课时分层作业(2) 种群数量的变化
题组一 种群的“J”形增长和“S”形增长
1．经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率以0.2保持不变，则第三年该种群数量为( )
A．1.2 N0 B．1.44 N0
C．2.2 N0 D．3.6 N0
B [由增长率数值0.2可求得λ＝1＋0.2＝1.2，则第三年该种群数量为：N0·(1.2)2＝1.44 N0。]
2．下列有关种群“J”形增长的叙述，错误的是( )
A．“J”形增长的种群都无K值
B．“J”形增长的种群生存条件是有限的
C．自然界中绝大多数种群不呈“J”形增长
D．“J”形增长的种群个体数一定不断增加
B [“J”形曲线没有最大值，A项正确；“J”形增长是在理想条件下进行的，种群的生存条件是无限的，B项错误；由于自然界中的资源和空间有限，故大多数种群呈“S”形增长，C正确；“J”形增长由于空间和资源无限，种群个体数一直增加，D项正确。]
3．在海南国际旅游岛的建设过程中，生态恢复是一项重要工程。在恢复生态系统中的某一濒危物种时，我们希望该物种的种群数量增长曲线是( )
A B
C D
C [在恢复生态系统中的某一濒危物种时，因为自然界的资源和空间是有限的，所以某一濒危物种的种群数量增长曲线应为“S”形，C选项正确。]
4．《孟子·梁惠王上》提到“数罟不入洿池，鱼鳖不可胜食也”(数罟：细网)，已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K，下列说法错误的是( )
A．在捕捞该种鱼时应控制种群的年龄结构为增长型
B．“数罟不入洿池”是为了保护幼小个体
C．应在K/2之前用粗网对该种鱼进行捕捞
D．在用标记重捕法统计该种鱼数量时，标记物易被鱼吞食消化，会使统计结果偏大
C [“数罟不入洿池”可以保证幼小个体不被捕获，使该种鱼的年龄结构保持增长型，A、B正确；为保持该种鱼较大的增长速率，捕捞应在K/2之后进行，C错误；标记物被鱼吞食消化后，会使重捕个体中带标记的个体数减少，从而使统计结果偏大，D正确。]
5．如图所示为某种群数量增长曲线，下列关于各阶段种群数量变化的叙述，错误的是( )
A．第1阶段种群数量缓慢增长
B．第2阶段种群增长速率先快后慢
C．第3阶段种群数量缓慢增长，接近K值
D．第4阶段种群数量在K值上下波动
C [第1阶段种群增长速率较低，种群数量增长缓慢，A正确；第2阶段种群增长速率先快后慢，在K/2时种群增长速率最大，B正确；第3阶段种群数量超过了K值，种群数量先上升后下降，C错误；第4阶段种群数量在K值上下波动，D正确。]
6．如图表示某种群迁入该生态系统一段时间内，种群增长率和时间的关系。以下说法正确的是( )
A．由图可知，种群密度在第50年时，达到种群的环境容纳量(K值)
B．在10～30年，种内竞争变化趋势是逐渐增强
C．该种群的出生率和迁入率决定λ值的大小
D．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
B [当λ＝1时，种群数量稳定不变，年龄结构为稳定型；当λ<1时，种群数量下降，年龄结构为衰退型；当λ>1时，种群数量增加，年龄结构为增长型。由图可知，种群密度在约第40年时，达到种群的环境容纳量(K值)，A错误；在10～30年，λ>1，种群数量不断增加，导致种内竞争变化趋势逐渐增强，B正确；λ值的大小受多种因素的影响，如出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄结构等，C错误；在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是出生率和死亡率，D错误。]
7．请根据如图所示“种群生长”的坐标曲线，回答下列有关问题：
(1)马缨丹是一种生活于热带地区的有毒植物，为达到观赏目的人们把它引种到夏威夷，一段时间后，马缨丹大量繁殖，对夏威夷的畜牧业造成严重威胁，图中曲线________符合马缨丹疯狂蔓延趋势。
(2)自然界中种群增长曲线表现为图中的曲线________。
(3)按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中曲线________，若地球环境对人类种群的容纳量(K)为110亿，则全球人口的最适数量为________。若出现cd段则表明人口出现了负增长。
(4)太湖蓝细菌事件使太湖美的形象大打折扣，若此图表示太湖蓝细菌增长曲线，当种群数量达到________点后，增长速率为0。
(5)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应把握在______________点后进行，原因是____________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)外来物种由于条件适宜往往呈“J”形曲线疯狂增长。(2)(3)自然情况下，种群数量的增长呈“S”形曲线增长，人口增长也不例外，其主要原因是生存条件有限。在K/2值时，种群保持最大的增长速率，所以如果全球的人口环境容纳量为110亿，则最适人口数量为55亿。(4)(5)当种群数量达到f点后，出生率＝死亡率，即增长速率为0，而种群数量达到e点时，种群增长速率最大，对于狩猎或海洋捕捞作业具有重要的指导意义。
[答案] (1)Ⅰ (2)Ⅱ (3)Ⅱ 55亿 (4)f (5)e e点时种群数量的增长速率最大
题组二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
8．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，下列有关实验分析错误的是( )
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，其年龄结构为稳定型
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．本实验中不存在对照，统计酵母菌个体数常用抽样检测法
D [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，其年龄结构为稳定型，出生率等于死亡率，B正确；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，C正确；本实验属于时间上的自身相互对照，酵母菌个体数常用抽样检测法获得，D错误。]
