(共80张PPT)
第1章 种群及其动态
①列举种群的特征。
②尝试用样方法调查种群密度。
③通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。
④说出种群数量变化的两种类型。
⑤关注人类活动对种群数量变化的影响。
⑥概述种群的空间特征。
4个重点：①种群的特征。
②调查种群密度的方法和注意事项。
③种群数量变化的两种类型。
④探究培养液中酵母菌种群数量的变化的实验操作注意事项。
3个难点：①调查种群密度的方法和注意事项。
②种群数量变化的两种类型。
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化的实验操作注
意事项。
2个考点：①种群的特征。
② 种群数量变化。
第1节 种群的数量特征
课标要点 学法指导
1．概述种群的概念 2．列举种群的数量特征 3．尝试用样方法调查种群密度 1．归纳概括种群数量特征之间的关系(科学思维)
2．通过实验“调查种群密度的方法”培养实验方案的设计与实施能力，以及对实验结果的分析与评价能力(科学探究)
3．通过对出生率、死亡率的分析，关注人口数量变化(社会责任)
知识导图
课前·新知导学
种群及种群密度
1．种群
(1)概念：在一定的空间范围内，________生物________个体形成的集合。
同种
所有
(2)概念分析：
①一个池塘中的全部鱼________(填“属于”或“不属于”)一个种群，理由是_______________________________________________。
②树林甲和树林乙中的全部麻雀________(填“属于”或“不属于”)一个种群，理由是______________________________________。
③某个农田中所有蝗虫的卵、幼虫和成虫________(填“属于”或“不属于”)一个种群，理由是___________________________________ ___________________。
不属于
鱼包括很多种，一个池塘中的全部鱼包括多个物种
不属于
两个树林中的麻雀不在同一个空间范围
属于
它们是一定空间范围的同种生物的所有个体形成的集合
2．种群密度
(1)概念：种群在__________或__________中的个体数。它是种群最基本的数量特征。
(2)表示方式：
单位面积
单位体积
(3)概念分析：
①一亩水稻的年产量________(填“属于”或“不属于”)种群密度，理由是_________________________。
②一个池塘中单位体积内鲢鱼的数量________(填“属于”或“不属于”)种群密度，理由是_______________________________________ _____________。
③一片森林中单位面积内乔木的数量________(填“属于”或“不属于”)种群密度，理由是___________________________________。
不属于
种群密度不是指年产量
属于
鲢鱼是一个物种，单位体积中的鲢鱼的数量是种群密度
不属于
乔木不是一个物种，而是多个物种
3．种群密度的调查方法
(1)逐个计数法：
适用对象：分布范围________，个体________的种群。
(2)估算法：
①黑光灯诱捕：
适用范围：对于有________的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。
较小
较大
趋光性
Ⅱ．适用范围：一般是________，也可以用于昆虫卵及一些活动范围________的动物，如植株上的蚜虫、________等的数量调查。
随机
个体数
平均值
植物
较小
跳蝻
③标记重捕法：
Ⅰ．概念：在被调查种群的活动范围内，捕获________个体，做上________后放回____________，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中________个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。
Ⅱ．适用范围：活动能力______，活动范围______的动物。
Ⅲ．计算种群密度的公式：初次捕获标记个体数(M)/个体总数(N)＝重捕的标记个体数(m)/再次捕获个体数(n)，计算出N即为该种群密度的估计值。
一部分
标记
原来的环境
标记
强
大
种群数量大，种群密度一定大吗？同种生物的种群密度一定相同吗？不同生物的种群密度一定不同吗？
提示：种群数量大，种群密度不一定大。种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，所以种群数量大的种群，其种群密度不一定大；同种生物在不同时间或区域中，种群密度不一定相同；不同生物在同一时间或区域中，种群密度可能相同。
微思考
下列有关种群概念的叙述，正确的是 ( )
A．不同空间范围中同种生物个体形成的集合
B．同一空间范围中同种生物个体形成的集合
C．一个湖泊中各种鱼类形成的集合
D．一个生态环境中具有相互关系的动植物形成的集合
【答案】B
种群的其他数量特征
1．出生率和死亡率
(1)概念：出生率是指在单位时间内________的个体数目占该种群个体总数的比值。死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占__________ ________的比值。
(2)意义：决定种群大小和__________的重要因素。
新产生
该种群个
体总数
种群密度
2．迁入率和迁出率
(1)概念：单位时间内迁入或迁出的个体数占________________的比值。
(2)意义：影响种群大小和___________的重要因素。
该种群个体总数
种群密度
3．年龄结构
(1)概念：种群的年龄结构是指一个种群中____________________的比例。
(2)分类：种群的年龄结构大致可分为增长型、稳定型、________三种类型。
(3)意义：是________种群未来发展趋势的主要依据。
各年龄期的个体数目
衰退型
预测
4．性别比例
(1)概念：性别比例是指种群中________________的比例。
(2)应用：利用人工合成的____________(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的__________，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。
(3)意义：在一定程度上影响种群密度。
雌雄个体数目
性引诱剂
性别比例
年龄结构为增长型的种群，其种群数量一定会增加吗？为什么？
提示：不一定。因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响
微思考
判断下列表述是否正确。
(1)稳定型的种群数量一定保持稳定。 ( )
(2)性别比例通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度。 ( )
(3)年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、种群密度均属于种群的数量特征。 ( )
(4)迁入率和迁出率对种群数量起着决定性作用。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)×
课堂·重难探究
种群密度及调查方法
[知识归纳]
1．样方法
(1)方法：在被调查种群的分布范围内随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
(2)适用范围：植物，活动范围小、活动能力弱的动物，如蚜虫。
(3)步骤：
确定调查对象：双子叶植物
①样方数量：取样多少随调查地段的总体面积而定。一般地说，选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。
②样方大小：视被调查的植物类型而定，调查双子叶草本植物时，样方大小一般为1 m2的正方形；乔木为100 m2；灌木为16 m2。
③取样方法：常用的有五点取样法和等距取样法。,④取样关键：随机取样。
①计数操作：计数每个样方内的该种群的数量，并记录。
②计数原则:除样方内的个体数外，还要计数相邻两边的个体数。
③举例：右图中，若“○”代表个体，则该样方中个体数目计数方法如下：
a．样方内的个体全部计数，有5个；
b．位于边线上的，只计相邻两边的个体数，有3或4个。
c．该样方内总个体数量为8或9个。
(4)常用的取样方法：
(5)注意事项：
①选择调查对象应该选双子叶植物，因为双子叶植物容易辨别。
②取样时，应做到随机取样，以减少实验误差。
③样方大小应根据调查对象而定，一般来说，草本植物样方大小以1 m2的正方形为宜。
④取样方法要根据地形而定，分为五点取样法和等距取样法。
⑤计数时，除样方内的个体数外，还要计数相邻两边的个体数。
⑥计算种群密度时求的是各样方种群密度的平均值。
2．标记重捕法
(1)方法：在被调查动物种群的活动范围内捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间(标记个体与未标记个体充分混合)后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。
(2)适用范围：活动能力强、活动范围大的动物。
(3)步骤：
