2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2-----1.2种群数量的变化课件(66张PPT）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2-----1.2种群数量的变化课件(66张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-26 06:39:25 | ||
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文档简介
(共66张PPT)
1.2 种群数量的变化
讨论:
1.第n代细菌数量的计算公式是什么？
2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
3.在一个培养瓶中，细菌数量会一直按这个公式描述的趋势增长吗 如何验证你的观点？
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一次。
Nn=N0×2n
2216个
不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。
用实验验证。
如果营养和生存空间没有限制，那么1个细菌繁殖n代后的数量是多少？
(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
数量（个）
指数形式
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1.1个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
Nn=1×2n
2.初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
Nn=N0×2n
1
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512
以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。
【思考】曲线图与数学公式比较，有哪些优缺点？
曲线图: 直观，但不够精确
数学公式: 精确，但不够直观
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
指数形式
21
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一、建构种群增长模型的方法
1.数学模型:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2.类型:
数学公式、曲线图
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
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
Nn=2n或绘制曲线图
N代表细菌数量，n表示第几代
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
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事物的性质进行表达，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
研究方法
研究实例
3.建立数学模型的步骤:
以上数学模型的建构是假设在理想条件下（资源和生存空间没有限制）。在自然界中，有没有这种类型的增长呢？
思考与讨论
分析自然界种群增长的实例
资料1 1859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔。一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。
资料2 20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群增长如右图所示。
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
1.这两个资料中的种群增长有什么共同点
2.种群出现这种增长的原因是什么？
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
不能，因为资源和空间有限。
讨论:
二、种群的“J” 形增长
在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曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。
1.产生条件:
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
2.数量变化:
种群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。
（即在理想条件下）
t年后种群的数量为:
Nt=N0λt
3.数学公式
一年后种群的数量为:
N1=N0λ
二年后种群的数量为:
N2=N1·λ=
N0λ2
(N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。)
【思考1】
①当λ=1时，种群数量如何变化？
②当λ＞1时，种群数量如何变化？
③当λ＜1时，种群数量如何变化？
【思考2】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
种群数量相对稳定
种群数量增长
种群数量下降
不一定；
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
λ
现有个体数
原有个体数
=
1-4年，种群数量呈____形增长
4-5年，种群数量__________
5-9年，种群数量__________
9-10年，种群数量_______
10-11年，种群数量_______
11-13年，种群数量____________________________
前9年，种群数量第_____年最高
9-13年，种群数量第______年最低
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
【现学现用】据图说出种群数量如何变化。
“J”
①外来入侵物种的种群数量变化
福寿螺，瓶螺科瓶螺属软体动物,原产于南美洲亚马逊河流域，1981年作为食用螺引入中国，因其适应性强，繁殖迅速，食量大且食物种类繁多能破坏粮食作物、蔬菜和水生农作物的生长，成为危害巨大的外来入侵物种。
4. 实例
②动物迁入适宜其生活的新环境后，一段时间内种群的数量变化。
2000年之前我国人口变化