9．下列关于探究酵母菌种群数量变化规律的实验的叙述，正确的是( )
A．已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下稀释10倍的培养液的厚度为0.1 mm。计数一个方格内的酵母菌数为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
B．对于位于方格边界线上的酵母菌，应计数四条边及其顶角上的酵母菌
C．用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内
D．与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
A [10 mL培养液中酵母菌的总数约为103×10×10×M÷(2×2×0.1)＝2.5M×105(个)，A正确；在统计血细胞计数板方格内的酵母菌数量时，对于位于方格边界线上的只计数相邻两边及其顶角上的酵母菌，B错误；培养液应滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入，并非直接滴加到计数室内，C错误；该实验在时间上形成前后自身对照，不需要单独设置对照组，D错误。]
10．将酵母菌分为a、b、c、d四组，在相同容积的培养瓶中用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。请据图回答下列问题。
酵母菌种群增长的曲线
(1)该实验实际上是研究________________对酵母菌种群数量增长的影响。请分析a组能否沿此趋势无限延伸？并简述其原因。______________________
___________________________________________________________________。
(2)随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母菌种群的增长速率降低，其可能的限制因素是______________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)探究酵母菌的种群数量变化实验，研究的是在不同环境条件下种群数量的变化；环境条件包括培养基的营养条件和培养的温度、pH等。由于培养基提供的营养和培养瓶的空间是有限的，所以会导致种群数量的增长停止。(2)由于更换培养液的时间间隔的延长造成的种群增长速率下降，说明原因是培养基的问题，营养物质不足、有害代谢产物没有及时排除。
[答案] (1)环境因素(营养物质浓度或代谢废物的浓度或pH变化等合理答案即可) 不能，因为空间是有限的 (2)营养物质不足、有害代谢产物没有及时排除
11．假设在某草原上散养的某种家畜的种群呈“S”形增长，该种群的增长速率随时间的变化趋势如图所示。下列叙述，不正确的是( )
A．种群增长速率为甲时，该家畜种群的年龄结构为增长型
B．种群增长速率为乙时，该家畜种群的数量达到最大值
C．若要持续尽可能多地收获该家畜，可以在丙点时适当捕获
D．种群增长速率为丁时，对应的种群数量可随环境的变化而发生变化
B [种群增长速率为甲时，该家畜种群的数量处于增加状态，说明该种群的年龄结构为增长型，A正确；乙表示该种群的最大增长速率，该家畜种群的增长速率为乙时，该家畜种群的数量为K/2，B错误；收获该家畜的最佳时间是超过K/2(如丙点)时，这样收获后，可使其种群数量降至K/2，以保持最大的增长速率，可持续地收获该家畜，C正确；种群增长速率为丁时，对应的种群数量(K值)可随环境的变化而发生变化，D正确。]
12．科研人员用模型构建的方法研究某个种群数量的变化时，绘制出λ图，图中的λ＝。下列有关说法正确的是( )
A．2008年—2010年，λ保持不变，说明种群数量没有发生变化
B．2010年—2015年，该种群数量先增大后减小
C．根据图中数据，不能确定相应环境对这个种群的环境容纳量
D．该图直观地反应出种群数量的增长趋势，是一种概念模型
C [2008年—2010年，λ保持不变，但是λ>1，种群数量增加，A错误；2010年—2015年，λ先增大后减小，但是始终大于1，该种群数量持续增加，B错误；该图直观地反应出种群数量的增长趋势，是一种数学模型，D错误。]
13．(不定项)如图表示有限环境中某一种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值
B．在K值时，种群的增长速率最大
C．如果不考虑迁入和迁出等其他因素，在K值时出生率等于死亡率
D．假设该图表示鱼的种群数量变化趋势，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量
AC [K值为环境容纳量，其含义为一定的环境条件所能维持的种群数量的最大值，A正确；K值时种群数量最大，此时种群增长速率为0，即不考虑迁入和迁出等其他因素时，出生率等于死亡率，B错误、C正确；K/2时，种群增长速率最大，在鱼群数量超过K/2时捕捞，并使剩余数量维持在K/2的水平，才可获得持续高产，D错误。]
14．(不定项)有关探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验，叙述正确的是( )
A．改变培养液的pH值影响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．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素
AD [养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素，pH变化影响微生物的生长；样方法是调查植物和活动范围小、活动能力弱的动物种群密度的方法；对酵母菌计数时先将盖玻片放在计数室上，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，按样方法计数几个小方格内的酵母菌数量，求平均值，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数的操作方法错误。]
15．某学习小组根据“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，利用不同浓度的葡萄糖溶液培养酵母菌，结果如图所示，请分析回答下列问题：
