
先增加再降低
死亡率
5.实验操作的注意事项
(1)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(2)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，要将培养液稀释一定倍数，再重新计数。
(3)制片时，要先在计数室上盖上盖玻片，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，多余培养液用滤纸吸去。
(4)由于计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1 mm)，故需要让细胞沉降到计数室底部的网格线中，避免细胞分布在不同液层深度，导致计数时被遗漏。
用数学模型表现细菌种群数量的增长时，曲线图与数学公式相比，具有什么优点和局限性？
提示：曲线图与数学公式相比，优点是更直观地反映出种群的增长趋势，局限性是没有数学公式精确。
提示
在“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？
提示：不是。因为“J”形曲线是理想条件下的种群增长趋势，“S”形曲线是在环境条件有限的情况下种群的增长趋势。
　 本实验需要设置对照吗？需要做重复实验吗？
提示：本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成相互对照。需要做重复实验，目的是减少误差，即对每个样品计数三次，取其平均值。
提示
　
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：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。
　 对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数？
提示：对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。
提示
　
课堂小结
1．(目标1)下列有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验操作的叙述，正确的是(　　)
A．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧
B．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需要灭菌
C．为了方便计数，对培养后期的酵母菌培养液应先进行稀释再计数
D．在从培养瓶中吸出培养液进行计数之前，不需要摇匀瓶中的培养液
答案
2．(目标2)下列有关种群增长的“S”形曲线的叙述，错误的是(　　)
A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”形
B．达到K值时种群增长速率为零
C．种群增长受自身密度的影响
D．种群的增长速率逐步降低
解析　由于空间和资源的限制，自然界中的多数生物种群的数量增长通常呈“S”形；呈“S”形增长的种群在种群数量为K/2时增长速率最大，然后增长速率随种群密度的上升而下降，当种群数量达到K值时，增长速率降为零。种群数量的增长除受环境因素影响外，随着种群密度的增加，种内竞争也会加剧，也会抑制种群数量的增长。
答案
解析
3．(目标2)某同学在进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验的结果绘制出了如图所示的酵母菌种群数量变化曲线图，下列有关实验分析不正确的是(　　)
A．在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率
B．当种群数量达到K值时，其年龄结构为增长型
C．DE段种群的增长速率为负值，其主要原因是营养物质的缺乏
D．本实验中在时间上存在前后对照，酵母菌个体数常用抽样检测法获得
答案
解析　AB段，酵母菌种群数量增长速率逐渐增大，BC段，酵母菌种群数量增长速率逐渐减小，因此在B点两侧，酵母菌种群数量可能具有相同的增长速率，A正确；当种群数量达到K值时，其数量保持相对稳定，因此其年龄结构为稳定型，B错误。
解析
4．(目标3)在自然条件下，种群增长曲线呈“S”形。假设种群的K值为200，N表示种群数量，据表分析不正确的是(　　)
答案
曲线上的点 S1 S2 S3 S4 S5
N 20 50 100 150 180
(K－N)/K 0.90 0.75 0.50 0.25 0.10
A．环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后
B．防治蝗虫应尽量在蝗虫数量达到S3点之前进行
C．渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D．(K－N)/K值为0.50时，种群增长速率最大
解析　自然条件下，环境阻力一直存在，A错误；(K－N)/K值为0.50时，N＝K/2，即S3点时的N值为K/2，该点种群增长速率最大，防治蝗虫应在该点之前进行，B、D正确；渔业捕捞后，需控制剩余量在K/2，即S3点，C正确。
解析
5．(目标2)自然界中种群的数量特征是种群最重要的特征之一，下图表示某动物种群在不同条件下数量变化情况的数学模型，请回答以下问题：
(1)该模型属于数学模型的表现形式之一的________。