如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？
不会
三、种群的“S”形增长
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0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h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。
为什么大草履虫种群的数量呈“S”形增长呢？
因为随着大草履虫数量的增多，它们对食物和空间的竞争也趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。
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。
1.产生条件：
①资源和空间有限
（即存在环境阻力）
②天敌的制约
2.曲线图分析:
ab段:
bc段:
cd段:
de段:
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到最大，且维持相对稳定。
此时种内竞争最剧烈。
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
一定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。
AC段(不包括C):
出生率＞死亡率
AB段:
B点(K/2):
BC段:
C点(K值):
出生率＞死亡率，差值在增大，种群增长速率上升
出生率＞死亡率，差值最大，
种群增长速率最大
出生率＞死亡率，差值在减小，种群增长速率下降
出生率＝死亡率，种群增长速率为0，种群数量达到最大，趋于稳定。
种群数量达到K值时，种群________
增长停止
种群数量在K/2值时，种群________
增长最快
种群数量小于K/2值时,种群______________
增长逐渐加快
种群数量大于K/2值时,种群____________
增长逐渐减慢
A
【思考】
(2)在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在 上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过 调节使种群数量回到K值。
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_______；当环境条件改善时,K值_______。
负反馈
下降
上升
K值附近
3.环境容纳量（又称K值）
(1)同一种群的K值不是固定不变的:
(3)K值并不是种群数量的最大值:
K值是在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
保护大熊猫的根本措施是什么？
建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物减少和活动范围缩小，K值变小。
(4)K值与K/2值在实践中的应用:
①对野生生物和濒危物种的保护：
减小环境阻力，提高环境容纳量
鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？
将粮食储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌；搞好环境卫生等。
②对有害生物的防治：
b.在_______捕杀。
a.增大环境阻力，降低环境容纳量;
如灭鼠时及时控制种群数量，严防达到____值。若达到该值，会导致该有害生物成灾。
K/2
K/2前
K/2
在渔业捕捞上，人们总是希望捕到更多的鱼。合理的捕捞量既能获得较高的鱼产量，又不影响鱼类种群的持续发展。那么，捕捞量多少才算合理呢？
使捕捞后种群数量剩余 K/2 。此时种群增长速率最大，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量，是可再生资源的最佳收获策略。
K/2
③对野生生物资源的利用：
a.渔业捕捞应在__________;
b.捕捞后鱼的种群数量维持在_______。
K/2后
K/2
因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大。可实现“既有较大收获量又可保持种群快速增长”，符合可持续发展的原则。
1.(2021·北京海淀区101中学高二期末)为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”形曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上
A.种群数量最大
B.单位时间内种群增长量最大
C.种群数量相对稳定
D.种群的出生率大于死亡率
√
解析 种群数量为K/2时，种群增长速率最快，单位时间内种群增长量最大，能持续地获得最大捕鱼量，可实现效益的持续获得。
2.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.环境容纳量是不会改变的，不受空间和资源的限制
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
√
1
2
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5
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18
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。可以短时间内超越，但会很快恢复到正常水平，A错误；
家鼠的环境容纳量是环境的固有属性，不会因为人为地一次性大量捕杀而降低，B错误；
环境容纳量受到空间和资源的限制，C错误；
建立大熊猫自然保护区的目的是改善其生存环境，提高大熊猫种群的环境容纳量，D正确。
（1）图中阴影部分表示什么？
（2）环境阻力如何用自然选择学说
内容解释？
（3）“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？
环境阻力。
在生存斗争中被淘汰的个体数。
不等同，已经存在环境阻力。
4.“J”型曲线与“S”型曲线
“J”型曲线无K值, 无种内竞争, 无天敌。
种群在理想环境中，呈“J”形增长，如图中甲曲线；在有环境阻力条件下，呈“S”形增长，如图中乙曲线。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是
A.若该图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量
达到e点后，增长速率接近0
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害的防治
