人教版高中生物选择性必修2第一章种群及其动态课时教学课件(3份打包)

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名称 人教版高中生物选择性必修2第一章种群及其动态课时教学课件(3份打包)
格式 zip
文件大小 2.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-03-29 22:51:41

文档简介

(共50张PPT)
第1节 种群的数量特征
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.阐述种群的特征及种群密度与其他特征的关系。
2.掌握动、植物种群密度的调查方法。
3.明确种群密度调查方法在保护濒危物种中的作用。 1.种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等,其中种群密度是最基本的数量特征。
2.调查种群密度常用的方法有样方法和标记重捕法。
3.年龄结构有增长型、稳定型和衰退型三种类型,年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。
4.出生率、死亡率和迁入率、迁出率直接影响种群数量变化。
[理清主干知识]
一、种群密度及其调查方法
1.种群密度
(1)概念:种群在单位面积或单位体积中的 就是种群密度。
(2)意义:种群密度是种群最基本的 特征,反映了种群在一定时期的数量。
2.调查方法
(1)逐个计数法:分布范围 、个体 的种群,如调查山坡上的珙桐密度。
个体数
数量
较小
较大
(2)估算法
①样方法
b.操作步骤:
c.常用取样方法:五点取样法、 。
植物
蚜虫
等距取样法
②标记重捕法
b.操作步骤
二、种群的其他数量特征
1.出生率和死亡率
(1)概念
①出生率是指在单位时间内 的个体数目占 的比值。
②死亡率是指在单位时间内 的个体数目占 的比值。
(2)特点:繁殖能力强的种群 高,种群增长快。
2.迁入率和迁出率
(1)概念:指单位时间内 或 的个体占该 个体总数的比值。
(2)意义:决定种群大小和密度的不可忽视的因素,尤其在研究城市人口变化更是不可忽视的因素。
新产生
该种群个体总数
死亡
该种群个体总数
出生率
迁入
迁出
种群
3.年龄结构
(1)概念:一个种群中 的个体数目的比例。
(2)类型
(3)意义:可预测 未来的变化趋势。
类型 种群特征 种群密度
增长型 幼年个体数 成年、老年个体数 增大
稳定型 各年龄期个体数比例适中 _____
衰退型 幼年个体数 成年、老年个体数 减小
各年龄期
多于
稳定
少于
种群密度
4.性别比例
(1)概念:种群中 个体数目的比例。
(2)意义:对 有一定的影响。
(3)应用:性引诱剂(信息素)诱杀雄性个体→破坏 →降低害虫_________。
雌雄
种群密度
性别比例
种群密度
[诊断自学效果]
1.判断下列叙述的正误
(1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群 ( )
(2)种群出生率升高,种群密度一定增大 ( )
(3)稳定型种群的种群数量在任何情况下都能保持稳定 ( )
(4)性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的 ( )
(5)田鼠的种群密度是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的 ( )
(6)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查 ( )
(7)对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度 ( )

×
×
×

×
×
2.连线年龄结构的类型及种群密度的变化趋势
3.对下列几种生物的种群密度分别适合的调查方法归类
①蒲公英 ②田鼠 ③蚯蚓 ④鲫鱼 ⑤蚜虫 ⑥跳蝻
适合使用样方法的是 ;适合使用标记重捕法的是 。(均填序号)
①③⑤⑥
②④
[在探究中学明]
1.个体和种群的比较
判断下列特征的属性
①性别 ②数量特征和遗传特征 ③出生日期
④年龄结构 ⑤出生率和死亡率 ⑥性别比例
⑦体重 ⑧空间特征
(1)个体具有的特征是 。(填序号)
(2)种群具有的特征是 。(填序号)
①③⑦
②④⑤⑥⑧
2.种群的特征
资料1:下图为某地7个生物种群的年龄结构。
据资料分析:
(1)属于增长型的是 。(填字母)
(2)属于稳定型的是 。(填字母)
(3)属于衰退型的是 。(填字母)
A、D、F
C、G
B、E
资料2:上海市第七次全国人口普查主要数据公报显示,全市常住人口为24 870 895人,与第六次全国人口普查时的人数相比,共增加1 851 699人,增长8.0%。平均每年增加185 170人,年平均增长率为0.8%。全市常住人口中,外省市来沪常住人口为1 502 652人。下图是该市人口的出生率和死亡率的变化曲线。
由资料分析:
(1)上海人口数量迅速增长的原因是什么?
提示:出生率上升,死亡率下降。
(2)由资料还可以看出,能够影响上海人口数量变化的因素还有哪些?
提示:迁入率和迁出率。
(3)由此看出, 对种群密度的影响是直接的。
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
资料3:无公害蔬菜的培育过程中,当预测到昆虫种群密度增加时,可以利用人工合成的性引诱剂诱杀雄性个体进而降低害虫的种群密度。
请分析,采取这种措施依据的原理是什么?