(4)注意事项：
①标记物不能影响动物的正常生命活动。
②标记物不能过分醒目，过分醒目易被捕食。
③标记物能维持的时间不短于研究时间。
④在研究期间，没有较多个体的出生和死亡，也没有较多个体的迁入和迁出。
3．种群密度的调查方法
调查方法 适用范围
逐个计数法 分布范围小、个体大的种群
估算法 样方法 植物、活动范围小、活动能力弱的动物，如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等
标记重捕法 活动能力强、活动范围大的动物
黑光灯诱捕法 趋光性昆虫
1．取样时为何强调随机取样呢？
提示：1．随机取样是为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果能更接近真实情况。
2．五点取样法和等距取样法都规定了取样的特点，这种做法是不是不符合随机取样的原则？
提示：五点取样法和等距取样法就是保证了样方的平均分布，而不是相对集中分布，是对随机取样的具体操作，符合随机取样原则。
3．样方多少会影响调查结果吗？
提示：为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果(估算值)能更接近真实的情况，应做到随机取样。调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。
[对点精练]
1．(2022·广东湛江校考)为了检验某新型除草剂对麦田杂草猪殃殃的防治效果，随机选3块麦田，在每块麦田中做对照实验，施药60天后调查猪殃殃密度。取样方法为每个处理随机取5个样方，每个样方为1 m2。调查结果为对照组411.75株/m2，实验组为35.00株/m2。下列分析正确的是 ( )
A．样方面积过小，数量适当
B．样方数量过少，面积适当
C．对照组数据有误，杂草株数应为整数
D．两组数据对照分析表明该除草剂防治效果显著
【答案】D
【解析】该实验每个处理随机选取了5个样方，每个样方为1 m2，样方的数量和面积都是合适的，A、B错误；由于取5个样方的平均值，所以杂草株数可以为整数，也可以是非整数，C错误；根据调查结果可知，实验组中的杂草株数明显少于对照组，说明该除草剂施用效果显著，D正确。
2．(2022·广东江门校考)某研究小组利用标记重捕法进行某地区褐家鼠密度调查，第一次捕获并标记353只鼠，第二次捕获420只鼠，其中有标记的鼠105只。标记物不影响鼠的生存和活动，但鼠有记忆，再次被捕概率会降低，若探测到第一次标记的鼠在重捕前有53只由于竞争、天敌等自然因素死亡，但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定，下列叙述正确的是 ( )
A．该统计方法得到的结果往往会比褐家鼠实际的数量要少
B．通过计算可得该地区褐家鼠的种群密度为1 200只/公顷
C．褐家鼠的出生率和死亡率是该种群最基本的数量特征
D．调查期间褐家鼠的死亡率是20%，出生率等于死亡率
【答案】B
【解析】标记物不影响鼠的生存和活动，但鼠有记忆，再次被捕概率会降低，因此会导致第二次捕获的个体中含有标记的个体数减少，根据种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数，可知该调查结果会比实际值偏大，A错误；据题干信息分析可知，种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数＝(353－53)×420÷105≈1 200只/公顷，调查期间褐家鼠的死亡率是53÷1 200×100%≈4.42%，B正确，D错误；种群最基本的数量特征是种群密度，C错误。
②若由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等，造成m偏大，则N偏小。
③若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。
[知识归纳]
1．种群概念的理解
(1)两个要素：“同种”即同一物种，“所有个体”即全部个体，不分性别和大小。
(2)两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
种群的概念及数量特征
(3)两个基本单位。
①种群是生物繁殖的基本单位。
②种群是生物进化的基本单位。
(4)种群特点：一个种群不是个体简单的累加，而是具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等一系列特征的有机整体。
2．种群各数量特征之间的逻辑关系图
3．图形解读
(1)种群数量不等于种群密度：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量多，种群密度不一定大。
(2)决定种群大小和种群密度的直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
4．年龄结构
5．种群年龄结构的类型图示及判断技巧
(1)类型图示：
①曲线图。
②柱形图。
(2)各图示共性及判断技巧：
无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例——增长型中的幼年个体多、老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
[对点精练]
1．(2022·广东梅州高二校考阶段练习)下列关于种群数量特征的叙述错误的是 ( )
A．种群的出生率是指单位时间内新产生的个体数
B．研究城市人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的
C．利用性引诱剂诱捕雄性昆虫，通过降低出生率影响种群密度
D．种群密度是种群最基本的数量特征，但不能反映种群的变化趋势
【答案】A
【解析】出生率是指单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比例，A错误；迁入率和迁出率能决定种群密度的大小，故研究城市人口的变迁，迁入率和迁出率是不可忽视的，B正确；利用性引诱剂诱捕雄性昆虫，使害虫种群性别比例失调，通过降低出生率影响种群密度，C正确；种群密度是最基本的种群数量特征，只能反应种群数量大小，不能反映种群的数量变化趋势，D正确。
2．(2022·广东江门期中)种群的年龄结构大致可分为图示①、②、③三种类型，下列相关说法错误的是 ( )
A．在我国近年的人口调查中，获知人口出生率每年在下降，说明我国人口年龄结构一定为图③表述类型
B．在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，该水域鱼种群的年龄结构可能为图①表述类型
C．农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄结构为图③表述类型
D．在某一处于稳定状态的种群中，种群的年龄结构可能为图②所示类型
【答案】A
【解析】年龄结构是由出生率和死亡率的比较得出的，只知道出生率不能判断种群的年龄结构，A错误；在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼。捕捞后，该水域鱼各种群剩余的鱼主要为幼年个体，年龄结构可能为①图所示的增长型，B正确；农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，会使种群的出生率下降，有可能使该种害虫的年龄结构为③图所示的衰退型，C正确；在某一处于稳定状态的种群中，个体数量相对稳定，种群的出生率等于死亡率，种群的年龄结构可能为图②所示的稳定型，D正确。
课堂·延伸提分
易错易混： 样方法调查种群密度易错问题
1．调查对象要选熟悉的又容易计数的植物。如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。
2．样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。
3．植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积为100 m2，灌木为16 m2，草本植物为1 m2。
4．选取样方时，要注意随机取样。对于方形地块常用五点取样法，狭长地块常用等距取样法。
例1 下列调查活动或实验中，实验所得到的数值与实际数值相比偏小的是 ( )
A．所选样方位置上有块石头，应该换个位置取样
B．调查某地麻雀种群密度时，少量麻雀腿上的环套标记脱落
C．调查田鼠种群密度期间，猫头鹰大量迁入
D．调查草地中的蒲公英时统计正好在样方线上的所有个体
【答案】C
【解析】样方法的关键是随机取样，换位置取样会比原位置的样方中的个体数目多，导致结果偏大，A错误。标记物脱落将导致第二次捕获的个体中，带标记的数量减少，导致结果偏大，B错误。猫头鹰会大量捕食田鼠，导致结果偏小，C正确。若有压线的个体，只统计样方内和相邻两边及其顶角的个体，全统计将导致结果偏大，D错误。
【方法技巧】 标记重捕法的误差分析
解题技巧：信息题的答题方法
例2 某自然保护区从外地重新引入当地已经灭绝的白唇鹿39只(其中雄性13只、雌性26只)。白唇鹿在接下来几年中的数量变化如表所示，下列相关叙述正确的是 ( )
年份 1 2 3 4 5 6
出生率/% 17.9 27.3 29.6 22.7 24.9 30.2