(1)估算培养液中酵母菌的总数可以采用________法，吸出培养液计数之前，将盛培养液的试管轻轻振荡几次，目的是使________________________，便于估算。
(2)酵母菌在不同浓度的葡萄糖溶液中，种群增长速率的变化都是__________；图中__________浓度的培养液中种群的K值最大。
(3)酿酒和做面包都需要酵母菌，当酵母菌数量为__________时，最适宜分离获得菌种；K值之后，种群数量减少的原因主要是______________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)对酵母菌进行计数可采用抽样检测法，从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次，目的是使酵母菌分布均匀。(2)由图可知，酵母菌在不同浓度的葡萄糖溶液中，种群增长速率的变化都是先增大后减小。图中10%葡萄糖溶液中种群的K值最大。(3)由图可知，酵母菌数量在K/2时，其增长速率最大，酿酒和做面包需要以酵母菌做菌种时，最适宜分离获得菌种的条件为酵母菌数量为K/2时。影响酵母菌种群数量变化的主要因素有培养液中的成分、pH、温度等。
[答案] (1)抽样检测 酵母菌分布均匀
(2)先增大后减小 10%
(3)K/2 代谢产物的积累导致酵母菌繁殖受影响(或营养物质的消耗或pH改变)
8/8课时分层作业(2) 种群数量的变化
题组一 种群的“J”形增长和“S”形增长
1．经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率以0.2保持不变，则第三年该种群数量为( )
A．1.2 N0 B．1.44 N0
C．2.2 N0 D．3.6 N0
2．下列有关种群“J”形增长的叙述，错误的是( )
A．“J”形增长的种群都无K值
B．“J”形增长的种群生存条件是有限的
C．自然界中绝大多数种群不呈“J”形增长
D．“J”形增长的种群个体数一定不断增加
3．在海南国际旅游岛的建设过程中，生态恢复是一项重要工程。在恢复生态系统中的某一濒危物种时，我们希望该物种的种群数量增长曲线是( )
A B
C D
4．《孟子·梁惠王上》提到“数罟不入洿池，鱼鳖不可胜食也”(数罟：细网)，已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K，下列说法错误的是( )
A．在捕捞该种鱼时应控制种群的年龄结构为增长型
B．“数罟不入洿池”是为了保护幼小个体
C．应在K/2之前用粗网对该种鱼进行捕捞
D．在用标记重捕法统计该种鱼数量时，标记物易被鱼吞食消化，会使统计结果偏大
5．如图所示为某种群数量增长曲线，下列关于各阶段种群数量变化的叙述，错误的是( )
A．第1阶段种群数量缓慢增长
B．第2阶段种群增长速率先快后慢
C．第3阶段种群数量缓慢增长，接近K值
D．第4阶段种群数量在K值上下波动
6．如图表示某种群迁入该生态系统一段时间内，种群增长率和时间的关系。以下说法正确的是( )
A．由图可知，种群密度在第50年时，达到种群的环境容纳量(K值)
B．在10～30年，种内竞争变化趋势是逐渐增强
C．该种群的出生率和迁入率决定λ值的大小
D．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
7．请根据如图所示“种群生长”的坐标曲线，回答下列有关问题：
(1)马缨丹是一种生活于热带地区的有毒植物，为达到观赏目的人们把它引种到夏威夷，一段时间后，马缨丹大量繁殖，对夏威夷的畜牧业造成严重威胁，图中曲线________符合马缨丹疯狂蔓延趋势。
(2)自然界中种群增长曲线表现为图中的曲线________。
(3)按生态学原理，世界人口增长应该表现为图中曲线________，若地球环境对人类种群的容纳量(K)为110亿，则全球人口的最适数量为________。若出现cd段则表明人口出现了负增长。
(4)太湖蓝细菌事件使太湖美的形象大打折扣，若此图表示太湖蓝细菌增长曲线，当种群数量达到________点后，增长速率为0。
(5)依据自然界“种群增长”的特点，人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时，应把握在______________点后进行，原因是____________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)外来物种由于条件适宜往往呈“J”形曲线疯狂增长。(2)(3)自然情况下，种群数量的增长呈“S”形曲线增长，人口增长也不例外，其主要原因是生存条件有限。在K/2值时，种群保持最大的增长速率，所以如果全球的人口环境容纳量为110亿，则最适人口数量为55亿。(4)(5)当种群数量达到f点后，出生率＝死亡率，即增长速率为0，而种群数量达到e点时，种群增长速率最大，对于狩猎或海洋捕捞作业具有重要的指导意义。
[答案] (1)Ⅰ (2)Ⅱ (3)Ⅱ 55亿 (4)f (5)e e点时种群数量的增长速率最大
题组二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
8．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，下列有关实验分析错误的是( )
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，其年龄结构为稳定型
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．本实验中不存在对照，统计酵母菌个体数常用抽样检测法
9．下列关于探究酵母菌种群数量变化规律的实验的叙述，正确的是( )
A．已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下稀释10倍的培养液的厚度为0.1 mm。计数一个方格内的酵母菌数为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
B．对于位于方格边界线上的酵母菌，应计数四条边及其顶角上的酵母菌
C．用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内
D．与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
10．将酵母菌分为a、b、c、d四组，在相同容积的培养瓶中用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。请据图回答下列问题。