提示:破坏害虫正常的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,降低种群出生率,从而降低种群密度。
[在深化中提能]
种群数量特征之间的内在联系
(1)直接决定种群密度的因素:
出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。当出生率高于死亡率、迁入率高于迁出率时,种群密度增大;反之,种群密度减小。
(2)间接影响种群密度的因素:
年龄结构可通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度,而性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的,性别比例与死亡率无关。
(3)年龄结构可预测种群密度的变化趋势,但该趋势不一定能够实现,还要看影响种群密度变化的其他因素,如气候、食物、天敌等。
[例1] 下列关于种群数量特征的叙述,错误的是 (  )
A.种群密度是种群最基本的数量特征
B.种群密度即种群在单位面积或单位体积中的个体数
C.出生率和死亡率是影响种群密度的重要因素
D.人口老龄化地区的年龄结构将一直处于衰退型
[解析] 种群密度是种群最基本的数量特征,A正确;种群密度即种群在单位面积或单位体积中的个体数,B正确;出生率和死亡率是影响种群密度的重要因素,直接影响种群数量变化,C正确;种群年龄结构为衰退型是指出生率<死亡率,种群密度越来越小,但人口老龄化地区可通过调整生育政策等措施调整出生率,当出生率>死亡率时人口老龄化地区的年龄结构将发生改变,D错误。
[答案] D
[例2] 下列为种群数量特征的两个概念图,有关分析错误的是 (  )
A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
B.图1中的c为种群最基本的数量特征
C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同
D.图2中丙为性别比例,主要通过影响出生率来间接影响种群密度
[解析] 图1中a只影响出生率,而b既影响出生率也影响死亡率,从而判断出a为性别比例,b为年龄结构,进而可知c为种群密度。图2为图1的变式,图2中甲使种群密度增加,应为出生率和迁入率;乙使种群密度减小,应为死亡率和迁出率;丙只影响出生率,应为性别比例;丁为年龄结构。图1中b为年龄结构,是预测种群数量未来变化趋势的主要依据;图1中c为种群密度,是种群最基本的数量特征;图2中丁为年龄结构,而图1中a为性别比例;图2中丙为性别比例,主要通过影响出生率间接影响种群密度。
[答案] C
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。
[在应用中落实]
1.下列与种群数量相关的叙述,正确的是 (  )
A.一段时间内某种群出生率升高,则在此期间该种群的数量一定上升
B.若某种群的年龄结构为增长型,则该种群数量一定增加
C.利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,是从直接改变种群的年龄结构入手减少害虫的数量
D.我国一线城市人口数量的剧烈波动往往与迁入率、迁出率有关
解析:一段时间内某种群出生率升高,而且出生率大于死亡率,没有迁入和迁出等其他环境因素的影响,则在此期间该种群的数量会上升,A错误;年龄结构为增长型的种群,种群数量不一定会增加,因为种群数量变化会受到多种因素的影响,B错误;利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,是从直接改变种群正常的性别比例入手减少害虫的数量,C错误;迁入率和迁出率是影响种群数量的重要因素之一,我国一线城市人口数量的剧烈波动往往与迁入率、迁出率有关,D正确。
答案:D 
2.下列关于某地区人口数量动态的描述,错误的是 (  )
A.决定人口数量变化的因素是出生率、死亡率和迁入率、迁出率
B.年龄结构是预测该地未来人口动态的主要依据
C.人口数量问题既有其自然生理基础,又有其社会制约因素
D.随着我国生育政策的调整,该地人口数量会有大幅增加
解析:出生率、死亡率和迁入率、迁出率,是决定人口数量变化的重要因素,A正确;年龄结构可以预测种群数量未来的变化趋势,因此年龄结构是预测该地未来人口动态的主要依据,B正确;人口数量问题既有其自然生理基础,又有其社会制约因素,C正确;虽然我国生育政策做了适时调整,但人口数量受多种因素影响,因此该地人口不一定大幅增加,D错误。
答案:D 
[在探究中学明]
1.样方法
(1)调查对象
①样方法一般适用于什么种群?动物是否都不能用样方法?
提示:样方法一般适用于调查植物以及活动能力弱、活动范围小的动物,如蚜虫、跳蝻等种群的密度。
②样方法更适宜用于调查单子叶植物种群密度还是双子叶植物种群密度,为什么?
提示:样方法更适宜用于调查双子叶植物种群密度,因为单子叶草本植物常常是丛生的或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株;而双子叶草本植物则易于辨别个体数目。
(2)调查操作流程
(3)计数
如图是样方内的个体数,实心圆表示要计数的个体数,据此确定样方计数的原则是什么?
提示:样方内的个体无论大小都要计数,若有正好在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的计数原则。
2.标记重捕法
(1)标记重捕法主要适用于活动能力强、活动范围大的动物,为什么活动能力差的动物不宜用标记重捕法?
提示:活动能力差的动物被标记后不能与其他未标记动物充分混合,会导致重捕时误差较大。
(2)用标记重捕法调查种群密度时,若第一次捕获并标记的个体数为M,第二次捕获的个体数为n,其中有标记的个体数为m,那么如何计算该种群的数量(N) 得到的数值是个体数量还是种群密度?