必须在c点进行
D.K值是环境的最大容纳量，不随环境的变化而变化
√
1
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18
解析 比较“J”形曲线和“S”形曲线，可知环境阻力出现在d点之前；防治害虫越早越好，c点时，蝗虫繁殖速率最快，这个时候防治效果甚微，应该在c点之前防治；K值是环境容纳量，会随环境改变而改变。
增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／时间
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线(即斜率)。
5.种群增长率与增长速率
(1)增长速率:
举例: “某个种群有1000个个体，一年后增加到1100个”，则该种群的增长速率为:
(1100-1000)/1=100个/年
(有单位，如个/年)
1. J”型和“S”型曲线增长速率的变化：
规律总结
“J”型曲线
“S”型曲线
在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大
在“S”型曲线中，种群增长速率先增大后减小
[检测] “S”型曲线与其增长速率的关系
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
⑴图乙的fg段相当于图甲的 段
⑵图乙的g点相当于图甲的 点
⑶图乙的gh段相当于图甲的 段
⑷图乙的h点相当于图甲的 段
甲
乙
增长速率变化:
0～K/2时逐渐增大
K/2～K时逐渐减小
在 K/2时达到最大
在K时增长速率为0
ac
c
cd
de
t0 t1 t2 时间
0 K/2 K 数量
增长速率
f
g
h
(2)增长率:
增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100％
举例: “某个种群有1000个个体，一年后增加到1100个”，则该种群的增长率为:
[(1100-1000)/1000]×100%=10%
2. “J”型曲线增长率的变化:
规律总结
t年后种群的数量为: Nt=N0λt
增长率= (Nt－Nt－1)/ Nt－1
N0λt－ N0λt－1
N0λt－1
=
=λ-1
看(λ-1)
【方法规律】K值的四种表示方法
(1)① 对应的种群增长速率为0，数量最大，为______。
② 对应的种群增长速率最大，为_______。
(2)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
K/2值
(3)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_______。
(4)① 对应的种群个体数最多，为_____。
② 对应的种群个体数为K/2值。
C点
C'点
D点
D'点
K/2值
K值
1.(2021·北京房山区高二期末)在自然条件下，种群数量增长曲线呈“S”形，如图所示。下列相关叙述不正确的是
A.种群数量“S”形增长是受各种资源综合限制的结果
B.种群数量“S”形增长的增长速率先上升后下降
C.种群数量“J”形和“S”形增长曲线均有K值
D.控制农林害虫爆发应在种群数量达1/2K之前进行
√
解析 K值表示环境容纳量，“S”形增长曲线是由于种群数量增长受各种资源综合限制形成的，故存在K值，“J”形增长曲线为理想条件下的种群数量变化，不存在K值，C错误。
2.下图表示甲、乙两个种群的增长速率随时间的变化曲线，下列有关叙述错误的是
A.种群甲所在的环境资源充足，种群数量呈“J”形增长
B.种群乙随着种群数量的增加，种内竞争不断加剧
C.t1时刻，种群乙具有最大增长速率，环境阻力最小
D.t2时刻，种群乙的出生率和死亡率基本相等
√
3.如图表示生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列叙述中不正确的是
①t2～t3时间内甲种群出生率小于死亡率，
乙种群出生率大于死亡率
②t1～t4时间内甲、乙种群都呈“S”形增长
③t4时，甲的种群密度最小，乙的种群密度最大
④若乙物种为害虫，则在t4时防治效果最佳
A.①②③④ B.仅①②③
C.仅②③④ D.仅①③④
√
1
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解析 t2～t3时间内甲种群和乙种群增长速率都大于0，种群数量不断增加，所以都表现为出生率大于死亡率，①错误；
甲种群在t1～t3呈现“S”形增长，而乙种群在t1～t5呈现“S”形增长，②错误；
仅由此增长速率曲线，无法判断t4时两种群密度大小，③错误；
乙种群在t4时为最大增长速率，防止害虫应在t4之前进行，严防其达到最大增长速率，所以t4时防治效果不佳，④错误。
综上所述，A错误。
2.但大多数生物，种群数量总是在波动中。处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
东亚飞蝗种群数量的波动
3.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。
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。
4.当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
实验：探究培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 实践
一.实验原理
二.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
三.作出假设
在资源有限的条件下，酵母菌种群的数量随时间呈“S”形增长。
在理想条件下，酵母菌种群增长呈“J”形曲线；在存在环境阻力的情况下，酵母菌种群增长呈“S”形曲线。
随着时间推移，由于营养物质的______、有害代谢产物的______、pH的_________，酵母菌数量呈_____形增长。
消耗
积累
改变
“S”
1.怎样对酵母菌进行计数？
血细胞计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。
计数时，常采用抽样检测法。
酵母菌的计数方法:
抽样检测法
1个计数室的体积为0.1mm3
计数室
边长
为1mm
计数室
计数室深度为0.1mm
中方格
小方格
1mL样品中酵母菌数=
A1、A2、A3、A4、A5分别为五个中方格中的酵母菌数。
1mL=103mm3
规格一：25×16型
A1
A2
A3
A4
A5
A1+A2+A3+A4+A5
80
×400÷0.1mm3×103×稀释倍数
=
80
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4+A5