(2)图中A段种群增长近似于“_______”形曲线，该模型需要满足的条件是_________________________________________________________。
(3)该种群的环境容纳量是________(填“K1”或“K2”)。
(4)在D阶段，若该动物种群的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，其__________________会变小。
曲线图
J
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
K1
K值(或环境容纳量)
解析　(2)在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条件下，种群数量会呈“J”形曲线增长，图中A段种群数量迅速增加，近似于“J”形曲线。
(3)种群数量稳定后在K值(环境容纳量)上下波动，则该种群的环境容纳量是K1。
(4)在D阶段，若该动物种群的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值(或环境容纳量)会变小。
解析
题型一　种群数量增长曲线分析
[例1]　如图为种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线。下列有关叙述错误的是(　　)
A．某种群迁入大量同种个体可使该种群K值提高
B．BC段种群增长速率逐渐下降，出生率大于死亡率
C．“S”形曲线是在空间资源有限的条件下出现
D．“J”形曲线所示种群数量的增长不受自身种群密度的制约
答案
解题分析　K值是一定的环境条件所能维持的种群最大数量，迁入大量同种个体不能使种群K值提高，改善空间和资源条件才可能使其K值提高，A错误；B点种群增长速率最大，BC段种群增长速率逐渐下降，但种群数量依然在增加，出生率大于死亡率，B正确。
解题分析
[例2]　如图表示某生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列判断不正确的是(　　)
A．甲、乙两种群的增长曲线均为“S”形
B．t2～t3内甲种群的出生率大于死亡率
C．t3时乙种群的种群密度的制约作用大于t4时
D．甲种群数量最大的时刻为t3，乙种群数量最大的时刻为t5
答案
解题分析　两个种群的增长速率变化趋势都是0→最大→0，说明两个种群数量增长曲线都是“S”形曲线，A正确；t2～t3时间段内，甲种群增长速率虽然下降但大于0，甲种群出生率仍大于死亡率，B正确；乙种群在t4时的种群数量大于t3时，则t4时乙种群的种群密度的制约作用大于t3时，C错误。
解题分析
1.种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线
项目 “J”形曲线 “S”形曲线
增长模型
前提条件 理想状态：①食物和空间条件充裕；②气候适宜；③没有天敌和其他竞争物种；④无迁入、迁出 现实状态：①食物、空间有限；②不断变化的自然条件；③有种内斗争和种间竞争
2.K值的不同表示方法
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量均为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量均为K/2值。
题型二　实验操作注意事项及血细胞计数方法
[例3]　为了研究培养液中酵母菌种群数量的变化，某实验小组的同学进行了相关实验。下列说法不正确的是(　　)
A．用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，先加培养液再盖盖玻片会导致计数结果偏低
B．用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，先盖盖玻片再滴加培养液可以避免计数室产生气泡
C．实验中直接将吸管伸入培养酵母菌的试管下部吸出培养液进行计数会导致酵母菌浓度偏大
D．对压在小方格界线上的酵母菌计数时应依据“计上不计下、计左不计右”的原则
答案
解题分析　先加培养液再盖盖玻片，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，使计数室内部液体增多，导致计数结果偏高。
解题分析
[例4]　如图是在显微镜下观察到的一个中方格的酵母菌分布情况，下列叙述正确的是(　　)
A．对酵母菌计数用样方法
B．实验中计数室体积是已知的
C．实验中菌液渗入计数室后即可开始计数
D．用该法只能得到酵母菌的种群数量，无法计算种群密度
解题分析　对酵母菌计数用抽样检测法，A错误；用该法可以得到酵母菌的种群数量，由于计数室体积已知，则可计算种群密度，B正确，D错误；菌液渗入计数室后，要稍等片刻，等酵母菌全部沉降到计数室底部再计数，C错误。
答案
解题分析
[单项选择题]
知识点一　建构种群增长模型的方法
1.建立种群数量变化的数学模型一般不需要(　　)
A．观察研究对象，提出问题，提出合理的假设
B．根据实验数据，用适当的数学形式，对种群数量变化进行表达
C．通过进一步实验或观察，对数学模型(公式或曲线)进行检测或修正
D．进行对照实验
解析　建构种群增长模型的研究方法为：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式，对种群数量变化进行表达→通过进一步实验或观察，对数学模型(公式或曲线)进行检测或修正。
答案
解析
知识点二　种群数量变化曲线
2.下列关于环境容纳量的叙述，正确的是(　　)
A．环境容纳量是种群的最大数量，种群数量在任何时候都不可能超过环境容纳量