[在深化中提能]
1.“两看法”选择合适的种群密度调查方法
2.样方法与标记重捕法的比较
方法 样方法 标记重捕法
注意事项 ①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少 ①调查期间没有迁入和迁出、出生和死亡
②标记物对所调查动物的生命活动无影响
[例1] 种群密度是种群的主要特征,不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述错误的是 (  )
A.植物一般采用样方法进行调查,动物一般采用标记重捕法进行调查
B.调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用等距取样法进行取样
C.动物在被捕捉过一次以后更难捕捉,则通过标记重捕法获得的数据要比实际数据大
D.降低样方的面积便于统计个体数量,所以能降低调查的误差
[解析] 对于植物来说,其种群密度的调查一般采用样方法,而对活动能力强、活动范围广的动物,则一般采用标记重捕法进行调查,A正确;调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度需要采用等距取样法进行取样,B正确;动物在被捕捉过一次以后更难捕捉,则重捕过程中被标记的个体数目偏少,根据相应的计算公式可知,获得的数据要比实际数据大,C正确;降低样方的面积便于统计个体数量,但会使调查的误差增大,D错误。
[答案] D
[例2] (2022·全国乙卷)某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题。
(1)为保证调查的可靠性和准确性,选取样方是应注意的主要事项有______________________________(答出3点即可)。
(2)已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则该区域的种群数量为______。
(3)与标志(记)重捕法相比,上述调查方法的优势有____________________ (答出2点即可)。
[解析] (1)为避免人为因素的干扰,保证调查的可靠性和准确性,选取样方时关键要做到随机取样,要依据调查范围大小和调查对象的不同来确定样方大小和数量,样方大小及样方数量要适宜。(2)假设区域内种群数量为N,样方内平均个体数为n,已知所调查区域总面积为S,样方面积为m,调查区域内种群密度相等,N/S=n/m,则N=(S×n)/m。(3)研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,与标志(记)重捕法相比,该调查方法周期短,对野生动物生活干扰少,操作更简便,并允许在繁殖季节收集更多的数据。
[答案] (1)随机取样、样方大小适宜、样方数量适宜 (2)(S×n)/m (3)对野生动物的不良影响小、调查周期短、操作简便
利用标记重捕法估算种群密度的误差分析
设种群总数量为A只,第一次捕获B只并标记,第二次捕获了a只,其中有b只被标记,根据公式B/A=b/a,得A=aB/b。由上式分析可知:
①若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体的被捕机会降低、标记物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等)造成b偏小,则A偏大。
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、在被标记个体密集处捕获等)造成b偏大,则A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,也会使估算出现较大误差。
[在应用中落实]
1.某陆生植物种群的个体数量较少,若用样方法调查其密度,下列做法合理的是 (  )
A.将样方内的个体进行标记后再统计
B.进行随机取样,适当扩大样方的面积
C.采用等距取样法,适当减少样方数量
D.采用五点取样法,适当缩小样方面积
解析:根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”,在用样方法调查时,选取的样方过小,可能导致收集到的数据较少,偶然性较大,因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量,C、D不合理,B合理。用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记,A不合理。
答案:B 
2.(2021·山东高考)调查一公顷范围内某种鼠的种群密度时,第一次捕获并标记 39 只鼠,第二次捕获 34 只鼠,其中有标记的鼠 15 只。标记物不影响鼠的生存和活动并可用于探测鼠的状态,若探测到第一次标记的鼠在重捕前有 5 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,则该区域该种鼠的实际种群密度最接近于(结果取整数) (  )
A.66 只/公顷       B.77 只/公顷
C.83 只/公顷 D.88 只/公顷
解析:分析题意可知:调查一公顷范围内某种鼠的种群密度时,第一次捕获并标记 39 只鼠中有 5 只由于竞争、天敌等自然因素死亡,故可将第一次标记的鼠的数量视为39-5=34(只),第二次捕获 34 只鼠,其中有标记的鼠 15 只,设该区域该种鼠的种群数量为X只,则根据标记重捕法计算公式可知,(39-5)/X=15/34,解得X≈77.07,面积为一公顷,故该区域该种鼠的实际种群密度最接近于77 只/公顷。
答案:B 
3.农业科技人员在对草原鼠害进行调查时,随机选定某区域,第一次放置了100个鼠笼,捕获了60只鼠,标记后放回原地,一段时间后在相同位置放置了100个鼠笼,捕获了72只鼠,其中带标记的鼠有18只。下列有关叙述错误的是 (  )
A.调查草原鼠害时不宜采用样方法
B.该区域中鼠的种群数量约为240只
C.若在两次捕鼠期间发生草原大火,则统计结果很可能不准确
D.若鼠被捕一次后更难被捕捉,则该区域鼠的实际种群数量大于调查结果
解析:草原鼠活动能力强,活动范围广,不宜用样方法调查其种群密度,A正确;根据标记重捕法的计算公式可知N∶60=72∶18,解得N=240,B正确;若在两次捕鼠期间发生草原大火,可能导致鼠非正常死亡或者迁出,造成统计结果不准确,C正确;若鼠被捕一次后更难被捕捉,会导致重捕个体中被标记的个体数偏小,根据计算公式可知,调查结果会大于实际值,D错误。
答案:D 
[课堂巩固落实]
1.种群数量最基本的特征是 (  )
A.种群密度      B.年龄结构
C.性别比例 D.出生率和死亡率
解析:种群数量特征包括种群密度、出生率与死亡率、迁入率与迁出率、年龄结构和性别比例等,其中最基本的数量特征为种群密度。
答案:A 
2.当一个种群的年龄结构类型是衰退型时,该种群密度通常会 (  )
A.越来越大 B.保持稳定
C.越来越小 D.或大或小
解析:当一个种群的年龄结构类型是衰退型时,该种群中老年个体占比多,幼年个体占比少,种群数量会减少,故其种群密度通常也会越来越小。故选C。
答案:C 
3.据统计某城市人口自然增长率为-0.19%,然而人口数量仍增加了127万,导致这种结果的主要原因是 (  )
A.严格的人口政策 B.性别比例失调
C.出生率大于死亡率 D.迁入率大于迁出率
解析:影响城市人口数量的因素除出生率和死亡率外,还有迁入率和迁出率。
答案:D 
4.某中学生物科技小组对某一地段中的蒲公英进行调查,得到下列一组数据,下列说法正确的是 (  )
A.此种群密度为6.5 株/m2
B.用此方法求出的种群密度与实际密度应完全相同
C.再重新选一次样方,所得的结果与这次应相同
D.此方法为标记重捕法
样方 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8
种群密度/(株·m-2) 3 7 15 2 4 9 8 4