1mL样品中酵母菌数=
A1+A2+A3+A4
100
×400÷0.1mm3×103×稀释倍数
A1、A2、A3、A4、分别为四个中方格中的酵母菌数。
=
100
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4
规格二：16×25型
A1
A2
A4
A3
1mL=103mm3
先盖盖玻片，再将培养液滴加于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。
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，进行计数。
先盖后滴
2.从试管中吸出培养液进行计数之前,建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？
使培养液中的酵母菌分布均匀，减小误差。
3.如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
稀释培养液重新计数。
4.对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数
只计相邻两边及其夹角上的酵母菌，
一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
5.本实验需要设置对照吗
不需要对照, 在时间上形成前后自身对照。
6.需要做重复实验吗
需要重复实验,对每个样品可计数三次，再取平均值，以提高实验数据的准确性。
7.怎样记录结果 记录表怎样设计？
连续观察7天，分布记录下这7天的数值。
重复组
3组实验的平均值
四.分析结果，得出结论
在适宜条件下 ，酵母菌种群呈“S”形增长。
影响酵母菌种群数量增长的因素:
实验结论:
受培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物等因素的影响。
五. 注意事项
1.取样时间需一致，且应做到随机取样（每天同一时间取样，或者每隔相同一段时间取样；
2.抽取样液之前，需要振荡，使酵母菌均匀分布。如果未振荡试管就吸出培养液，可能出现两种情况：一是从试管下部吸取的培养液浓度偏大; 二是从试管上部吸出的培养液浓度偏小。因为酵母菌会沉降在底部。
3.若保持培养条件，酵母菌种群数量不会一直保持稳定，将会下降，因为营养物质减少、代谢废物增多、空间有限、pH降低等；
4.血细胞计数板使用完毕后，用水冲洗干净或浸泡在酒精溶液中，切勿用硬物洗刷或抹擦，以免损坏网格刻度。
1.1 必背内容
1.种群的数量特征有哪些？
2.种群最基本的数量特征是什么？
3.直接决定种群密度的数量特征是什么？
4.间接影响种群密度的数量特征是什么？
5.年龄结构和性别比例分别通过影响哪些因素进而影响种群密度？
6.预测种群数量变化趋势的特征是什么？
7.年龄结构的类型？
8.种群密度的调查方法及适用范围？
9.样方法的取样关键？取样方法有哪些？计数原则？
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
种群密度的调查方法
1.2 必背内容
1.种群呈“J”型增长的条件？
2.当λ＞1、λ=1、λ＜1时，种群数量分别如何变化？
3.种群呈“S”型增长的条件？
4.一定环境条件所能维持的种群最大数量称为什么？
5.“S”型曲线中出生率与死亡率是怎样变化的？
6.J”型和“S”型曲线的增长速率分别如何变化？
7.酵母菌的计数方法？
8.从试管中吸出培养液进行计数之前,建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？
9.如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
10.该实验需要设置对照吗
11.需要做重复实验吗
1.2 种群数量的变化
讨论:
1.第n代细菌数量的计算公式是什么？
2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
3.在一个培养瓶中，细菌数量会一直按这个公式描述的趋势增长吗 如何验证你的观点？
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一次。
Nn=N0×2n
2216个
不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。
用实验验证。
如果营养和生存空间没有限制，那么1个细菌繁殖n代后的数量是多少？
(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
数量（个）
指数形式
21
22
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24
25
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27
28
29
1.1个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
Nn=1×2n
2.初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
Nn=N0×2n
1
2
2
3
4
5
6
8
9
7
4
8
16
32
64
128
256
512
以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。
【思考】曲线图与数学公式比较，有哪些优缺点？
曲线图: 直观，但不够精确
数学公式: 精确，但不够直观
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
指数形式
21
22
23
24
25
26
27
28
29
一、建构种群增长模型的方法
1.数学模型:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2.类型:
数学公式、曲线图
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
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
Nn=2n或绘制曲线图
N代表细菌数量，n表示第几代
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
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事物的性质进行表达，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
研究方法
研究实例
3.建立数学模型的步骤:
以上数学模型的建构是假设在理想条件下（资源和生存空间没有限制）。在自然界中，有没有这种类型的增长呢？