存活数/只 44 54 66 78 96 122
A．第2年白唇鹿种群的死亡率约为19.1%
B．调查白唇鹿种群密度可用标记重捕法
C．第1年到第2年白唇鹿的性别比例保持相对稳定
D．只要操作规范，标记重捕法可获得真实的种群密度值
【答案】B
【解析】第2年出生率为27.3%，44×127.3%≈56，死亡率为(56－54)/44×100%≈4.5%，A错误；白唇鹿活动能力强，活动范围大，可用标记重捕法调查其种群密度，B正确；刚引入时白唇鹿39只(其中雄性13只、雌性26只)，随着时间延长，种群不断繁衍，性别比例趋向于1∶1，C错误；标记重捕法是估算种群密度的方法，不能获得真实的种群密度值，D错误。
审题流程：
第一步 解读题干，提取信息。
分析题干内容，概括信息主旨。
由题表可知第2年出生率为27.3%，存活数54只，题干中“从外地重新引入当地已经灭绝的白唇鹿39只(其中雄性13只、雌性26只)”主要阐述了其出生率和死亡率情况、性别比例情况。
第二步 对接教材，迁移知识。
弄清考查的知识点，对应教材中的相关章节。
根据题干“数量变化、相关叙述正确”考查的是种群特征的知识，与教材中第1章第1节“种群的数量特征”密切相关。
第三步 各项击破，正确解答。
逐个选项分析，结合教材知识判断正误。
小练·素养达成
1．(2023·广东揭阳校考)下列对种群数量特征的分析，不正确的是
( )
A．种群最基本的数量特征是种群密度
B．若标记个体没有混合均匀即进行重捕，则最终的统计结果偏大或偏小
C．预测种群数量未来变化趋势的主要依据是年龄结构
D．任何种群中雄性和雌性的数量比例均为1∶1
【答案】D
【解析】种群密度是种群最基本的数量特征，A正确；用标记重捕法调查时，若标记个体没有混合均匀即进行重捕，如果捕获在有标记个体的地方，会导致二次捕获的个体中被标记的个体数增多，最终统计数值偏小，如果捕获在其他地方，会导致捕获的标记个体数目减少，则最终统计结果偏大，B正确；种群的年龄结构可以预测未来一段时间内该种群数量的变化趋势，可以分为增长型、稳定型和衰退型三种类型，C正确；有些雌雄同株(体)种群中无性别比例，D错误。
2．下列结合种群特征的概念图所作的分析，错误的是 ( )
A．利用性引诱剂诱杀害虫会影响③
B．种群密度是种群最基本的数量特征
C．预测种群数量变化的主要依据是④
D．春运期间，广州人口数量变
化主要取决于图中的①②
【答案】D
【解析】利用性引诱剂诱杀雄性害虫会直接影响种群的性别比例，即图中③，A正确；种群密度是种群最基本的数量特征，B正确；预测种群数量变化的主要依据是年龄结构，即图中④，C正确；春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的迁入率和迁出率，而图中的①是死亡率、②是出生率，D错误。
3．(2022·广东茂名校考)动物学家考察某牧区后，认为当地鹿群处于增长高峰期，今后还能增长十几年才会停止。预测种群未来动态的信息主要来自 ( )
A．种群数量和密度 B．鹿群的年龄结构
C．种群的性别比例 D．出生率和死亡率
【答案】B
【解析】种群的年龄结构包括增长型、衰退型和稳定型三种，种群的年龄结构不直接决定种群密度，但是能够用来预测种群密度的变化趋势，B正确，A、C、D错误。
4．(2022·广东惠州校考)某同学为了调查某区域内麻雀和黄鹏的种群密度，在该区域内随机设置了若干捕鸟网。捕获结果统计如下表，下列叙述错误的是 ( )
比较 项目 捕获总 鸟数/只 麻雀/只 黄鹂/只
第一次 捕捉 100 46(标记后放生) 43(标记后放生)
第二次 捕捉 102 42(其中6只标记) 36(其中9只标记)
A．该区域麻雀的种群密度大约是322只
B．为了结果的可靠性，标记物对标记对象的生理习性不能有影响
C．该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群
D．若麻雀被捕后警惕性提高，则计算的结果偏大
【答案】A
【解析】标记重捕法中的相关计算：进行调查的某区域内的种群数量＝第一次捕获的某种生物的数量×第二次捕获的该种生物的数量÷第二次捕获的该种生物的标记个体数量，则麻雀大约有＝46×42÷6＝322只，由于没有给出该区域的面积，因而无法计算种群密度，A错误；标记物不能影响动物的正常生命活动，也不能导致其发生疾病和感染，否则会导致调查结果不准确，且标记物必须保持一定的时间，至少在调查期间不能脱落，B正确；
种群是指一定自然区域内，同种生物全部个体的总和，因此该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群，C正确；进行调查的某区域内的种群数量＝第一次捕获的某种生物的数量×第二次捕获的该种生物的数量÷第二次捕获的该种生物的标记个体数量，由于麻雀被捕后警惕性提高，被再次捕获的概率下降，第二次捕获的该种生物的标记个体数量减小，所以计算的结果应偏大，D正确。
5．现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄结构，结果如表。
年龄 0＋ 1＋ 2＋ 3＋ 4＋ 5＋ 6＋ 7＋ 8＋ 9＋ 10＋ 11＋ ≥12
个体数 92 187 121 70 69 62 63 72 64 55 42 39 264
注：表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1、小于2，其他以此类推。
回答下列问题：
(1)通常，种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是______ ______________。研究表明：该鱼在3＋时达到性成熟(进入成年)，9＋时丧失繁殖能力(进入老年)。根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄结构个体数的比例为________，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是________。
(2)如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标记重捕法。标记重捕法常用于调查__________强、活动范围大的动物的种群密度。
【答案】(1)增长型、衰退型、稳定型 1∶1∶1 保持稳定
(2)活动能力
【解析】(1)种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是增长型、衰退性、稳定型，研究表明：该鱼在3＋时达到性成熟(进入成年)，9＋时丧失繁殖能力(进入老年)，根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为(92＋187＋121)∶(70＋69＋62＋63＋72＋64)∶(55＋42＋39＋264)＝400∶400∶400＝1∶1∶1，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是保持稳定。(2)对于活动能力强、活动范围大的个体，调查种群密度时适宜用标记重捕法，所以调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标记重捕法。(共63张PPT)
第1章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
课标要点 学法指导
1．了解构建种群增长模型的方法 2．尝试建立数学模型解释种群的数量变化 3．活动建议：探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1．通过“J”形增长和“S”形增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力(科学思维)
2．通过实验 “探究培养液中酵母菌种群数量的变化”培养实验方案的设计与实施能力，以及对实验结果的分析与评价能力(科学探究)
知识导图
课前·新知导学
建构种群增长模型的方法
1．数学模型
概念：用来描述一个系统或它的性质的________形式。
2．研究方法或步骤
观察研究对象，提出问题→作出______________→根据实验数据，用适当的________形式对事物的性质进行表达→进一步实验或观察，对模型进行______________。
数学
合理的假设
数学
检验或修正
3．表达形式
(1)数学公式：______________，但不够直观。
(2)________：直观，但不够精确。
科学、准确
曲线图
同数学公式相比，曲线图有什么优点？如果是在培养基中培养，细菌的数量会一直按照上述数学模型增长吗？为什么？
提示：与数学公式相比，曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势。不会。因为培养基中的营养物质有限，空间等也有限，细菌不可能无限繁殖
微思考
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)进行检验或修正
D．进行对照实验
【答案】D
【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)进行检验或修正。此实验在时间上形成前后自身对照，无须设置对照实验，但要设置平行重复实验，求得平均值。
种群的“J”形和“S”形增长
1．种群增长的“J”形曲线