解析:此种群的种群密度即为所有样方种群密度的平均值=(3+7+15+2+4+9+8+4)÷8=6.5(株/m2),A正确;此种调查蒲公英种群密度的方法为样方法,利用样方法得到的种群密度的平均值为该种群密度的估计值,与实际密度有一定偏差,不可能完全相同,B、D错误;若重新选一次样方,所得的结果与这次结果可能相同,也可能不同,C错误。
答案:A 
5.某农场面积约为140 hm2,农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件,黑线姬鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标记重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度,第一次捕获了100只,标记后全部放掉,第二次捕获了280只,发现其中有2只带有标记。下列叙述错误的是 (  )
A.鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C.若重捕时方法不当造成已捕获的标记个体死亡,会导致估算数值比实际数值偏小
D.若用样方法调查该农场某处草地上的蒲公英时,不统计正好在样方线上的个体则实验所得到数值与实际数值相比偏小
解析:黑线姬鼠的天敌——鹰的数量增加,可使黑线姬鼠的种群密度下降;设该农场黑线姬鼠的总数量约为x,则x/100=280/2,x=14 000(只),故该农场黑线姬鼠的种群密度约为14 000/140=100 (只/hm2)。
答案:C (共41张PPT)
第3节 影响种群数量变化的因素
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.阐述影响种群数量变化的因素,明确这些因素是如何影响种群特征的。
2.说明研究种群数量变化在保护濒危物种、防治有害生物等方面的应用。 1.种群数量的变化受阳光、温度、水等非生物因素的影响,而且这种影响往往是综合性的。
2.种群数量的变化还受到捕食、竞争等生物因素的影响。
3.密度制约因素包括食物和天敌等生物因素,气候、干旱、地震、火灾等自然灾害是非密度制约因素。
4.研究种群特征和数量变化有助于保护濒危物种和有害生物防治。
[理清主干知识]
一、非生物因素对种群数量变化的影响
1.非生物因素的种类:主要包括 等。
2.影响实例
(1)阳光:森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ,即主要取决于林下植物受到的 。
(2)温度:春季植物种子的萌发以及寒冷季节蚊类等昆虫的死亡。
(3)水分:干旱会加大植物和动物的死亡率,但会导致 种群爆发式增长。
阳光、温度、水
郁闭度
光照强度
东亚飞蝗
3.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
如春夏时节动植物种群普遍迅速增长,除气温升高外,___________________也是重要原因。
二、生物因素对种群数量变化的影响
1.种内关系:随种群数量增长 加剧,会影响种群数量进一步增长。
2.种间关系
(1) 都会影响种群数量变化。
(2)作为宿主的动物被寄生虫寄生,细菌或病毒引起的 ,也会影响种群数量变化。
日照延长、降水增多
种内竞争
竞争和捕食
传染病
3.密度制约因素和非密度制约因素
(1)密度制约因素:一般来说, 和 对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。这些因素称为密度制约因素。
(2)非密度制约因素: 等气候因素以及 等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,称为非密度制约因素。
三、种群研究的应用
1.在 的合理利用和保护、 等方面都有重要意义。
2.指导农牧业和渔业生产,如捕捞量在 左右的中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量。
食物
天敌等生物因素
气温和干旱
地震、火灾
野生生物资源
有害生物的防治
K/2
[诊断自学效果]
1.判断下列叙述的正误
(1)林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降 ( )
(2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量 ( )
(3)种群数量变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响 ( )
(4)食物、天敌和气候等都是密度制约因素 ( )
(5)鱼塘养鱼要在鱼群数量达到K值时进行捕捞才能获得持续效益 ( )
×
×

×
×
2.连线密度制约因素和非密度制约因素及实例
[在探究中学明]
资料1:1934年,生态学家高斯选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验。取相等数目的双小核草履虫和大草履虫,用一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养。结果发现,开始时两个种群的数量都有增长,随后双小核草履虫个体数继续增加,而大草履虫个体数下降,16天后只有双小核草履虫存活。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。
由资料分析可知:
(1)若单独培养草履虫时,可推测两种草履虫都能正常生长,呈 增长。
(2)若混合培养时,最后(第16天后)只有双小核草履虫存活,请分析:影响大草履虫种群数量变化的主要原因是什么?
提示:随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
(3)结论:两种生物之间的关系属于 。
“S”形
种间竞争
资料2:生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里,对猞猁和雪兔的种群数量作了研究,结果如图所示。
由资料分析可知:
(1)怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化具有同步周期性?
提示:猞猁是捕食者,雪兔是被捕食者,猞猁会随着雪兔数量的变化而发生变化。
(2)猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果?
提示:方框①~⑧中每次波动都是雪兔先增加到达波峰,猞猁后增加到达波峰,据此判断雪兔的数量变动是因,猞猁的数量变动是果。
(3)除猞猁外,还有哪些因素会影响雪兔种群数量变化?
提示:植物的种类和数量(雪兔食物)、其他捕食者、气候、传染病等。
[在深化中提能]
1.比较密度制约因素和非密度制约因素
密度制约因子 非密度制约因子
一般情况下只涉及种群的一些个体(如捕食、寄生) 对种群中各个个体的影响基本是一致的
其影响与种群密度有关 其影响与种群密度无关
种群个体与密度制约因素表现出相互适应的关系 种群个体对非密度制约因素只有单方面的适应
相当于生物因素,如捕食、寄生、竞争、种内竞争等 相当于非生物因素,如火灾、地震、干旱、火山爆发等
2.例析影响种群数量变化的循环因果关系
[例1] (2021·浙江6月选考)某森林中,高密度的某昆虫幼虫取食落叶松,影响松树的生长,最大松针长度减小,来年幼虫的食物质量变差,导致该昆虫密度下降,使松树得到恢复。反过来随着食物质量的提高,幼虫数量又有所增加。幼虫的密度(虚线)与落叶松的最大松针长度(实线)变化关系如图所示。下列叙述错误的是 (  )
A.该昆虫幼虫的种群数量呈周期性波动
B.食物是该昆虫幼虫种群数量的外源性调节因素
C.该昆虫幼虫与落叶松处于同一捕食食物链中的不同环节
D.该昆虫幼虫环境容纳量的主要影响因素是落叶松的种群数量