思考与讨论
分析自然界种群增长的实例
资料1 1859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔。一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。
资料2 20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群增长如右图所示。
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
1.这两个资料中的种群增长有什么共同点
2.种群出现这种增长的原因是什么？
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
不能，因为资源和空间有限。
讨论:
二、种群的“J” 形增长
在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曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。
1.产生条件:
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
2.数量变化:
种群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。
（即在理想条件下）
t年后种群的数量为:
Nt=N0λt
3.数学公式
一年后种群的数量为:
N1=N0λ
二年后种群的数量为:
N2=N1·λ=
N0λ2
(N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。)
【思考1】
①当λ=1时，种群数量如何变化？
②当λ＞1时，种群数量如何变化？
③当λ＜1时，种群数量如何变化？
【思考2】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
种群数量相对稳定
种群数量增长
种群数量下降
不一定；
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
λ
现有个体数
原有个体数
=
1-4年，种群数量呈____形增长
4-5年，种群数量__________
5-9年，种群数量__________
9-10年，种群数量_______
10-11年，种群数量_______
11-13年，种群数量____________________________
前9年，种群数量第_____年最高
9-13年，种群数量第______年最低
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
【现学现用】据图说出种群数量如何变化。
“J”
①外来入侵物种的种群数量变化
福寿螺，瓶螺科瓶螺属软体动物,原产于南美洲亚马逊河流域，1981年作为食用螺引入中国，因其适应性强，繁殖迅速，食量大且食物种类繁多能破坏粮食作物、蔬菜和水生农作物的生长，成为危害巨大的外来入侵物种。
4. 实例
②动物迁入适宜其生活的新环境后，一段时间内种群的数量变化。
2000年之前我国人口变化
如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？
不会
三、种群的“S”形增长
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0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h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。
为什么大草履虫种群的数量呈“S”形增长呢？
因为随着大草履虫数量的增多，它们对食物和空间的竞争也趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。
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。
1.产生条件：
①资源和空间有限
（即存在环境阻力）
②天敌的制约
2.曲线图分析:
ab段:
bc段:
cd段:
de段:
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到最大，且维持相对稳定。
此时种内竞争最剧烈。
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
一定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。
AC段(不包括C):
出生率＞死亡率
AB段:
B点(K/2):
BC段:
C点(K值):
出生率＞死亡率，差值在增大，种群增长速率上升
出生率＞死亡率，差值最大，
种群增长速率最大
出生率＞死亡率，差值在减小，种群增长速率下降
出生率＝死亡率，种群增长速率为0，种群数量达到最大，趋于稳定。
种群数量达到K值时，种群________
增长停止
种群数量在K/2值时，种群________
增长最快
种群数量小于K/2值时,种群______________
增长逐渐加快
种群数量大于K/2值时,种群____________
增长逐渐减慢
A
【思考】
(2)在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在 上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过 调节使种群数量回到K值。
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_______；当环境条件改善时,K值_______。
负反馈
下降
上升
K值附近
3.环境容纳量（又称K值）
(1)同一种群的K值不是固定不变的:
(3)K值并不是种群数量的最大值:
K值是在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
保护大熊猫的根本措施是什么？
建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物减少和活动范围缩小，K值变小。
(4)K值与K/2值在实践中的应用:
①对野生生物和濒危物种的保护：
减小环境阻力，提高环境容纳量
鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？
将粮食储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌；搞好环境卫生等。
②对有害生物的防治：
b.在_______捕杀。
a.增大环境阻力，降低环境容纳量;
如灭鼠时及时控制种群数量，严防达到____值。若达到该值，会导致该有害生物成灾。