(1)含义：在理想条件下的种群，以______为横坐标，以__________为纵坐标画出的曲线图，曲线大致呈“J”形。
(2)“J”形增长的条件：____________条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。
(3)模型假设：种群的数量每年以_____________增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
(4)建立模型：t年后种群数量为___________。
时间
种群数量
食物和空间
一定的倍数
Nt＝N0·λt
2．种群增长的“S”形曲线
(1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量__________的增长曲线，增长曲线呈“S”形。
(2)成因：自然界的资源和空间总是________，当种群密度增大时，种内竞争就会________，以该种群为食的动物的数量也会________。使该种群的出生率______，死亡率______。当死亡率与出生率相等时，种群的增长就会停止。
趋于稳定
有限的
加剧
增加
降低
增高
(3)K值：又称_____________，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的_______________。
(4)应用：建立自然保护区，提高其______________。这是保护大熊猫的根本措施。
环境容纳量
种群最大数量
环境容纳量
种群增长的“S”形曲线中，种群数量为K/2、K时该种群的年龄结构分别是哪种类型？出生率与死亡率的大小分别有什么关系？
提示：增长型，稳定型。出生率＞死亡率，出生率＝死亡率
微思考
判断下列表述是否正确。
(1)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。 ( )
(2)对于“S”形曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关。 ( )
(3)“J”形增长曲线的增长率是一定的，而增长速率逐渐增加。 ( )
(4)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”形增长。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)√
种群数量的波动
1．在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的_________。
2．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在________中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现__________。
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________。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁育等原因而______________。
相对稳定
波动
种群爆发
下降
衰退、消亡
自然环境中，种群的数量一定低于K值吗？说出你的理由。
提示：不一定。自然环境中，大多数种群数量围绕K值上下波动，故种群数量可以高于K值，但不会维持很长时间
微思考
如图是某种群增长的曲线，下列有关叙述不正确的是 ( )
A．该曲线近似于“S”形增长曲线
B．K值是环境条件所允许达到的种群最大数量
C．种群数量达到K值后固定不变
D．种群数量达到K值后，会随环境条件变化而上下波动
【答案】C
【解析】据图分析，该种群数量先增加，后保持相对稳定，种群数量呈现“S”形增长，A正确；K值是环境条件所允许达到的种群最大数量，又称环境容纳量，B正确；种群的K值不是固定不变的，种群数量达到K值后，会随环境条件变化而在K值附近波动，C错误，D正确。
课堂·重难探究
种群的“J”形和“S”形增长曲线
[知识归纳]
1．种群增长的“J”形和“S”形曲线的比较
项目 “J”形曲线 “S”形曲线
适用 条件 理想条件：①食物、空间条件充裕；②气候适宜；③没有天敌和其他竞争物种 自然条件：①资源、空间有限；②受种内竞争、天敌等生物因素和其他非生物因素制约
2．有关K值的可变性分析
(1)K值并不是固定不变的。当生存环境发生改变时，K值也会相应改变。
(2)种群数量达到K值后并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动。
(3)K值不是种群数量的最大值，种群数量可能会超过K值。
3．K值的不同表示方法
注：图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、B′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
[对点精练]
1．(2022·广东广州联考)如下图表示种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线，下列有关叙述错误的是 ( )
A．自然状态下种群数量的变化极少数是曲线X，其余的都是曲线Y的趋势
B．同一环境中不同种群的K值可以不同
C．理论上，曲线X没有K值
D．曲线X的数学模型为Nt＝N0λt。N0表示该种群的起始数量，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
【答案】A
【解析】曲线X代表的是“J”形增长曲线，曲线Y代表的是“S”形增长曲线，在自然状态下，因为空间和资源条件有限，种群数量变化极少数是曲线X，大部分是曲线Y的趋势，但并非其余都是曲线Y的趋势，有些种群会先增长，后减小，直至消失，A错误；同一群落中不同种群环境容纳量可以不同，即K值可以不同，B正确；曲线X代表的是“J”形增长曲线，种群数量呈指数增长，因此理论上曲线X没有K值，C正确；曲线X代表的是“J”形增长曲线，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下种群数量呈指数函数增长，数学模型为为Nt＝N0λt，N0表示该种群的起始数量，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，D正确。
2．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错误的是 ( )
A．前4年该种群数量基本不变，第5年种群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年间的趋势，后期种群数量将呈“J”形曲线增长
【答案】C
【解析】前4年，λ值为定值，λ1等于0，说明种群增长率为0，种群数量保持不变，第5年时λ1小于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；第4年到第8年间λ1小于0，说明种群数量下降，影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等，B正确；第8年到第10年间λ1仍然小于0，说明种群数量持续下降，第10年时种群数量最小，之后种群数量不断增加，与“S”形曲线增长不符，C错误；由图示曲线可知，第16年到第20年间λ＞2，且基本保持不变，说明种群增长率保持不变，种群数量将持续增加，即呈“J”形曲线增长，D正确。
【规律方法】 λ值含义及典型曲线解读
1．λ值含义
λ值是增长倍数，判断种群数量的变化“界点”是1。当λ＞1时，种群数量增加；当λ＝1时，种群数量稳定；当λ＜1时，种群数量减少。
2．典型曲线解读
(1)0～4年：λ＞1且恒定；种群数量呈“J”形增长。
(2)4～5年：尽管λ值减小，但仍大于1，种群数量一直增加。
(3)5～9年：λ＝1，种群数量维持相对稳定。
(4)9～10年：λ＜1，种群数量不断减少。
(5)10～11年：λ＝0.5，仍小于1，种群数量不断减少。
(6)11～12年：尽管λ呈上升趋势，但仍小于1，故种群数量持续减少，至12年时种群数量达到最少。
(7)12～13年：λ＞1，种群数量开始不断增加。
[知识归纳]
1．实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。
(2)培养液中酵母菌数量开始一段时间呈“J”形增长，随时间推移，营养物质消耗，有害代谢产物积累，pH改变，酵母菌数量呈“S”形增长。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
培养液中酵母菌种群数量的变化
2．探究步骤
(1)接种：将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。将酵母菌接种到试管的培养液中。
(2)培养：将试管放在25 ℃条件下培养。
(3)取样计数：每天取样计数酵母菌数量。用血细胞计数板在显微镜下计数，估算10 mL酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察7天，记录每天的数值。
(4)绘制曲线：分析数据，以时间为横坐标，酵母菌数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。
3．实验结果分析
(1)酵母菌增长曲线图：