酵母菌种群增长的曲线
(1)该实验实际上是研究________________对酵母菌种群数量增长的影响。请分析a组能否沿此趋势无限延伸？并简述其原因。______________________
___________________________________________________________________。
(2)随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母菌种群的增长速率降低，其可能的限制因素是______________________________________________________
__________________________________________________________________。
11．假设在某草原上散养的某种家畜的种群呈“S”形增长，该种群的增长速率随时间的变化趋势如图所示。下列叙述，不正确的是( )
A．种群增长速率为甲时，该家畜种群的年龄结构为增长型
B．种群增长速率为乙时，该家畜种群的数量达到最大值
C．若要持续尽可能多地收获该家畜，可以在丙点时适当捕获
D．种群增长速率为丁时，对应的种群数量可随环境的变化而发生变化
12．科研人员用模型构建的方法研究某个种群数量的变化时，绘制出λ图，图中的λ＝。下列有关说法正确的是( )
A．2008年—2010年，λ保持不变，说明种群数量没有发生变化
B．2010年—2015年，该种群数量先增大后减小
C．根据图中数据，不能确定相应环境对这个种群的环境容纳量
D．该图直观地反应出种群数量的增长趋势，是一种概念模型
13．(不定项)如图表示有限环境中某一种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值
B．在K值时，种群的增长速率最大
C．如果不考虑迁入和迁出等其他因素，在K值时出生率等于死亡率
D．假设该图表示鱼的种群数量变化趋势，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量
14．(不定项)有关探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验，叙述正确的是( )
A．改变培养液的pH值影响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．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素
15．某学习小组根据“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，利用不同浓度的葡萄糖溶液培养酵母菌，结果如图所示，请分析回答下列问题：
(1)估算培养液中酵母菌的总数可以采用________法，吸出培养液计数之前，将盛培养液的试管轻轻振荡几次，目的是使________________________，便于估算。
(2)酵母菌在不同浓度的葡萄糖溶液中，种群增长速率的变化都是__________；图中__________浓度的培养液中种群的K值最大。
(3)酿酒和做面包都需要酵母菌，当酵母菌数量为__________时，最适宜分离获得菌种；K值之后，种群数量减少的原因主要是______________________
___________________________________________________________________。
8/8[实验基础·自主学习]
1．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成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形增长；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”形增长。
2．实验步骤
3．计数方法：抽样检测法。
[实验关键·探究学习]
1．血细胞计数板的结构及计数规则
(1)结构：血细胞计数板常用来统计细胞、细菌等的数量。血细胞计数板如图所示：
A．正面观图
B．侧面观图
计数室通常有两种规格：
a.25中格×16小格型计数板 b．16中格×25小格型计数板
(2)计算公式：
①如果是25中格×16小格的计数板，除了计数其4个对角方位的中格内的酵母菌数外，还需再计数中央的一个中格(共5×16＝80个小格)内的酵母菌，则计算公式为：酵母菌数/mL＝(5个中格内酵母菌数÷80)×400×104×稀释倍数。
②如果是16中格×25小格的计数板，要计数4个对角方位的中格(共4×25＝100个小格)内的酵母菌，则计算公式为：酵母菌数/mL＝(4个中格内酵母菌数÷100)×400×104×稀释倍数。
2．实验结果与分析
(1)酵母菌增长曲线图：
(2)趋势：先增加再减少。
(3)分析
①增长：在开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，出生率高于死亡率，种群数量剧增。
②稳定和波动：随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、pH变化、有害产物积累等，酵母菌死亡率逐渐升高，当死亡率等于出生率时，种群数量不再增长。
③衰退：随生存条件进一步恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。
3．实验关键
(1)操作提示
①溶液要进行定量稀释，每天取样的时间要固定。
②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。
③制片时，先将盖玻片放在计数室上，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。
④制好玻片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。
⑤结果最好用记录表记录，如表所示：
时间(天) 1 2 3 4 5 6 ……
数量(个) ……
(2)计数提示
①计数原则：显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计相邻两边及其夹角”的原则计数。
②结果异常的原因：