B．人为地一次性捕杀家鼠后，其环境容纳量迅速降低
C．用较大网眼的网捕鱼，目的是增大鱼池的环境容纳量
D．建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的环境容纳量
答案
解析　环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，正常情况下，种群数量会在K值上下波动，所以可能会超过环境容纳量，A错误；环境容纳量是环境的固有属性，在环境条件不被破坏的情况下，不随种群数量的变化而变化，是基本恒定的，B、C错误；建立自然保护区的目的是改善大熊猫的生存环境，提高其存活率，进而提高保护区内大熊猫种群的环境容纳量，D正确。
解析
3．在资源和空间有限的条件下，种群数量呈“S”形增长。如图是某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．环境容纳量随环境温度不同而改变
B．19.8 ℃条件下环境容纳量最小
C．24.8 ℃条件下第5天左右的种群增长速率最大
D．33.6 ℃条件下种群数量将维持在K值恒定不变
答案
解析　环境容纳量随温度、气候等条件的变化而变化，A正确；图示三种温度条件下的环境容纳量相比，19.8 ℃条件下最小，B正确；24.8 ℃条件下，在第5天时，曲线的斜率最大，即种群增长速率最大，C正确；33.6 ℃条件下，种群数量达到K值后在K值附近波动，D错误。
解析
4．下列关于种群数量变化的叙述中，不正确的是(　　)
B．一个物种引入新的地区后，一定呈“J”形增长
C．对家鼠等有害动物的控制，要尽量降低其K值
D．一个呈“S”形增长的种群，数量在K/2左右时增长速率最大
解析　在理想条件下，种群呈“J”形曲线增长，一个物种引入一个新的地区，初始阶段可能呈“J”形增长，也可能不适应当地的自然环境而被淘汰，也可能因为存在天敌、食物有限等原因，呈“S”形增长，B错误。
答案
解析
5. 如图为两种生物种群的生长曲线，以下说法错误的是(　　)
答案
解析
A．按甲曲线增长的种群增长率始终不变
B．按乙曲线增长的种群到a点后种内竞争最为激烈
C．按乙曲线增长的不同种群在同一环境下，b点时的增长速率不同，但均为最大值
6. 种群数量的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．在营养物质缺乏的环境下，草履虫种群数量长期动态变化规律符合曲线乙
B．ab段种群数量相对稳定，种群出生率约等于死亡率
C．假如某种群数量变化由乙变为丙，该种群的环境容纳量不变
D．甲、乙、丙三条曲线表示的种群数量增长方式都为“J”形增长
答案
解析　在营养物质缺乏的环境下，草履虫种群数量长期动态变化规律符合曲线甲，即会由于营养物质的缺乏而下降，A错误；ab段种群数量相对稳定达到K值，即达到动态平衡，此时种群出生率约等于死亡率，B正确；假如某种群数量变化由乙变为丙，该种群的环境容纳量增大，C错误；在开始一段时间内，三条曲线的种群数量增长方式都为“S”形增长，D错误。
解析
7．对某地区新引入的一种鸟在第1～8年期间的种群增长速率进行调查研究，得到的数据如表所示。下列对该鸟种群的叙述不正确的是(　　)
答案
年份 第1年 第2年 第3年 第4年 第5年 第6年 第7年 第8年
增长 速率 0.66 1.24 2.91 3.67 2.84 1.65 0.03 0
A．第1～7年种群数量呈“S”形增长
B．调查期间该内竞争最激烈
C．种群增长受种群密度的制约
D．第4年该种群种期间种群的年龄结构为增长型
解析　在第1～7年期间，该种群的增长速率始终大于零，说明该种群的年龄结构为增长型，A正确；因种群增长速率不是定值，而是先增加后减小最后为零，故种群数量变化曲线应呈“S”形，B正确；种群增长受种群密度、天敌、食物、气候等因素的影响，C正确；种内竞争的激烈程度与种群密度呈正相关，因此在第8年该种群种内竞争最激烈，D错误。
解析
8．如图表示一种生活在玫瑰上的蓟马的种群数量的年度和季节变化，下列说法中错误的是(　　)
A．可用标记重捕法调查蓟马的种群密度
B．图中1936～1937年的环境容纳量最小
C．在1937～1938年的一段时间内蓟马的种群数量迅速增加
D．蓟马种群数量呈周期性波动
答案
解析　生活在玫瑰上的蓟马活动能力差，活动范围小，可用样方法调查其种群密度，A错误；由题图可知，在1936～1937年，蓟马种群数量低，环境容纳量最小，B正确；在1937～1938年的生长季节，蓟马的种群数量呈上升趋势，种群数量迅速增加，C正确；由图可知，蓟马种群数量呈周期性波动，D正确。
解析
答案
9. 如图表示某物种迁入新环境后，其种群增长速率随时间的变化关系。经调查在第5年时该种群的种群数量为200只。下列有关叙述正确的是(　　)
A．由图可知，该物种迁入新环境后，其种群数量呈“S”形增长
B．导致第5年到第9年这段时间内种群数量下降的主要原因包括天敌、生活空间和资源限制等
C．理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为200只
D．若该种群为东方田鼠，则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患