(2)分析：
①增长：在开始时培养液的营养充足，空间充裕，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增。
②稳定：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：生存条件不断恶化，种群数量下降。
【拓展延伸】 单细胞的计数方法——血细胞计数板计数法
(1)血细胞计数板
血细胞计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。它由四条下凹的槽构成三个平台。中间的平台较宽，它的中间被一个短横槽隔为两半，每个半边上刻有一个方格网(如图A)。每个方格网上有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。这个大方格长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。
计数室通常有两种规格，一种是大方格分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格；另一种是大方格分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格。这两种规格的计数室，每个大方格都由400小方格组成。
(2)计数公式
①以25(中方格)×16(小方格)的血细胞计数板为例，计数时共计数图B中颜色加深的5个中方格(共80个小方格)内的酵母菌。对正好位于边界线上的酵母菌，在计数时应只计数相邻两边上的酵母菌(可依据“计上不计下，计左不计右”的原则)。
根据下列计算公式，计算1 mL悬液中的酵母菌数量：
1 mL悬液中酵母细胞数＝(80个小方格内酵母细胞个数/80)×400× 104×稀释倍数。
②16(中方格)×25(小方格)的血细胞计数板计算公式：1 mL悬液中酵母细胞数＝(100个小方格内酵母细胞个数/100)×400×104×稀释倍数。
[对点精练]
1．为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了①～⑤的操作，其中操作正确的是 ( )
①将适量干酵母菌放入装有一定浓度马铃薯培养液的锥形瓶中，在适宜条件下培养 ②静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取培养液 ③在血细胞计数板中央滴1滴培养液，盖上盖玻片 ④用滤纸吸去血细胞计数板边缘多余的培养液 ⑤将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数
A．①②③ B．①③④
C．②④⑤ D．①④⑤
【答案】D
【解析】①将适量干酵母菌放入装有一定浓度马铃薯培养液的锥形瓶中，在适宜条件下培养，酵母菌能进行有氧呼吸大量繁殖，①正确；②吸取培养液计数前要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，减少误差，②错误；③利用血细胞计数板计数时，应先盖上盖玻片，在盖玻片的边缘滴加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，吸去多余培养液，再进行计数，③错误；
④用滤纸吸去血细胞计数板边缘多余培养液，④正确；⑤血细胞计数板加样后，需静置片刻再使用显微镜计数，这是因为计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1 mm)，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，⑤正确，故D正确。
2．检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升水样中蓝细菌的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1 mm3。现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格内(每个中格内含16个小格)共有蓝细菌n个，则上述水样中蓝细菌种群密度约是多少？ ( )
A．5n×105个/mL
B．5n×106个/mL
C．8n×105个/mL
D．8n×106个/mL
【答案】A
【解析】通常数5个中方格的总菌数，然后求得每个小方格的平均值，再乘上400就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。蓝细菌细胞个数/mL＝[n/(5×16)]×400×10 000×稀释倍数＝5n×10 000×10＝5n×105，A正确。
【方法规律】 探究酵母菌种群数量变化实验的几个注意点
1．若探究的自变量是温度以外的其他因素，应将酵母菌培养液在适宜温度条件下培养。
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，使酵母菌均匀分布，计数更准确。
3．随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，所以无须设置对照实验。但为了减小实验误差，必须重复实验，计数时取平均值。
4．计数时，若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，可增大稀释倍数后再计数。对于压在小方格界线上的酵母菌，只计数相邻两边的酵母菌。
5．影响酵母菌种群数量的因素可能有养料、温度、pH及有害代谢产物等。
6．结果的记录最好用记录表，每天计数酵母菌时要在同一时间从不同试管中取样。
7．血细胞计数板清洗的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷蘸洗涤剂擦洗。
小练·素养达成
1．当种群数量达到K值时，可能出现的现象是 ( )
A．生态因素对该种群的影响没有作用
B．种群的增长率保持相对稳定
C．食物将不再是限制种群发展的因素
D．出生率与死亡率相等
【答案】D
【解析】当种群数量达到K值时，生态因素包括生物因素和非生物因素，对该种群有作用，可使K值发生改变，A错误；当种群数量达到K值时，种群的增长率几乎为0，种群数量不会再增加，B错误；K值的大小变化与资源、空间和其他生物制约有关，食物(资源)仍是限制种群发展的因素之一，C错误；当种群数量达到K值时，种群的增长率几乎为0，所以出生率与死亡率相等，D正确。
2．(2022·广东新会陈经纶中学校考)下列有关如图所示种群数量增长曲线的叙述，正确的是 ( )
A．若此图表示鱼的种群增长曲线，当种群达到e点时开始捕捞，可持续获得最高产量
B．若此图表示蝗虫种群数量的增长曲线，则防治害虫应在c点开始
C．若此图表示草履虫种群数量增长曲线，当达到e点后，种群数量仍可能发生变化
D．一个物种引入新的地区后，其种群数量开始一定呈“J”形增长
【答案】C
【解析】e点时种群达到K值，此时出生率等于死亡率，故增长率为0，要持续获得最高产量，应在K/2时进行捕捞，此时种群的增长速率最大，A错误；c点种群的增长速率最大，此时种群数量增长速度最快，因此应在c点之前防治害虫，B错误；e点是K值，种群数量达到K值，种群数量保持相对稳定，但仍可能发生变化，C正确；一个物种引入新的地区后，只有在食物和空间充裕，气候适宜，没有天敌等条件下才会呈“J”形增长，D错误。
3．大约在1800年，绵羊被引入到塔斯马尼亚岛，绵羊种群呈“S”形曲线增长，直到1860年才稳定在170万头左右。下列叙述正确的是( )
A．绵羊种群数量的变化与环境条件有关，而与出生率、死亡率变动无关
B．绵羊种群在达到环境容纳量之前，每单位时间内种群增长的倍数不变
C．若绵羊种群密度增大，相应病原微生物的致病力和传播速度减小
D．若草的生物量不变而种类发生改变，绵羊种群的环境容纳量可能发生变化
【答案】D
【解析】绵羊种群数量除与环境条件有关外，出生率和死亡率也会影响种群数量的变化：出生率大于死亡率种群数量增加，死亡率大于出生率种群数量减少，A错误；绵羊种群呈“S”形曲线增长，种群在达到环境容纳量之前，每单位时间内种群增长趋势为先增加后减少，B错误；病原微生物的致病力和传播速度会随着绵羊种群密度的增加而增加，C错误；若草的生物量不变而种类发生改变，则绵羊的食物来源可能会受影响，故绵羊种群的环境容纳量可能发生变化，D正确。
4．(2022·广东珠海二中段考)下图是多刺裸腹蚤在三种不同温度条件下的种群数量增长曲线图，下列说法错误的是 ( )
A．对一个种群来说，环境容纳量(K值)不是固定不变的
B．随着温度降低，种群数量达到K值的时间逐渐延长
C．在中等适温条件下，K值最大，K/2时种群的增长速率也最大
D．在较低温条件下，K值最小，K/2时种群的增长速率也最小
【答案】C
【解析】由图可以看出，在温度不同的情况下，该多刺裸腹蚤的个体数最大值不同，所以环境容纳量随环境温度不同而改变，A正确；看图可知，随着温度降低，种群达到K值的时间逐渐延长，B正确；曲线斜率表示种群的增长速率，由图中曲线可以看出，在中等适温条件下，K值最大，但是种群的增长速率不是最大，在较高温条件下，种群的增长速率最大，C错误；看图可知在较低温下，K值最小，曲线斜率表示种群的增长速率，由图中曲线可以看出，在较低温下，种群的增长速率也最小，D正确。
5．如图为种群增长的数学模型，回答下列问题：
(1)理想条件下，一个大肠杆菌每20 min就通过分裂繁殖一代，繁殖n代后大肠杆菌数量的计算公式是Nn＝________。“J”形增长的数学模型为Nt＝N0λt，其中λ的含义为________。