a.统计结果偏小的原因：取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏少；在计数时，未计边缘的酵母菌等。
b.统计结果偏大的原因：取液时未摇匀，吸取了表层的培养液；在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。
(3)注意事项
①测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的，与自然界中的种群数量变化有差异。
②在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单细胞生物，因此必须在显微镜下计数，且不能准确计数，只能估算。
③血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。
④清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。
[实验应用·对点练习]
1．(2020·江苏高考)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，错误的是( )
A．将酵母菌接种到培养液中，并进行第一次计数
B．从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数
C．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
D．营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一
B [该实验在时间上形成前后对照，因此将酵母菌接种到培养液中时要进行第一次计数，A正确；抽样检测时，需将培养液振荡、摇匀后取样，B错误；每隔一定时间测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线，C正确；营养、温度、pH、有害物质的积累等都是影响酵母菌种群数量变化的因素，D正确。]
2．在盛有100 mL一定浓度葡萄糖溶液的培养瓶中加入少量活酵母菌，将培养瓶置于适宜温度、通气良好等条件下恒温培养24 h，每隔一定时间抽取1 mL样液检测酵母菌的数量，统计结果如表所示。下列有关叙述正确的是( )
时间(h) 0 3 6 9 12 15 18 21 24
酵母菌数量的对数 3.2 4.1 5.2 6.5 7.5 8.1 8.7 8.3 7.1
A．探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法
B．该酵母菌种群数量总体呈“S”形增长，在第18 h左右种群数量达到最大值
C．酵母菌计数时，将培养液先滴入计数室后盖上盖玻片，再在显微镜下观察计数
D．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计中方格内部的酵母菌
B [探究酵母菌的种群数量变化不宜采用标记重捕法或样方法，通常采用的是抽样调查，使用血细胞计数板计数法(显微计数法)进行种群密度的计算，A错误；分析表格数据可知，酵母菌数量从第0 h开始增加，第18 h左右达到最大值，此后受资源和空间等因素的限制，酵母菌种群数量下降，种群数量总体呈“S”形增长，B正确；酵母菌计数时的正确操作是先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，用滤纸吸走多余的培养液后，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部后，在显微镜下观察计数，C错误；与样方法一样，用血细胞计数板计数酵母菌数量时，对方格内的酵母菌采用的统计原则是“计上不计下，计左不计右”，D错误。]
3．温度在15～35 ℃时，酵母菌种群数量增长较快。下表是同学们进行相关探究实验得到的结果(单位：×106个/mL)：
温度(℃) 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次
0 h 24 h 48 h 72 h 96 h 120 h 144 h 168 h
15 1.2 3.0 3.8 4.6 4.0 3.2 2.8 2.5
20 1.2 5.0 5.3 4.2 2.1 1.2 0.8 0.6
25 1.2 5.2 5.6 4.6 2.9 1.0 0.6 0.2
30 1.2 4.9 5.5 4.8 2.2 1.3 0.7 0.5
35 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 1.3 0.8 0.6
以下分析错误的是( )
A．可以用血细胞计数板在显微镜下对酵母菌进行计数
B．据表分析，酵母菌种群数量增长的最适温度约为25 ℃
C．不同温度条件下酵母菌种群数量达到K值的时间不同
D．每天取样检测一次即可，不需要固定取样的时间
D [每天取样检测一次即可，但需要固定取样的时间，否则无法进行比较酵母菌在每天某一特定时间的数量的变化。]
4．(不定项)在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后，稀释100倍，再抽样镜检，如图乙所示。根据实验结果判断，以下叙述正确的是( )
甲 乙
A．培养5小时后，酵母菌种群密度增加200倍左右
B．探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法
C．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体
D．培养5小时后，酵母菌种群数量不一定达到K值
AD [用血细胞计数板计数时，除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体，5小时前每个小格内约有5个菌体，而5小时后每个小格内约有10个菌体，但这是稀释100倍后的值，所以5小时后种群密度增加200倍，此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。]
5．(2019·全国卷Ⅰ)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3 h、10 h、23 h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物