[解析] 从图中分析可知,该昆虫幼虫密度(数量)呈周期性波动,A正确;昆虫幼虫取食落叶松,影响松树的生长,最大松针长度减小,来年幼虫的食物质量变差,导致该昆虫密度下降,可见食物是该昆虫幼虫种群数量的外源性调节因素,B正确;某昆虫幼虫取食落叶松的松针,在这条食物链中,落叶松处于第一营养级,昆虫幼虫处于第二营养级,昆虫幼虫与落叶松处于同一捕食食物链中的不同环节,C正确;该昆虫幼虫环境容纳量的主要影响因素是落叶松的松针长度,D错误。
[答案] D
[例2] 下列关于种群数量变化的叙述,错误的是 (  )
A.病原生物对种群数量变化的作用力与种群密度有关
B.气候对种群数量变化的作用力与种群密度无关
C.种群的“S”形增长与种群密度无关
D.捕食者与被捕食者种群数量的调节是一个负反馈过程
[解析] 种群密度越大,个体间的接触就频繁,传染病也容易蔓延,病原生物对种群数量变化的作用力就越大,A正确;气候对种群数量变化的作用力与种群密度无关,如寒潮来临,种群中总有一定比例的个体死亡,B正确;种群的“S”形增长与种群密度有关,K/2前增长速率随种群密度增加而增大,超过K/2后,增长速率随种群密度增加而减小,到达K值后,种群增长速率变为0,C错误;捕食者与被捕食者种群数量的调节是一个负反馈过程,即被捕食者增加,捕食者增加,随着捕食者的增加,被捕食者又会逐渐减少,D正确。
[答案] C
[在应用中落实]
1.(2021·广东高考)孔雀鱼雄鱼的鱼身具有艳丽的斑点,斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食。关于种群中雄鱼的平均斑点数量,下列推测错误的是 (  )
A.缺少天敌,斑点数量可能会增多
B.引入天敌,斑点数量可能会减少
C.天敌存在与否决定斑点数量相关基因的变异方向
D.自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊
解析:缺少天敌的环境中,孔雀鱼的斑点数量逐渐增多,原因是孔雀鱼群体中斑点数量多的雄性个体体色艳丽易吸引雌性个体,从而获得更多的交配机会,导致群体中该类型个体的数量增多,A正确;引入天敌的环境中,斑点数量多的雄鱼容易受到天敌的捕食,数量减少,反而斑点数量少的雄鱼获得更多交配机会,导致群体中斑点数量可能会减少,B正确;生物的变异是不定向的,故天敌存在与否不能决定斑点数量相关基因的变异方向,C错误;由题干信息可知,“斑点数量多的雄鱼有更多机会繁殖后代,但也容易受到天敌的捕食”,则斑点少的雄鱼繁殖后代的机会少,但不易被天敌捕食,可知自然环境中,斑点数量增减对雄鱼既有利也有弊,D正确。
答案:C 
2.研究人员用样方法调查了某地北点地梅(一年生草本植物)5年间的种群数量变化,结果如图所示。下列叙述正确的是 (  )
A.1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低
B.1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段
C.统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值
D.由于环境条件限制,5年间该种群呈“S”形增长
解析:结合曲线图可知,1972年每样方北点地梅的种子萌发数和幼苗数均比1975年的多,说明北点地梅的种群密度在1972年较大,即生存斗争程度较高;由图示曲线可知,1971年种子萌发至幼苗阶段种群数量的下降幅度明显大于幼苗至成熟植株阶段,即前一阶段的死亡率高于后一阶段的死亡率;利用样方法调查种群密度时,采集数据后应取其平均值,不能去除最大值和最小值;由图中曲线趋势可知,5年间该种群数量越来越少,并非呈“S”形增长。
答案:B 
[在探究中学明]
下图表示种群数量增长的“S”形曲线模型,请据图回答有关问题。
(1)渔业捕捞中,一般种群数量超过K/2就开始捕捞,且捕捞后的数量要维持在K/2左右。让鱼的种群数量维持在K/2的原因是什么?
提示:K/2时种群的增长速率最大,种群的数量能迅速恢复,有利于鱼类资源的可持续利用。
(2)在病虫害防治中,是否应在害虫数量达到K/2才开始防治?
提示:灭害虫应尽早进行,将种群数量控制于加速期(b点)之前,严防种群增长进入加速期,以免虫害难以控制。
[在深化中提能]
种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用
(1)曲线分析:
(2)实践应用:
b点的应用 消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制于加速期(b点之前),严防种群增长进入加速期
c点(K/2值)的应用 对有害生物:严防种群数量达到该点,如灭鼠达到K/2时,鼠害将难以控制
对有益资源:黄金利用点,当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力,符合可持续发展原则
e点(K值)的应用 对有害生物:限制生存条件,降低环境容纳量,如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量
对有益生物:改善生存条件,尽量提升K值,如建立自然保护区,保护大熊猫
[例1] 假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长,
该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持
续尽可能多地收获该种家畜,则应在种群数量合适时开始
捕获,下列四个种群数量中合适的是 (  )
A.甲点对应的种群数量 B.乙点对应的种群数量
C.丙点对应的种群数量 D.丁点对应的种群数量
[解析] 种群数量约为环境容纳量的1/2时,种群增长速率最大,种群有最大持续产量。与甲、乙、丙点相比,在丁点时捕获,捕获后使种群处于最大增长速率附近,能达到持续尽可能多地收获该种家畜的目的。
[答案] D
[例2] 下图甲表示某一经济鱼类的种群特征,图乙是某时期该鱼类种群的年龄结构曲线。下列分析正确的是 (  )
A.图乙为c点后该经济鱼类年龄结构曲线
B.在b点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
C.估算一个种群的出生率和死亡率,即可确定该种群密度的大小
D.d点时种群数量达到最大值
[解析] 由图甲可以看出,b点时,出生率大于死亡率,且出生率与死亡率的差值最大,此时种群的增加量最大;d点时,出生率与死亡率相等,种群数量达到最大。图乙代表衰退型年龄结构,而c点时,出生率大于死亡率,此时种群仍表现为数量增加。捕捞量维持在b点有利于该种群的持续增长,在d点时捕捞鱼类得到的日捕获量最大。出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素,此外性别比例、迁入率和迁出率等也影响着种群密度和种群数量,因此,仅估算种群的出生率和死亡率,并不能确定种群密度的大小。
[答案] D
[在应用中落实]
1.研究种群数量的变化规律及影响因素,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重要意义。下列有关叙述正确的是 (  )
A.自然生态系统中的种群数量,多数是“S”形增长,极少数是“J”形增长,没有第三种
B.通过治理环境,降低有害动物的环境容纳量,是防治有害动物的最持久有效且不产生污染的措施
C.保护濒危动物时,可以通过捕杀捕食者来增加被保护动物的K值
D.自然生态系统中的种群数量呈“S”形增长,主要限制因素是天敌
解析:自然生态系统中,若环境条件变得非常恶劣,会导致部分种群数量锐减甚至濒临灭绝,A错误;保护濒危动物的主要方式是建立自然保护区,减少人为的干扰和控制,且捕杀捕食者也会破坏生态平衡,C错误;自然生态系统中,有的生物没有天敌,但其种群数量仍呈“S”形增长,主要受食物和空间的限制,D错误。
答案:B 
2.如图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率(平均值)随
时间(单位:年)的变化关系。经调查在第5年时该种群的
种群数量为200只。下列有关叙述错误的是 (  )