(2)如图所示的“S”形曲线中有a、b、c、d、e共5个关键点。种内竞争最激烈是在________段。
(3)图中甲曲线是探究培养液中酵母菌种群数量变化的实际曲线。
种群数量达到K值时，种群的出生率______ (填“大于”“等于”或“小于”)死亡率；图中阴影部分表示___________________；
a点以后甲曲线下降，可能是______________导致的。
【答案】(1)2n 该种群数量是前一年种群数量的倍数 (2)de
(3)等于 被淘汰的个体数(或因环境阻力而减少的个体数) 营养物质缺乏
【解析】(1)大肠杆菌属于原核生物，理想条件下，呈指数增长，一个大肠杆菌每20 min就通过分裂繁殖一代，繁殖n代后大肠杆菌数量的计算公式是Nn＝2n。“J”形增长的数学模型为Nt＝N0λt，其中λ的含义为该种群数量是前一年种群数量的倍数。(2)题图所示的“S”形曲线中有a、b、c、d、e共5个关键点。当出生率和死亡率相等时，种内竞争最激烈，对应的是图中的de段。(3)图示是种群增长的两种曲线：“J”形增长曲线和“S”形增长曲线。种群数量达到K值时，种群的出生率等于死亡率；图中阴影部分表示生存斗争中被淘汰的个体数；a点以后甲曲线下降，可能是营养物质缺乏导致的。(共51张PPT)
第1章 种群及其动态
第3节 影响种群数量变化的因素
课标要点 学法指导
1．举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响 2．举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响 3．阐明种群研究在实践中的应用 1．通过分析影响种群数量变化的因素，建立生物与环境相统一的观点(生命观念)
2．通过理解种群研究的应用，培养防治害虫、保护生物的责任心(社会责任)
知识导图
课前·新知导学
非生物因素和生物因素
1．非生物因素
(1)阳光：如森林中的林下植物的种群密度主要取决于林下植物受到的___________。
(2)温度：如许多植物种子在春季萌发为新植株主要受__________的影响；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡主要受__________的影响。
光照强度
气温升高
气温降低
(3)水：如干旱缺水会使许多植物种群的死亡率________，动物种群在寻找水源的过程中常常发生个体的死亡；东亚飞蝗在气候干旱时种群______________。
非生物因素对种群数量变化的影响往往是________的。
升高
爆发式增长
综合性
2．生物因素
(1)种内关系：__________加剧使种群的增长受限制，说明种群数量的变化受种群________生物因素的影响。
(2)种间关系：种间关系是影响种群数量变化的______生物因素。包括__________关系(双小核草履虫与大草履虫)、________关系(猞猁与雪兔)、________关系(宿主动物与寄生虫、细菌、病毒)。在自然界，任何一个种群都与其他种群有着密切的关系，其中________________的关系、____________的关系都是十分常见的。
种内竞争
内部
外部
种间竞争
捕食
寄生
捕食与被捕食
互相竞争
影响某一株小麦生活的生物因素包括哪些？
提示：不仅包括它周围的杂草、农业害虫、鼠类等，还包括它周围的其他小麦植株
微思考
北极熊不能在热带生活，杨柳不能在沙漠生长，影响它们生活的非生物因素分别是 ( )
A．温度、水分 B．温度、阳光
C．水分、阳光 D．阳光、水分
【答案】A
【解析】北极熊具有保温的脂肪和毛发，因此北极熊不能在热带生活；沙漠地区水分严重缺乏，导致沙漠地区生物种类稀少，而杨柳生长需要大量的水分，因此不能在沙漠生长。影响它们生活的非生物因素分别是温度和水分，A正确。
种群研究的应用
1．在濒危动物的保护方面
通过调查获知种群密度、___________________、性别比例、年龄结构等特征，以及________________________因素，准确了解该种群的生存状态，预测该_________________________，采取合理的保护对策。
出生率和死亡率
影响该种群数量变化
该种群的数量变化的趋势
2．渔业上
希望每年既能捕捞较多的鱼，又不危及来年的鱼产量，需要研究________________________________的关系。
3．有害生物防治方面
如在鼠害发生时，既适当采用____________的方法控制现存害鼠的种群数量，又通过________________________等方法降低环境容纳量才能达到有效防治。
捕捞量与种群数量变化之间
化学和物理
减少其获得食物的机会
如何保护濒危动植物？ 如何防治有害生物？
提示： 对于濒危动植物而言，由于环境污染、人类破坏等，导致此种生物的K值变小，因此通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量，是保护这些生物的根本措施。在农林害虫的防治方面，降低农林害虫的环境容纳量是防治的根本，杀虫效果最好的时期则在K/2之前
微思考
研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。下列有关说法正确的是 ( )
A．采取措施降低环境容纳量，能从根本上限制有害动物的种群数量
B．消灭捕食者，引入被捕食者是保护濒危动物的根本措施
C．在田鼠种群数量达到K/2时进行防治，消耗的防治成本最低
D．鱼类养殖中，在接近K/2时进行捕捞有利于鱼类的可持续增产
【答案】A
【解析】采取措施如减少其食物来源，增加其天敌的数量，破坏其栖息环境等，可降低环境容纳量，能从根本上限制有害动物的种群数量增长，A正确；建立自然保护区，给濒危动物创造更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护濒危动物的根本措施，B错误；在种群数量达到K/2前防治，防治成本最低，C错误；鱼类养殖过程中，捕捞后的剩余量接近于K/2时，有利于鱼类资源的可持续增产，D错误。
课堂·重难探究
影响种群数量变化的因素
[知识归纳]
1．非生物因素对生物的影响
非生物因素包括：阳光、水分、土壤、温度、湿度等多种因素，它们对生物的形态、生理和分布产生着影响。
(1)阳光：只有在光照条件下，植物才能进行光合作用，制造有机物，并且储存能量。光对动植物的生理和分布起着决定性的作用。
(2)温度：温度影响生物的生长和发育。生物的生长和发育只能在一定的温度范围内进行，环境温度高于或低于一定的限度时，生物就可能受到伤害，甚至死亡。温度也影响生物的分布。
(3)水分：一切生物的生活都离不开水。水常常决定生物的分布。干旱的荒漠地区，只有少数耐干旱的动植物能生存；而在雨量充沛的地区，森林茂密，动植物种类繁多。
2．生物因素对生物的影响
生物因素是指影响某种生物生活的其他生物。自然界中的每一种生物，都受到周围其他生物的影响，包括捕食、寄生、种间竞争等关系。
[对点精练]
1．(2022·广东揭阳高二统考期末)下述古代诗句中，部分体现了非生物因素对生物的影响，其中不属于对种群数量变化产生影响的是
( )
A．离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生
B．暮春三月，江南草长，杂花生树，群莺乱飞
C．昨夜雨疏风骤……却道海棠依旧。知否，知否？应是绿肥红瘦
D．塞下秋来风景异，衡阳雁去无留意。四面边声连角起，千嶂里，长烟落日孤城闭
【答案】C
【解析】春天气温回升，草原上的草数量增加，体现了非生物因素对种群数量变化产生的影响，A正确；暮春三月，江南绿草遍野，树上各种花朵盛开，成群的黄莺到处飞翔，体现了非生物因素对种群数量变化产生的影响，B正确；一夜的风雨过后，海棠树应该是绿叶繁茂、红花凋零了，没有体现非生物因素对海棠树种群数量变化产生的影响，C错误；秋天到了，西北边塞的风光和江南不同，大雁又飞回衡阳了，体现了非生物因素对种群数量变化产生的影响，D正确。
2．某草原近年来爆发蝗灾，数万亩的天然草场遭受了蝗虫的蚕食，严重威胁当地的牧业生产。当地科学工作者通过相关实验得到如图所示的结果。下列有关说法不正确的是 ( )
A．该实验的自变量包括蝗虫的种类以及蝗虫的种群密度
B．宽须蚁蝗的种群密度影响牧草产量，但其本身的数量变化也受牧草及其他蝗虫种群的影响
C．由图可知，将各蝗虫的种群密度控制在低水平可以提高牧草产量
D．根据研究结果可知，对该草原危害最大的蝗虫是狭翅雏蝗，需要重点防治
【答案】D
【解析】据题图可知，该实验的自变量是蝗虫的种类及其种群密度，A正确；宽须蚁蝗以牧草为食，其种群密度会影响牧草的产量，同时宽须蚁蝗的种群数量也受牧草的影响，宽须蚁蝗与其他蝗虫形成竞争关系(如竞争食物)，因此宽须蚁蝗的种群数量也受到这些竞争者的影响，B正确；据图可知，与各蝗虫密度为0时相比，除亚洲小车蝗外，其他蝗虫(特别是狭翅雏蝗)的种群密度控制在较低水平时，牧草产量均有所提高，C正确；结合图示可知，对该草原危害最大的蝗虫是亚洲小车蝗，需要重点防治，D错误。
[知识归纳]
1．种群特征、数量变化规律和应用之间的关系
种群研究的应用
2．种群研究的具体应用
应用 有益生物的保护和利用 有害生物的防治
K值的 应用 保护野生生物的生存环境，减小环境阻力，增大K值。如通过建立自然保护区，保护大熊猫 增大环境阻力，降低K值，如通过打扫卫生、封存粮食、引入天敌控制鼠害