B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同
C．在培养到23 h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的
D．培养基更新时间间隔为23 h时，种群增长不会出现J型增长阶段
D [异养生物可以把有机物转化成无机物，A正确；随着微生物的生长繁殖，培养基中的营养物质不断减少，代谢废物不断增加，故更换培养基的频率不同可以表示环境资源量的不同，B正确；由曲线可知，a组中细菌甲在23 h前，数量增长一直很快，说明该组培养基中的营养和空间条件一直是充裕的，C正确；培养基更新时间间隔为23 h时，在培养的早期，培养基中的营养和空间资源是充足的，细菌甲种群的增长会出现J型增长阶段，且图中a、c曲线在早期重合，也可说明早期可出现J型增长阶段，D错误。]
6/6第2节 种群数量的变化
尝试建立数学模型解释种群的数量变动。 1．生命观念——通过分析影响种群数量变化的因素，形成稳定与平衡观。2．科学思维——通过尝试建立数学模型表征种群数量变化的规律；通过分类与比较，明确种群的“J”形增长和“S”形增长的条件和特点。3．科学探究——通过实验方案的设计和实施，探究培养液中酵母菌种群的数量变化。4．社会责任——运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。
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．建立数学模型
二、种群的“J”形增长
1．含义
在理想条件下种群增长的形式，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。这种类型的种群增长称为“J”形增长。
2．数学模型
(1)模型假设
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。
②数量变化：种群的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。
(2)建立模型
①数学公式：t年后种群数量为Nt＝N0λt。其中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
三、种群的“S”形增长
1．含义：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：自然界中的资源和空间总是有限的。
3．原因：随种群数量的增多，生物对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。当出生率等于死亡率时，种群的增长会停止，有时会稳定在一定的水平。
4．曲线：如图所示，表现为“S”形增长，种群数量达到环境容纳量后停止增长。
5．环境容纳量：又称K值，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
6．应用(以大熊猫为例)
(1)大熊猫锐减的重要原因
大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值就会变小。
(2)保护措施
建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。
问题：为什么高斯的实验结果是“S”形曲线而不是“J”形？
提示：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，导致种群出生率降低，死亡率升高。
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．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。
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。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．曲线图同数学公式相比更能直观地反映出种群的增长趋势。 ( )
2．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类。 ( )
3．外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”形增长。 ( )
4．种群数量变化的全部内容就是“J”形和“S”形增长。 ( )
5．不同种生物的K值各不相同，但每种生物的K值不变。 ( )
6．当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。 ( )
提示：1．√ 2．√
3．× 外来物种进入新环境中，该种群也可能因不适应新环境被淘汰。
4．× 种群数量的变化包括增长、波动、下降，甚至消亡。
5．× 环境改变，K值也会改变。
6．√
种群的“J”形和“S”形增长
1．种群的“J”形和“S”形曲线的区别
项目 “J”形增长 “S”形增长
前提条件 理想状态：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种 现实状态：食物和空间有限、气候多变、存在敌害
种群数量增长模型
K值 无K值 有K值
2．种群的“J”形和“S”形曲线的联系
(1)图示
(2)解读：两种增长方式的差异主要在于环境阻力的影响，按照达尔文的自然选择学说，灰色部分代表通过生存竞争被淘汰的个体(如图)。
两种增长方式的变化：“J”形曲线“S”形曲线
3．“S”形曲线中K值与K/2值的分析
4．种群“J”形增长的数学模型中λ的分析
Nt＝N0λt，λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数，不是增长率。
(1)λ＞1时，种群密度增大，如图中AB段。
(2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点。
(3)λ＜1时，种群密度减小，如图中BD段。
1．据图回答种群数量变化的相关问题：
甲 乙
(1)尝试分析曲线a、b之间的阴影部分表示的含义。
提示：阴影部分表示由于环境阻力的存在，在生存斗争中被淘汰的个体数目。
(2)下列因素中可使图乙中曲线c变为曲线d的有哪些？________(填序号)。