解析　由图可知，该物种迁入新环境后，种群的增长速率先增加后减少，其种群数量呈“S”形增长，A正确；导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降的原因主要包括天敌、生活空间和资源等，虽然种群的增长速率下降，但种群增长率大于0，说明种群的数量仍在增加，B错误；环境容纳量(K值)是在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，在第5年时种群增长速率最大，处于K/2处，种群数量为200只，则K值为400只，C错误；防治鼠害时，要在200之前处理，200只左右种群增长速率最大，不利于防治鼠患，D错误。
解析
10．如图是调查小组的同学从当地主管部门获得的某种群数量的变化图，据此不能得出的结论是(　　)
A．第1～5年间种群呈“J”形增长
B．第20～30年间种群增长率为0
C．第30年时种群的数量最大
D．第15～20年间种群数量不断减少
答案
解析
答案
知识点三　探究培养液中酵母菌种群数量的变化
11.有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是(　　)
A．改变培养液的pH不影响K值(环境容纳量)大小
B．用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化
C．取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D．为了方便计数酵母菌，培养后期的培养液应先稀释后再计数
解析　改变培养液的pH值会改变K值(环境容纳量)大小，A错误；样方法是调查植物及一些活动范围较小的动物种群密度的方法，肉眼看不见的微生物采用抽样检测法，B错误；应用血细胞计数板对培养液中酵母菌数量进行抽样检测，C错误；由于培养后期培养液中酵母菌数量多，不易计数，因此应先稀释再计数，D正确。
解析
[非选择题]
12. 如图为种群在不同环境条件下的增长曲线，据图回答问题：
(1)曲线________表示种群在无环境阻力下的增长。
(2)曲线______表示种群在有环境阻力下的增长，曲线呈“________”形曲线。
A
B
S
(3)下列关于曲线B的叙述错误的是(　　)
A．该曲线表示种群数量与食物的关系
B．根据该曲线判断“竭泽而渔”会使鱼虾数量下降，使生态系统发展停滞甚至崩溃
C．据该曲线可知灭鼠时如果仅杀死一半老鼠，可能会适得其反
D．呈现与该曲线类似增长的蝗虫，其数量有时也可能超过K值
(4)投药灭鼠在短期内能控制鼠害，但很快又会鼠灾泛滥。对此，应采取的有效措施是________。(填序号)
①严密封储粮食　②清除生活垃圾　③生物防治，保护老鼠的天敌　④施用剧毒农药
答案
①②③
解析　(3)曲线B表示“S”形曲线，“S”形曲线表示种群数量与时间的关系，A错误；“竭泽而渔”会使鱼虾K值降低，渔业生产将受到严重影响，可能会使生态系统发展停滞甚至崩溃，B正确；灭鼠时如果仅杀死一半老鼠，使鼠的种群数量降到K/2，种群的增长速率最大，很快就会增长到原来的水平，会使效果适得其反，C正确；呈“S”形增长的蝗虫，其数量在K值上下波动，可能有时会超过K值，但最终维持动态平衡，D正确。
(4)投药灭鼠在短期内能控制鼠害，但很快又会鼠灾泛滥，原因是老鼠的抗药性逐渐增强。灭鼠的原则是减少环境容纳量和增大环境阻力，①②③措施能降低环境容纳量，使老鼠数量减少；④施用剧毒农药会造成环境污染，同时危害其他生物。故选①②③。
解析
13．在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，需要利用血细胞计数板对细胞进行直接计数。计数室由400个小方格(25×16)组成，容纳液体总体积为0.1 mm3。某同学将1 mL酵母菌培养液加99 mL无菌水稀释；在血细胞计数板上盖上盖玻片，用无菌吸管吸取少量稀释后的菌液并使菌液自行渗入计数室，用滤纸吸去多余菌液，进行观察和计数。
(1)在实验中，该同学的部分实验操作如下。
①从静置的试管中吸取稀释后的酵母菌菌液加入计数板，对酵母菌计数并记录数据；
②将酵母菌培养液放置在冰箱中；
③第7天再取样计数，记录数据，绘成曲线，分析结果。
请纠正该同学实验操作中的3处错误。
①___________________________________________________________
______；
② ________________________________________________________；
③________________________________________。
(2)在实验前应该对培养瓶、吸管等器具进行________处理。
(3)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取的措施是______
_______________。
应该轻轻振荡试管，将酵母菌菌液充分混匀，再加入计数板进行
计数
应该将酵母菌培养液置于适宜酵母菌生长、繁殖的温度下培养
每天都应该取样计数，连续记录7天的数据
对样品进行稀释
灭菌
继续
(4)如果观察到如下图所示a、b、c、d、e 5个中方格(共80个小方格)内有酵母菌48个，则上述1 mL酵母菌培养液中约有酵母菌________个；要获得较为准确的数值，减少误差，你认为该怎么做？_____________________
____________________________________。
2.4×108
液，每次计数时重复做几次，取平均值
在计数前充分混匀菌
解析　(4)根据题意可知，80个小室内共有酵母菌48个，则整个计数室酵母菌数量＝48÷80×400＝240个，并且酵母菌培养液稀释了100倍，因此上述1 mL酵母菌培养液中约有菌体＝240÷(0.1 mm3×10－3)×100＝2.4×108个。
解析