K/2值 的应用 捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2左右，保证持续获取高产量。如鱼类的捕捞 在种群数量达到K/2以前采取相应措施，防止害虫数量快速增长。如蝗虫的防治
右图表示“S”形增长方式的增长速率变化。
(1)若图为某种鼠种群的增长速率随时间变化的曲线，除鼠害时应让该鼠种群的数量保持在什么水平？这样做的目的是什么？
(2)若图为某种鲈鱼种群的增长速率随时间变化的曲线，某养殖基地捕鱼后应将该种鲈鱼的种群数量保持在什么水平？这样做的目的是什么？
(3)养殖基地捕捞鲈鱼时，渔网的网眼不能过小，否则会影响来年鱼的产量，这是为什么？请从种群特征的角度作出解释。
提示：(1)应保持在K/2以下。因为小于K/2时，种群数量基数小，种群增长速率小，利于控制鼠群数量的增长。(2)需要将鱼群数量控制在K/2附近。此时鲈鱼种群的增长速率最大，有利于鲈鱼种群数量的增长。(3)渔网的网眼过小，会使得鲈鱼种群中年龄过小的鲈鱼、成年鲈鱼、老年鲈鱼都被捕获，不能使种群年龄结构持续为增长型，且使种群数量基数变小，影响来年鲈鱼的产量。
[对点精练]
1．(2022·广东珠海校考)中国科学院动物研究所康乐团队发现了一种信息素，它可使飞蝗种群由散聚型转变为群居型，形成超大型种群而加重蝗灾。某科研小组对蝗虫种群数量变化进行了调查，结果如下图。结合下图信息分析，下列有关
叙述错误的是( )
A．可用样方法调查跳蝻(蝗虫幼虫)的种群密度
B．对蝗灾区进行人工降雨有利于控制蝗虫数量
C．气温持续升高不利于蝗虫种群数量的增长
D．依据信息素结构可设计拮抗剂用于蝗灾治理
【答案】C
【解析】跳蝻(蝗虫幼虫)活动能力弱，活动范围小，可用样方法调查跳蝻(蝗虫幼虫)的种群密度，A正确；据图可知，蝗虫数量变化和降雨呈负相关，对蝗灾区进行人工降水可有效控制其数量，B正确；据图可知，气温升高会导致蝗虫种群数量的增长，C错误；由题干信息可知，信息素可使飞蝗种群由散聚型转变为群居型，形成超大型种群而加重蝗灾，故依据信息素结构可设计拮抗剂用于蝗灾治理，D正确。
2．(2022·广东深圳高级中学校考)唐鱼是华南地区的小型濒危杂食性鱼类，入侵物种食蚊鱼会捕食唐鱼。研究人员调查比较了在不同生境中唐鱼种群的体长在食蚊鱼入侵取样点与无入侵取样点间的差异。(图中矩形代表体长集中分布区域，其内黑色横线表示平均值，垂直线段表示数值的变动范围，上下两端分别表示最大值和最小值。体长与鱼龄相关)下列推测错误的是 ( )
A．入侵初期，与溪流生境相比农田生境中食蚊鱼更容易捕食到唐鱼幼体
B．食蚊鱼入侵使唐鱼种群的平均体长上升，有利于唐鱼种群的数量增长
C．无论在农田生境还是溪流生境，食蚊鱼入侵都可能降低唐鱼的种内竞争
D．相同生境里，食蚊鱼入侵取样点中唐鱼种群K值比无入侵取样点的低
【答案】B
【解析】由图可知，入侵初期，与溪流生境相比农田生境中唐鱼体长更长，说明农田生境中唐鱼成体更多，故农田生境中食蚊鱼更容易捕食到唐鱼幼体，A正确；由图可知，食蚊鱼入侵使唐鱼种群的平均体长上升，使唐鱼种群的年龄结构变为衰退型，不利于唐鱼种群的数量增长，B错误；无论在农田生境还是溪流生境，食蚊鱼入侵都可能使唐鱼数量减少，从而降低唐鱼的种内竞争，C正确；相同生境里，食蚊鱼入侵取样点中唐鱼种群增长压力大，唐鱼种群K值比无入侵取样点的低，D正确。
小练·素养达成
1．(2022·广东珠海统考)下列有关环境容纳量(即K值)的叙述，正确的是 ( )
A．外来物种入侵不会影响原有种群的环境容纳量
B．草原种群的环境容纳量可能随季节更替而变化
C．种群数量接近K值时其出生率和死亡率都会升高
D．种群数量达到K值后其年龄结构很快走向衰退型
【答案】B
【解析】外来物种入侵会使种群生存的环境发生变化，而环境容纳量会随着环境条件的改变而发生改变，故外来物种入侵会影响原有种群的环境容纳量，A错误；在自然条件下，草原种群的环境容纳量可能随气候、季节更替而变化，B正确；种群数量接近K值时其出生率会降低，死亡率会升高，C错误；种群数量达到K值后，种群数量相对稳定，其年龄结构一般为稳定型，D错误。
2．(2022·广东梁启超纪念中学校考)自然界中种群的数量特征是种群最重要的特征之一，如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，下列说法错误的是 ( )
A．该模型属于数学模型的表现形式之一的曲线图，该形式较为直观形象
B．图中OA段种群增长近似于“J”形曲线，该模型需要满足的条件是空间和资源充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等
C．该种群的环境容纳量是K1，在DE阶段，若该动物的栖息地遭到破坏后，虽然食物减少和活动范围缩小，但其K值基本不变
D．影响种群数量变化的因素很多，分析图中曲线，与DE段相比，影响CD段的因素最可能是气候变化和传染病
【答案】C
【解析】该模型为曲线图，属于数学模型，该形式较为直观形象，A正确；图中OA段种群数量迅速增加，接近“J”形曲线特点，该模型需要满足的条件是无限环境(空间和资源充裕)、理想条件(气候适宜，没有天敌和其他竞争物种等)，B正确；种群数量稳定后在K值上下波动，该种群的环境容纳量是K1，在DE阶段，若该动物的栖息地遭到破坏后，则其K值下降，C错误；DE段表示种群数量相对稳定，CD段表示种群数量迅速下降，与DE段相比，影响CD段的因素最可能是由于气候变化和传染病，D正确。
3．(2022·广东江门校考)如图表示处于平衡状态的某生物种群因某些外界环境变化导致种群中生物个体数量改变时的四种情形，下列有关产生这些变化的原因分析中，不正确的是 ( )
A．若图①所示为海洋中某鱼类种群，则a点后变化的原因可能是大量放养了该种鱼类
B．若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后变化的原因可能是增加了营养供应
C．图③中c点后发生的变化表明该种群性别比例失衡
D．图④曲线可用于指导海洋捕捞
【答案】C
【解析】若图①所示为海洋中某鱼类种群，则a点时，达到该海洋区域的环境容纳量，之后数量剧增，其原因可能是大量放养了该种鱼类，A正确；若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点时，达到发酵罐的环境容纳量，之后增加营养供应，可导致酵母菌数量剧增，B正确；图③中c点后种群数量急剧下降，可能是环境条件剧变，比如天气、外来物种入侵等引起的，性别比例失衡不会导致数量急剧下降，C错误；图④曲线为自然状态下种群的数量变化规律，可用于指导海洋捕捞，当鱼群数量大于K/2时捕捞，捕捞后要维持种群数量在K/2左右，既能捕到较多的鱼，又能使种群快速增长，D正确。
4．(2022·广东湛江统考)海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞，有利于资源的可持续利用。下列解释不正确的是
( )
A．减少捕捞强度，保持足够的种群基数
B．更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会
C．改变性别比例，提高种群出生率
D．维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复
【答案】C
【解析】合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞，减少了捕获个体的数量，保持足够的种群基数，A正确；海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞，会使更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会，使得种群的年龄结构处于增长型，B正确；网眼尺寸较大的网具，只能对捕捞的鱼的大小进行选择，而不能选择鱼的性别，因此不会改变其性别比例，C错误；种群的年龄结构处于增长型，则出生率大于死亡率，有利于种群数量的恢复，D正确。
5．如图表示种群数量增长曲线，下列叙述正确的是 ( )
A．鱼类种群数量的增长受自身种群密度的制约
B．气候条件的改变不会影响种群的环境容纳量
C．防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行
D．渔业捕捞后剩余量需控制在a点以保持最高的增长速率
【答案】A
【解析】由于环境资源有限，种群密度越大，种内竞争会越剧烈，从而会影响种群数量的增长，A正确；种群的环境容纳量受环境(包括气候条件)的影响，B错误；c点时种群的增长最快，不利于防治蝗灾，C错误；c点时种群的增长速率最大，渔业捕捞后剩余量需控制在c点，有利于种群数量得到快速恢复，D错误。
6．某研究所调查发现，某种鱼迁入一生态系统后，其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示。请分析回答下列问题。
(1)在t0～t2时间内，种群数量增长曲线呈“________”形；若在t2时种群数量为N，则在t1时种群数量为________。t1时该种群的年龄结构可能为________________。
(2)捕获该鱼的最佳时期为________时，原因是__________。
(3)在t2时期后，该鱼种群数量变化将呈现________状态，主要原因是__________________、________________。