A.理论上该种群在此环境中的环境容纳量为400只
B.导致第5~9年这段时间内种群增长速率下降、种群数量减少的原因主要是天敌、生活空间和资源等
C.若该种群为家鼠,可通过硬化地面、收好相关食物等措施来降低其K值
D.如果该种群为鲫鱼,则每次捕捞后将其数量控制在200条左右可持续获得较大鱼产量
解析:第5年该种群的增长速率达到最大,即种群数量达到K/2,则K=400,A正确;第5~9年种群增长速率大于0,种群数量增加,B错误;增大环境阻力,如硬化地面、减少可被家鼠获得的食物等可以降低家鼠的K值,C正确;渔业中,捕捞后剩余量约为K/2,有利于持续获得较大的鱼产量,D正确。
答案:B 
[课堂巩固落实]
1.下列关于影响种群数量变化的因素的叙述,错误的是 (  )
A.气温、干旱等环境因素是影响种群数量的密度制约因素
B.一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的
C.阳光、温度、水等是影响种群数量的非生物因素
D.食物是影响种群数量变化的生物因素
解析:气温、干旱等环境因素的影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素,A错误;一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,B、D正确;阳光、温度、水等是影响种群数量的非生物因素,C正确。
答案:A 
2.下图为自然环境中典型的生物种群数量变化曲线,有关叙述正确的是 (  )
A.ab段的曲线发生变化的原因是食物充足
B.cd段的曲线发生波动的原因是出生率的变化
C.防治虫害的合理手段是控制害虫数量,使之不超过a点
D.在草场中,应该使牲畜数量保持在c点,以最大限度地利用草场资源
解析:种群数量快速增长的原因是食物充足,空间和气候条件等适宜;cd段的曲线发生波动的原因是出生率和死亡率共同变化的结果;防治虫害的合理手段是控制害虫数量,使之不超过a点,因为超过a点后就会快速增长;在草场中,牲畜数量保持在c点,超过了环境容纳量,会破坏草场资源。
答案:C 
3.20世纪初,人们将驼鹿引入加拿大密歇根湖的一个孤岛。该种群从1915年到1960年的数量变化情况如表所示:
以下分析错误的是 (  )
A.岛上驼鹿的种群数量变化主要由出生率和死亡率决定
B.驼鹿种群在1917~1921年间增长率最大
C.1930~1934年驼鹿的种群数量急剧下降,最可能的原因是天敌数量增加
D.岛上驼鹿种群的K值是可以变化的
年份 1915 1917 1921 1925 1928 1930 1934 1943 1947 1950 1960
数量/只 200 300 1 000 2 000 2 500 3 000 400 170 600 500 600
解析:人们将驼鹿引入加拿大密歇根湖的一个孤岛,驼鹿无法自由迁入和迁出,种群数量主要由出生率和死亡率决定;分析表格数据计算可知,驼鹿种群在1917~1921年间增长率最大;1930~1943年间,驼鹿种群数量急剧下降的原因最可能是气候、人为因素的影响使环境容纳量改变引起的;K值指的是环境不被破坏的情况下所能容纳的最大种群数量,环境条件改变,K值也会变。
答案:C 
4. (2022·山东高考)一个繁殖周期后的种群数量可表示为
该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的饲料,
其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水
生动物的亲体数量与补充量的关系,曲线Ⅱ表示亲体
数量与补充量相等。下列说法正确的是 (  )
A.亲体数量约为1 000个时,可获得最大持续捕捞量
B.亲体数量约为500个时,单位时间内增加的数量最多
C.亲体数量大于1 000个时,补充量与亲体数量相等,种群达到稳定状态
D.饲料是影响该种群数量变化的非密度制约因素
解析:亲体数量约为1 000个时,该种群的补充量等于亲体数量,即出生率等于死亡率,是K值,根据种群的增长速率变化可知,捕捞后种群数量处于K/2时获得最大持续捕捞量,A错误;种群数量处于K/2时单位时间内增加的数量最多,即亲体数量约为500个时,单位时间内增加的数量最多,B正确;由图可知,亲体数量等于1 000个时,补充量与亲体数量已经相等,种群达到稳定状态,C错误;一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素,饲料是影响该种群数量变化的密度制约因素,D错误。
答案:B 
5.蝗虫对农业生产危害极大,治蝗问题备受关注。某地区曾做过一项实验,将大量的鸭子引入农田捕食水稻蝗虫,结果仅需2 000只鸭就能把4 000亩地里的蝗虫进行有效控制。为研究蝗虫种群数量变化规律,该实验还建立了如图所示的两个模型甲、乙,下列有关说法正确的是 (  )
A.若利用昆虫信息素诱捕蝗虫防治蝗灾,属于化学防治方法
B.图甲模型属于物理模型,曲线变化反映了鸭和蝗虫间存在的负反馈调节机制
C.图乙ab时间段,若蝗虫每天增加3%,并呈“J”形增长,最初有N0只,则t天后种群数量为N0×0.03t只
D.调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度时,可以采用样方法
解析:利用昆虫信息素诱捕蝗虫防治蝗灾,属于生物防治方法,A错误;题图甲模型属于数学模型,B错误;题图乙ab时间段,若蝗虫每天增加3%,并呈“J”形增长,最初有N0只,则t天后种群数量为N0×1.03t只,C错误;蝗虫幼虫跳蝻活动力弱,调查其种群密度时,可以采用样方法,D正确。
答案:D (共44张PPT)
第2节 种群数量的变化
学有目标——新课程标准必明 记在平时——核心语句必背
1.尝试构建种群数量增长的数学模型。
2.分析“J”形曲线和“S”形曲线的成因和变化过程。
3.掌握探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验。 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。
3.一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。
4.“J”形曲线的增长率是不变的,“S”形曲线的增长速率先增大后减小。
[理清主干知识]
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 。
2.建构步骤
3.表达形式
(1)数学方程式:科学、准确,但不够 。
(2)曲线图:直观,但不够 。
数学形式
直观
精确
三、种群的“S”形增长
1.形成原因
自然界的 总是有限的,当种群密度增大时, 就会加剧,就会使种群的 降低, 增大。当死亡率升高至与出生率 时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。可见, 对种群数量起调节作用。
资源和空间
种内竞争
出生率
死亡率
相等
种内竞争
2.环境容纳量
一定的环境条件所能维持的 ,又称 。
3.环境阻力:限制种群增长的各种因素,包括食物、空间、竞争等。
4.应用:建立自然保护区,从而提高 ,例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。
种群最大数量
K值
环境容纳量
四、种群数量的波动
1.大多数生物的种群数量总是在 中。处于波动中的种群,在某些特定条件下可能出现 。
2.当种群长期处于不利条件下,种群数量会出现持续性的或急剧的 。
3.当一个种群数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等而 。
波动
种群爆发
下降
衰退、消亡
[诊断自学效果]
1.判断下列叙述的正误
(1)在理想条件下,影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量 ( )
(2)不同种生物种群的K值各不相同,但同种生物种群的K值固定不变 ( )