K/2
K/2前
K/2
在渔业捕捞上，人们总是希望捕到更多的鱼。合理的捕捞量既能获得较高的鱼产量，又不影响鱼类种群的持续发展。那么，捕捞量多少才算合理呢？
使捕捞后种群数量剩余 K/2 。此时种群增长速率最大，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量，是可再生资源的最佳收获策略。
K/2
③对野生生物资源的利用：
a.渔业捕捞应在__________;
b.捕捞后鱼的种群数量维持在_______。
K/2后
K/2
因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大。可实现“既有较大收获量又可保持种群快速增长”，符合可持续发展的原则。
1.(2021·北京海淀区101中学高二期末)为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”形曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上
A.种群数量最大
B.单位时间内种群增长量最大
C.种群数量相对稳定
D.种群的出生率大于死亡率
√
解析 种群数量为K/2时，种群增长速率最快，单位时间内种群增长量最大，能持续地获得最大捕鱼量，可实现效益的持续获得。
2.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.环境容纳量是不会改变的，不受空间和资源的限制
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
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
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。可以短时间内超越，但会很快恢复到正常水平，A错误；
家鼠的环境容纳量是环境的固有属性，不会因为人为地一次性大量捕杀而降低，B错误；
环境容纳量受到空间和资源的限制，C错误；
建立大熊猫自然保护区的目的是改善其生存环境，提高大熊猫种群的环境容纳量，D正确。
（1）图中阴影部分表示什么？
（2）环境阻力如何用自然选择学说
内容解释？
（3）“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？
环境阻力。
在生存斗争中被淘汰的个体数。
不等同，已经存在环境阻力。
4.“J”型曲线与“S”型曲线
“J”型曲线无K值, 无种内竞争, 无天敌。
种群在理想环境中，呈“J”形增长，如图中甲曲线；在有环境阻力条件下，呈“S”形增长，如图中乙曲线。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是
A.若该图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量
达到e点后，增长速率接近0
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害的防治
必须在c点进行
D.K值是环境的最大容纳量，不随环境的变化而变化
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
解析 比较“J”形曲线和“S”形曲线，可知环境阻力出现在d点之前；防治害虫越早越好，c点时，蝗虫繁殖速率最快，这个时候防治效果甚微，应该在c点之前防治；K值是环境容纳量，会随环境改变而改变。
增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／时间
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线(即斜率)。
5.种群增长率与增长速率
(1)增长速率:
举例: “某个种群有1000个个体，一年后增加到1100个”，则该种群的增长速率为:
(1100-1000)/1=100个/年
(有单位，如个/年)
1. J”型和“S”型曲线增长速率的变化：
规律总结
“J”型曲线
“S”型曲线
在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大
在“S”型曲线中，种群增长速率先增大后减小
[检测] “S”型曲线与其增长速率的关系
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
⑴图乙的fg段相当于图甲的 段
⑵图乙的g点相当于图甲的 点
⑶图乙的gh段相当于图甲的 段
⑷图乙的h点相当于图甲的 段
甲
乙
增长速率变化:
0～K/2时逐渐增大
K/2～K时逐渐减小
在 K/2时达到最大
在K时增长速率为0
ac
c
cd
de
t0 t1 t2 时间
0 K/2 K 数量
增长速率
f
g
h
(2)增长率:
增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100％
举例: “某个种群有1000个个体，一年后增加到1100个”，则该种群的增长率为:
[(1100-1000)/1000]×100%=10%
2. “J”型曲线增长率的变化:
规律总结
t年后种群的数量为: Nt=N0λt
增长率= (Nt－Nt－1)/ Nt－1
N0λt－ N0λt－1
N0λt－1
=
=λ-1
看(λ-1)
【方法规律】K值的四种表示方法
(1)① 对应的种群增长速率为0，数量最大，为______。
② 对应的种群增长速率最大，为_______。
(2)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
K/2值
(3)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_______。
(4)① 对应的种群个体数最多，为_____。
② 对应的种群个体数为K/2值。
C点
C'点
D点
D'点
K/2值
K值
1.(2021·北京房山区高二期末)在自然条件下，种群数量增长曲线呈“S”形，如图所示。下列相关叙述不正确的是
A.种群数量“S”形增长是受各种资源综合限制的结果
B.种群数量“S”形增长的增长速率先上升后下降
C.种群数量“J”形和“S”形增长曲线均有K值
D.控制农林害虫爆发应在种群数量达1/2K之前进行
√
解析 K值表示环境容纳量，“S”形增长曲线是由于种群数量增长受各种资源综合限制形成的，故存在K值，“J”形增长曲线为理想条件下的种群数量变化，不存在K值，C错误。
2.下图表示甲、乙两个种群的增长速率随时间的变化曲线，下列有关叙述错误的是
A.种群甲所在的环境资源充足，种群数量呈“J”形增长
B.种群乙随着种群数量的增加，种内竞争不断加剧
C.t1时刻，种群乙具有最大增长速率，环境阻力最小
D.t2时刻，种群乙的出生率和死亡率基本相等
√