①过度放牧对某种牧草种群的影响 ②硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响 ③增加水中的溶氧量对鱼种群的影响 ④大量引进外来物种对本地物种的影响 ⑤引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响
提示：①②④⑤。
2．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？
提示：降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。
1．(2021·聊城月考)某草原上散养某种家畜种群的增长速率随时间的变化趋势如图。下列叙述正确的是( )
A．乙点对应的种群数量增长最快
B．乙点前该种群的增长方式是“J”形增长
C．甲、乙、丙三点时的年龄结构都为增长型，丁点时的年龄结构为衰退型
D．若要持续尽可能多地捕获该种家畜，甲、乙、丙、丁四点中丁点最合适开始捕获
D [据图分析，曲线的最高点时，种群数量增长最快，A错误；图示种群增长速率先升高后降低，为“S”形增长曲线，B错误；图示四点的种群数量都在增加，因此年龄结构都是增长型，C错误；若要持续尽可能多地捕获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，使得种群数量尽量维持在K/2左右，由图可知，甲、乙、丙数量没有达到K/2，丁超过K/2，因此选择丁点可以使每次捕获后，家畜种群数量降低到K/2，保持最大增长速率，D正确。]
2．(不定项)在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ)，并得到如图所示的曲线。据此图分析得到的下列结论中正确的是( )
A．前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄结构可能为衰退型
B．第4年到第8年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多
C．第8年时种群数量最少，第8年到第16年间种群数量增加，且呈“S”形曲线增长
D．如果持续第16年到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”形曲线增长
ABD [前4年，λ值为定值，λ－1＝0，说明种群增长率为0，种群数量保持不变，第5年λ－1<0，说明种群增长率为负值，种群数量下降，年龄结构可能为衰退型，A正确；影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等，B正确；第10年时种群数量最少，C错误；由图示曲线可知，如果持续第16年到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”形曲线增长，D正确。]
“S”形增长曲线的解读
图甲 图乙 图丙
三图对比分析解读：
(1)t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。
(2)t1～t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。
(3)t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。
如图所示是草原上某两类生物种群数量变化的动态曲线，其中r对策生物通常个体小，寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护。K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。
由材料分析知，维持生物种群数量变化通过K对策和r对策两种情况维持，由此形成科学思维的学科素养。
1．一般情况下，田鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，属于r对策生物，这类生物很难消灭，在“化学防治”“生物防治”或“机械防治”三种方法中，哪种方法控制此类动物危害的技术比较科学？(科学思维)
提示：生物防治。
2．野马等珍稀濒危动物，其数量一旦低于X点就会逐渐走向灭绝，请提出至少两种保护措施。(科学思维)
提示：(1)改善其栖息环境，包括提供充足的食物和空间资源，控制其天敌的数量等。
(2)建立动物园或人工繁育中心，为该濒危动物提供最后的生存机会。
(3)消除两个种群之间的空间屏障，便于两地种群之间进行基因交流，以保护该濒危动物种群的基因库。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．核心概念(1)数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(2)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．结论语句(1)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，种群数量呈“J”形增长，数学模型为Nt＝N0λt。(2)正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”形增长。(3)种群的延续需要有一定的个体数量为基础。
1．下列与种群数量模型有关的叙述，错误的是( )
A．数量增长曲线比数学公式更能直观反映种群数量的增长趋势
B．构建相应的模型后需通过实验或观察等进行检验或修正
C．“J”形曲线的条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等
D．Nt＝N0λt中λ的含义是种群增长率
D [数学公式能准确反映种群数量的变化但不够直观，而数量增长曲线更能直观地反映种群数量的变化趋势，A项正确；构建相应的模型后需通过实验或观察等进行检验或修正，如当数学公式这个模型构建出来后，可以进一步算出相关的具体数值，再绘制出坐标曲线图，曲线图可以更直观地反映出种群数量的变化趋势，B项正确；“J”形曲线是在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下的数量增长，C项正确；Nt＝N0λt中λ的含义是该种群数量是前一年种群数量的倍数，D项错误。]
2．(不定项)关于图中种群数量变化的说法，错误的是( )
A．种群数量“J”形增长曲线只有在理想条件下才能出现
B．种群数量呈“S”形增长过程中，种群数量达到K值之前是“J”形增长