(3)种群数量变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响 ( )
(4)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”形增长 ( )
(5)对于“S”形曲线,同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响( )
×
×



2.建构模型表示种群数量不会无限增大
[在探究中学明]
1.种群数量的“J”形增长规律
资料:在20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937~1942年期间,这个种群数量的增长如图所示。
由资料分析可知:
(1)如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线,则曲线大致呈 。
(2)若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。t年后种群数量为 。
(3)请分析在λ>1、λ=1、λ<1和λ=0时种群数量分别会发生怎样的变化?
提示:①当λ>1时,种群呈“J”形增长;②当λ=1时,种群数量保持稳定;③当λ<1时,种群数量下降;④当λ=0时,种群无繁殖,下一代将灭亡。
“J”形
Nt=N0λt
2.种群数量的“S”形增长规律
资料:生态学家高斯曾经做过一个实验,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。从图中可以看出,大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快,第五天以后基本维持在375个左右。
3.下图表示的是种群数量增长曲线,据图分析
(1)图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力?
提示:b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。
(2)图中阴影部分表示的含义是什么?
提示:在生存斗争中被淘汰的个体数量。
[在深化中提能]
1.种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线的比较
2.K值的变化
(1)K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
(2)在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
(3)K值并不是种群数量的最大值:K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值;种群数量所达到的最大值会超过K值,但存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
[例1] 科学工作者为了监测和预报某草原鼠害的发生情况,采用标记重捕法对田鼠种群数量进行调查。发现在最初调查的一个月内,种群数量每天增加1.5%,下列分析正确的是 (  )
A.最初调查的一个月内,田鼠种群数量呈“J”形增长
B.田鼠种群增长的模型可构建为Nt=N0λt,其中λ为1.5
C.若已被捕捉、标记过的田鼠不易被再次捕捉到,则估算数值会偏小
D.数月之后,当田鼠种群的出生率等于死亡率时,是防治鼠害的最佳时期
[解析] 最初调查的一个月内,田鼠种群数量呈“J”形增长,A正确;最初一个月内,田鼠种群增长模型可构建为Nt=N0λt,其中λ为增长倍数,因种群数量每天增加1.5%,所以第二天是前一天的(1+1.5%)倍,所以λ为1.015,B错误;若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到,则估算数值会偏大,C错误;数月之后,当田鼠种群的出生率等于死亡率时,种群数量达到最大值,不是防治鼠害的最佳时期,有害动物的防治越早越好,D错误。
[答案] A
[例2] 下图中关于“S”形曲线的叙述,错误的是 (  )
A.t0~t1之间种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,出生率大于死亡率,种群数量增长较快
B.t1~t2之间,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内竞争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降
C.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
D.在t1时控制有害生物最有效
[解析] t0~t1之间种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,出生率大于死亡率,且二者的差值逐渐加大,种群增长速率不断增加,因此种群数量增长较快,A正确;t1~t2之间,由于资源和空间有限,随着种群密度增大,种内竞争不断加剧,天敌数量也在增加,虽然出生率大于死亡率,但二者的差值逐渐减小,所以种群增长速率下降,B正确;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,C正确;在t1时种群数量为K/2,种群增长速率最大,因此若在t1时进行有害生物防治,不能将有害生物控制在较低水平,D错误。
[答案] D
不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值,A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
[在应用中落实]
1.(2021·广东高考)如图所示为某“S”形增长种群的出生率和死
亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时,
其对应的种群数量是 (  )
A.a  B.B C.c D.d
解析:分析题图可知,在b点之前,出生率大于死亡率,种群数量增加;在b点时,出生率等于死亡率,种群数量不再增加,表示该种群数量已达到环境容纳量(K值);b点后出生率小于死亡率,表示种群数量超过环境容纳量后开始下降。
答案:B 
2.如图所示为种群在理想环境中呈“J”形增长,在有环境阻力条件下,呈“S”形增长。下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述,正确的是 (  )
A.种群数量达到e点后不再发生变化
B.种群增长过程中出现环境阻力是在c点之后
C.图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量
D.呈“S”形曲线增长的蝗虫种群,其数量也可能超过K值
解析:影响种群数量的因素很多,种群数量达到K值后会出现波动;环境阻力在c点之前就已出现;阴影部分表示被淘汰的个体数量;种群数量可能在短时间内超过K值,但会迅速下降。
答案:D 
[在探究中学明]
1.实验原理
(1)酵母菌可用液体培养基(培养液)来培养,培养基中酵母菌种群数量的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)可采用抽样检测的方法对酵母菌进行显微计数。
(3)以培养液中的酵母菌种群数量和时间为坐标轴作曲线,从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。
(4)在理想的环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线;在有限的环境中,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。
2.实验步骤
完善相应实验操作程序,并回答有关问题。
(1)本实验需要设置对照吗?需要做重复实验吗?