3.如图表示生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列叙述中不正确的是
①t2～t3时间内甲种群出生率小于死亡率，
乙种群出生率大于死亡率
②t1～t4时间内甲、乙种群都呈“S”形增长
③t4时，甲的种群密度最小，乙的种群密度最大
④若乙物种为害虫，则在t4时防治效果最佳
A.①②③④ B.仅①②③
C.仅②③④ D.仅①③④
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
解析 t2～t3时间内甲种群和乙种群增长速率都大于0，种群数量不断增加，所以都表现为出生率大于死亡率，①错误；
甲种群在t1～t3呈现“S”形增长，而乙种群在t1～t5呈现“S”形增长，②错误；
仅由此增长速率曲线，无法判断t4时两种群密度大小，③错误；
乙种群在t4时为最大增长速率，防止害虫应在t4之前进行，严防其达到最大增长速率，所以t4时防治效果不佳，④错误。
综上所述，A错误。
2.但大多数生物，种群数量总是在波动中。处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
东亚飞蝗种群数量的波动
3.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。
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。
4.当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
实验：探究培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 实践
一.实验原理
二.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
三.作出假设
在资源有限的条件下，酵母菌种群的数量随时间呈“S”形增长。
在理想条件下，酵母菌种群增长呈“J”形曲线；在存在环境阻力的情况下，酵母菌种群增长呈“S”形曲线。
随着时间推移，由于营养物质的______、有害代谢产物的______、pH的_________，酵母菌数量呈_____形增长。
消耗
积累
改变
“S”
1.怎样对酵母菌进行计数？
血细胞计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。
计数时，常采用抽样检测法。
酵母菌的计数方法:
抽样检测法
1个计数室的体积为0.1mm3
计数室
边长
为1mm
计数室
计数室深度为0.1mm
中方格
小方格
1mL样品中酵母菌数=
A1、A2、A3、A4、A5分别为五个中方格中的酵母菌数。
1mL=103mm3
规格一：25×16型
A1
A2
A3
A4
A5
A1+A2+A3+A4+A5
80
×400÷0.1mm3×103×稀释倍数
=
80
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4+A5
1mL样品中酵母菌数=
A1+A2+A3+A4
100
×400÷0.1mm3×103×稀释倍数
A1、A2、A3、A4、分别为四个中方格中的酵母菌数。
=
100
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4
规格二：16×25型
A1
A2
A4
A3
1mL=103mm3
先盖盖玻片，再将培养液滴加于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。
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，进行计数。
先盖后滴
2.从试管中吸出培养液进行计数之前,建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？
使培养液中的酵母菌分布均匀，减小误差。
3.如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
稀释培养液重新计数。
4.对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数
只计相邻两边及其夹角上的酵母菌，
一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
5.本实验需要设置对照吗
不需要对照, 在时间上形成前后自身对照。
6.需要做重复实验吗
需要重复实验,对每个样品可计数三次，再取平均值，以提高实验数据的准确性。
7.怎样记录结果 记录表怎样设计？
连续观察7天，分布记录下这7天的数值。
重复组
3组实验的平均值
四.分析结果，得出结论
在适宜条件下 ，酵母菌种群呈“S”形增长。
影响酵母菌种群数量增长的因素:
实验结论:
受培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物等因素的影响。
五. 注意事项
1.取样时间需一致，且应做到随机取样（每天同一时间取样，或者每隔相同一段时间取样；
2.抽取样液之前，需要振荡，使酵母菌均匀分布。如果未振荡试管就吸出培养液，可能出现两种情况：一是从试管下部吸取的培养液浓度偏大; 二是从试管上部吸出的培养液浓度偏小。因为酵母菌会沉降在底部。
3.若保持培养条件，酵母菌种群数量不会一直保持稳定，将会下降，因为营养物质减少、代谢废物增多、空间有限、pH降低等；
4.血细胞计数板使用完毕后，用水冲洗干净或浸泡在酒精溶液中，切勿用硬物洗刷或抹擦，以免损坏网格刻度。
1.1 必背内容
1.种群的数量特征有哪些？
2.种群最基本的数量特征是什么？
3.直接决定种群密度的数量特征是什么？
4.间接影响种群密度的数量特征是什么？
5.年龄结构和性别比例分别通过影响哪些因素进而影响种群密度？
6.预测种群数量变化趋势的特征是什么？
7.年龄结构的类型？
8.种群密度的调查方法及适用范围？
9.样方法的取样关键？取样方法有哪些？计数原则？
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
种群密度的调查方法
1.2 必背内容
1.种群呈“J”型增长的条件？
2.当λ＞1、λ=1、λ＜1时，种群数量分别如何变化？
3.种群呈“S”型增长的条件？
4.一定环境条件所能维持的种群最大数量称为什么？
5.“S”型曲线中出生率与死亡率是怎样变化的？
6.J”型和“S”型曲线的增长速率分别如何变化？
7.酵母菌的计数方法？
8.从试管中吸出培养液进行计数之前,建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？
9.如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
10.该实验需要设置对照吗
11.需要做重复实验吗