【答案】(1)S N/2 增长型 (2)t1 在t1时种群增长速率最大，资源更新能力最强，获得的量较大且不影响该鱼类资源的再生 (3)波动 种内竞争加剧 捕食者数量增加
【解析】(1)t0～t2时间内种群数量增长应呈现“S”形曲线，若在t2时种群数量为N，则t1时对应N/2。t1时种群的年龄结构为增长型。(2)由于t1时种群增长速率最大，资源更新能力最强，故t1时捕捞有利于获得较大捕获量且不影响资源更新。(3)在t2时期后种群数量变化将呈波动状态，原因是种内竞争加剧、天敌增加等。(共30张PPT)
第1章 种群及其动态
章末总结
构建·知识网络
归纳·专题小结
种群密度的调查方法
调查方法 适用范围 方法步骤 注意事项
逐个计数法 分布范围小、个体较大 逐个计数 —
黑光灯 诱捕法 趋光性昆虫 — —
调查方法 适用范围 方法步骤 注意事项
样方法 植物、活动范围小的动物(如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等) ①随机取样；②计数每个样方内的个体数；③求所有样方种群密度的平均值，即该种群的种群密度估算值 ①必须随机取样；②样方内、样方相邻两边的个体均计入；③样方选取不能过少
调查方法 适用范围 方法步骤 注意事项
标记重 捕法 活动能力强、活动范围大的动物 ①在被调查范围内捕获一些个体并做标记放回；②一段时间后重捕；③按公式N＝nM/m计算并求出种群密度 ①调查期间内没有大量个体的出生、死亡、迁入和迁出；②标记物不能过分醒目，标记物或标记方法必须对动物没有伤害
调查方法 适用范围 方法步骤 注意事项
抽样检测法 (用血细胞计数板计数) 酵母菌等生物 ①振荡后摇匀取样；②将培养液滴在血细胞计数板上；③在显微镜下观察并计数 ①吸取前要振荡试管、摇匀培养液；②“先盖后滴”，避免多余培养液中酵母菌沉降导致实验结果偏大，并防止产生起气泡；③重复实验，取平均值
例1 经过一段时间的学习，我们掌握了多种生物调查方法。下列相关叙述中错误的是 ( )
A．采用抽样检测法探究酵母菌种群数量的变化时，若先滴细胞悬液再盖盖玻片，则最终统计出来的数据会比实际值偏大
B．样方法是调查种群密度的常用方法，物种丰富度研究不可采用该种方法进行
C．采用标记重捕法估算家鼠的种群密度时，若因方法不当使个别标记物脱落，会导致估算数值偏大
D．探究土壤小动物类群的丰富度可以用取样器取样法来调查
【答案】B
【解析】用血细胞计数板计数培养液中酵母菌种群数量时，若先滴细胞悬液再盖盖玻片，由于多余培养液中酵母菌的沉降会导致实验结果偏大，A正确；样方法是调查种群密度的常用方法，物种丰富度研究也能采用该种方法进行，比如礁石上的贝类，B错误；采用标记重捕法估算家鼠的种群密度时，若因方法不当使个别标记物脱落，则重新捕获的带有标记的个数减少，会导致估算数值偏大，C正确；因土壤中的小动物体型小，行动迅速，常用取样器取样法来调查土壤小动物类群的丰富度，D正确。
种群数量变化曲线的变式应用
图1
图2
(1)图1表示种群三种存活曲线：
Ⅰ型曲线：幼年期死亡率低，老年期死亡率高，即绝大多数个体都能活到生理年龄，如人类和其他一些大型哺乳动物。
Ⅱ型曲线：种群各年龄段死亡率基本相同，如小型哺乳动物。
Ⅲ型曲线：幼年时期死亡率较高，但一旦到达某一年龄，死亡率就较低且稳定，如鱼类等。
(2)图2为K值的不同表示方法，图中A、B、C、D所对应的为种群数量的K值，A′、C′、D′所对应的为种群数量的K/2。
例2 如图为三种蜂的生存曲线。叶蜂产卵于叶上；泥蜂储存其他昆虫的幼虫作为子代的食物；蜜蜂的幼虫由工蜂直接喂养。这三种蜂的生存曲线依次是 ( )
A．甲、乙、丙
B．乙、丙、甲
C．乙、甲、丙
D．甲、丙、乙
【答案】A
【解析】叶蜂产卵于叶上，易受环境因素的影响，也易被其他生物捕食，存活率最低，为甲曲线；泥蜂储存其他昆虫的幼虫为子代的食物，因食物的多少受到其他生态因素的制约，但储存的食物对幼虫的存活有利，所以开始是泥蜂的存活率也较低，但之后要比叶蜂高，为乙曲线；蜜蜂是自身制造食物，幼虫由工蜂直接喂养，存活率较高，为丙曲线。所以三种蜂的生存曲线依次是甲、乙、丙。
例3 右图表示出生率、死亡率和种群密度
的关系，据此分析得出的正确表述是 ( )
A．在K/2时控制有害动物最有效
B．图示规律可作为控制人口增长的依据
C．该图可用于实践中估算种群最大净补充
量
D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
【答案】C
【解析】在K/2时种群净补充量最大，控制有害动物应在K/2之前。人口增长既受自然因素影响，还受人们的生育观念、生育政策制约，该图不能作为控制人口增长的依据。在K/2时捕捞可持续获得较大的捕捞量，获得最大日捕获量应在K值进行。
典练·素养提升
素养解读：本章是种群及其动态，通过学习种群的特征和数量变化，掌握种群数量变化的分析方法和应用。常涉及的核心素养有生命观念(分析种群数量变化，建立生物与环境相协调的观点)、科学思维(构建种群增长数学模型)、科学探究(调查双子叶植物的种群密度，探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化)、社会责任(归纳总结种群数量变化在实践中的应用)。
1．(生命观念)下列关于种群的相关叙述，正确的是 ( )
①生殖前年龄组个体数大于生殖后年龄组个体数，种群数量一定增长
②没有迁出和迁入时，出生率大于死亡率，种群的数量一定增长
③对捕捉器具有条件反射的动物种群不能用标记重捕法调查种群密度
④年龄结构为增长型的种群，其繁殖期个体数一定大于衰退型繁殖期个体数
⑤种群特征是单独个体不具备的
A．①④ B．①③⑤
C．②③⑤ D．②④
【答案】C
【解析】①生殖前年龄组个体数大于生殖后年龄组个体数，种群年龄结构属于增长型，但数量不一定增长，如环境条件变得恶劣会使死亡率增大。②决定种群数量变化的因素是迁入与迁出、出生率与死亡率，若没有迁出和迁入，出生率大于死亡率，种群的数量一定增长。③动物对捕捉器具有条件反射时，重捕到的个体减少，所测数值会偏大。④不同的种群数目不同，年龄结构为增长型的种群其繁殖期个体数不一定大于衰退型繁殖期个体数。⑤单独个体不具备种群特征。
2．(科学思维)(2022·广东揭阳校考)如图为某种群的平均出生率及平均死亡率与该种群所依赖的资源量关系图。下列叙述错误的是 ( )
A．出生率和死亡率是种群个体特征的统计值
B．资源量通过影响该种群的出生率，影响其数量变化
C．若资源量长期小于R会导致该种群密度降低
D．当资源量为Q时，种群数量达到K值
【答案】D
【解析】出生率和死亡率是根据单位时间内出生和死亡的个体数计算得到的，因此，出生率和死亡率是种群个体特征的统计值，A正确；图中显示，随着资源量的增多，平均出生率逐渐上升，但平均死亡率却没有变化，据此可知资源量是通过影响该种群的出生率，进而影响其数量变化，B正确；资源量长期小于R会使出生率小于死亡率，导致该种群密度降低，C正确；据图示可知，当资源量为Q时，平均出生率大于平均死亡率，则种群数量将会增加，可见此时的种群数量并不是K值，D错误。
3．(科学探究)(2022·广东江门段考)某研究性学习小组将一定数量的酵母菌接种到装有100 mL培养液的密闭容器中进行培养，接种后不再更换或添加培养液，实验结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A．酵母菌种群数量达到K值时所用时间与培养液的体积无关
B．0～8 h酵母菌种群的出生率大于死亡率导致种群增长速率一直增大
C．8～10 h酵母菌在该容器中的环境容纳量下降是因为生存的环境阻力增大
D．0～10 h酵母菌在该容器中的数量增长呈“S”形曲线
【答案】C
【解析】酵母菌进行有氧呼吸大量增殖，其他条件相同时，培养液的体积直接影响氧气的含量，培养液的体积越小，密闭容器中氧气含量越多，酵母菌种群数量达到K值时所用时间越短，反之所需时间越长，因此酵母菌种群数量达到K值时所用时间与培养液的体积有关，A错误；0～8 h酵母菌种群的出生率大于死亡率，种群数量一直增加且到达K值，种群数量在K/2值时，增长速率最大，因此，在0～8 h，种群增长速率先增大后减少，B错误；8～10 h由于容器中营养物质、氧气含量减少和代谢物积累，即生存的环境阻力增大，酵母菌种群数量逐渐下降，C正确；种群增长开始时呈现“S”形曲线，达到K值后，种群数量逐渐下降，即0～8 h酵母菌在该容器中的数量增长呈“S”形曲线，随后种群数量下降，D错误。
4．(社会责任)某种群的年龄结构如图甲所示，增长曲线如图乙所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A．K值是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中种群所能达到的最大数量
B．图甲表示的年龄结构是增长型，图乙中t2时间的种群很可能属于这种年龄结构
C．若该种群为某天鹅种群，可建立自然保护区，改善其栖息环境，使其K值升高
D．图乙所示曲线模型对应的数学公式为Nt＝N0λt
【答案】C
【解析】K值是指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，A错误；由题图分析可知，图甲表示的年龄结构是增长型，而图乙中t2时间种群的年龄结构很可能是稳定型，B错误；建立自然保护区、改善天鹅的栖息环境，可使其环境容纳量升高，以此来保护珍稀生物，C正确；图乙所示曲线为“S”形曲线，Nt＝N0λt对应的曲线为“J”形曲线，D错误。