C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长率为0
D．环境条件变化时，种群的K值不发生相应变化
BD [种群呈“S”形增长过程中，在达到K值之前由于环境阻力的存在，种群增长曲线不是标准的“J”形；K值时出生率等于死亡率，种群数量不变，此时种群增长率为0；环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化。]
3．下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是( )
A．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需要灭菌
B．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧
C．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液
D．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数
D [在实验过程中，必须要对培养用具和培养液进行严格的灭菌处理，以避免杂菌污染，影响实验结果，A错误；酵母菌在繁殖时主要进行有氧呼吸，所以不能去除培养液中的溶解氧，B错误；从瓶中吸出培养液进行计数之前，应将培养瓶轻轻振荡几次，使得酵母菌分布均匀，C错误；到培养后期，由于酵母菌的大量增加，为了方便对酵母菌计数，应先稀释培养后期的培养液，然后再在显微镜下计数，D正确。]
4．向某天然牧场引入良种肉牛100头，任其自然放养，自然繁殖。如图表示种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是( )
A．在t0～t2时间内，种群数量呈“J”形增长
B．若在t2时种群的数量为N，则在t1时种群的数量约为N/2
C．捕杀肉牛的最佳时期为t1时
D．在t1～t2时，该肉牛的种群数量呈下降趋势
B [在t0～t2时间内，种群数量呈“S”形增长；t2时种群数量达到环境最大容纳量，即K值，所以t1时种群的数量约为N/2；捕杀肉牛的最佳时期为t1之后；在t1～t2时，种群增长速率下降，但种群数量仍然上升。]
5．用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌，根据其数量随时间变化的情况绘制了图甲，a表示每3 h换一次培养液的培养曲线，d表示不更换培养液的培养曲线。
甲 乙
(1)曲线a表示种群呈“________”形增长。理论上讲，呈现这种增长模型的条件是____________________、____________、________等。
(2)曲线d表示的增长为“________”形增长。属于这种增长模型的种群随种群密度(个体数量)的增加，种群的增长速率的变化是____________________________。当种群个体数量达到最大值的一半时，种群的增长速率达到________。
(3)在实际情况下，塔斯马尼亚绵羊种群增长情况如图乙所示，说明在自然界中，种群数量变化会出现________现象。
[解析] (1)曲线a对应的酵母菌种群，在每3 h更换一次培养液的情况下，处于理想状态，呈“J”形增长。呈现“J”形增长的种群必须处在食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等条件下。(2)曲线d对应的种群，由于不更换培养液，生活条件受到限制，呈“S”形增长。呈“S”形曲线增长的种群的增长速率先增后减，最后为零，其在种群个体数量达到环境容纳量的一半时达到最大。(3)题图乙显示种群数量达到K值时并非固定不变，而是在K值附近波动。
[答案] (1)J 食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害 (2)S 先增大，再减小，最后为零 最大 (3)波动
11/11(共30张PPT)
第1章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
探究实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
实验基础·自主学习
01
“J”形增长
“S”形增长
抽样检测
实验关键·探究学习
02
实验应用·对点练习
03
谢谢观看 THANK YOU!
类型
①酵母菌培养
培养基培养液)，条件
条件
目的
②振荡培养基
酵母菌
分布于培养基中
先盖盖玻片，再滴酵母菌液
a.将含有酵母菌的培养液滴在
让培养液自行渗入，用滤纸吸
③观察
去多余的培养液
并计数
b.待酵母菌细胞
将计数板放在
的中央，计数一个
小方格内的酵母菌数量，再以此为根据
估算试管中酵母菌总数
浅仰芹
重复②
③步骤
连续观察天，统计数目
将所得数值用
表示出来，得出酵母
④绘图分析
菌种群数量的变化规律
培养时间d
我仰
h
团结守纪勤学春(共58张PPT)
第1章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
数学形式
理想
时间
种群数量
食物和空间
天敌和其他竞争物种
一定的倍数
起始数量
趋于稳定
资源和空间
食物和空间
出生率
死亡率
出生率等于死亡率
“S”形
环境容纳量
K
食物的减少
活动范围的缩小
K值
自然保护区
环境容纳量
数量
波动
种群爆发
持续性的或急剧的下降
关键能力·重难探究达成
02
核心点
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
研究方法
研究实例
观察研究对象，提出问题
细菌每20min分裂一次
在
的条件下，细
提出合理的假设
菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
根据实验数据，用适
当的
对事
N=2”,N代表细菌数量，n表示
物的性质进行表达
第几代
即建立数学模型
通过进一步
等
观察统计细菌数量
对模型进行检验或修正
浅仰芹
入
2
A
B
D
1
C
12345678910时间年
丙
乙
甲
0
时间
我仰
h
团结守纪勤学春
S点：稳定平衡点
S
X点：不稳定平衡点
K对策
r对策
种群数量
建构种群增长
含义
模型的方法
步骤
探究培养
液中酵母
种群数量
种群数
“J”形曲线
菌种群数
的变化
量的增
量的变化
长曲线
“S”形曲线
种群数量的
波动和下降