提示:酵母菌在不同时间内的数量可以形成前后自身对照,不需另设对照实验,但需要做重复实验,求平均值,以保证实验结果的准确性。
(2)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:这是为了使培养液中的酵母菌均匀分布,以保证估算的准确性。
(3)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取怎样的措施?
提示:稀释一定倍数(如10倍)后重新计数。
(4)对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数?
提示:对于压在小方格界线上的酵母菌,计数时应只计数相邻两边及其顶点的酵母菌(一般是“计上不计下,计左不计右”,类似于“样方法”的计数)。
3.实验结果分析
如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验相关曲
线,据图回答下列问题。
(1)在相当一段时间内,酵母菌的增长符合哪种模型?
提示:符合“S”形曲线增长。
(2)de段曲线下降的原因可能有哪些?
提示:营养物质被消耗而逐渐减少,有害产物逐渐积累,培养液的pH等理化性质发生改变等。
(3)试着在下面坐标系中画出该实验中酵母菌的增长速率曲线。
提示:
[在深化中提能]
血细胞计数板及其使用方法
(1)血细胞计数板:
①血细胞计数板(如图A所示)由一块厚玻璃片特制而成,其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图B所示),每个大方格的面积为1 mm2,加盖玻片后的深度为0.1 mm,因此,每个大方格的容积为0.1 mm3。
②计数室通常有两种规格:一种是一个大方格分成16个中方格,而每个中方格又分成25个小方格;另一种是一个大方格分成25个中方格,而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板,每一个大方格中的小方格数都是相同的,即16×25=400(个)小方格。
(2)计数方法:
如果是25×16的计数板,一般选取计数室四个角及中央共五个中方格(共80个小方格)进行计数;如果是16×25的计数板,要取左上、右上、左下、右下4个中方格(即100个小格)进行计数。
(3)计算方法:
①25×16的血细胞计数板:酵母细胞数(个/mL)=(5个中方格内酵母细胞个数/80)×400×104×稀释倍数。
②16×25的血细胞计数板:酵母细胞数(个/mL)=(4个中方格内酵母细胞个数/100)×400×104×稀释倍数。
[例1] 下列关于“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 (  )
①培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧 ②将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中,在适宜条件下培养 ③将培养液振荡摇匀后,用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液 ④在血细胞计数板中央滴一滴培养液,盖上盖玻片,并用滤纸吸去边缘多余的培养液 ⑤待酵母菌沉降到计数室底部,将计数板放在载物台中央,在显微镜下观察、计数 ⑥计数时,压在小方格界线上的酵母菌应计相邻两边及其顶角 ⑦早期培养不需取样,培养后期每天取样一次
A.①②③④⑥       B.②③④⑥⑦
C.①②③⑥ D.②③⑤⑥
[解析] ①培养酵母菌时,不需去除培养液中的溶解氧;④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液,再盖上盖玻片,应该是盖上盖玻片之后再滴培养液;⑦早期培养也要取样观察,与培养后期的酵母菌数量形成前后对照。
[答案] D
[例2] 某同学完成“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,图1为利用血细胞计数板(1 mm×1 mm×0.1 mm)通过显微镜观察时,实验第6天对酵母菌培养液稀释100倍后的统计结果。图2为培养液中的酵母菌数量的变化情况。下列相关叙述错误的是 (  )
A.实验第6天(图1)培养液中酵母菌的数量约为5×108个/mL
B.该实验有对照实验
C.取样时为避免吸到培养液底部的死菌,滴管应轻轻吸取,避免溶液晃动
D.图2中de段发生的原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关
[解析] 实验第6天(题图1)培养液中,中格中酵母菌数为20,共包括16个小格,每个小格酵母菌数为1.25,且培养液稀释倍数为100,故酵母菌的数量约为1.25×400×104×100=5×108(个/mL),A正确;该实验构成自身前后对照,故该实验有对照实验,B正确;吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差,C错误;题图2中de段酵母菌数量减少,原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关,D正确。
[答案] C
[在应用中落实]
1.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列叙述正确的是 (  )
A.每块血细胞计数板的正中央有1个计数室
B.计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm
C.盖盖玻片之前,应用吸管直接向计数室滴加样液
D.计数时,不应统计压在小方格角上的细胞
解析:每块血细胞计数板的正中央含有2个计数室。每个计数室的边长是1 mm,深度是0.1 mm,故容积为1 mm×1 mm×0.1 mm。血细胞计数板使用时先盖盖玻片,后从一侧滴加培养液。计数时除统计小方格内部的细胞外,还需要统计在相邻两条边及其夹角上的细胞。
答案:B 
2.如图表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母菌数量的动态变化。关于酵母菌数量的叙述,正确的是 (  )
A.资源有限导致初始阶段增长缓慢
B.可用数学模型Nt=N0λt表示
C.应对活酵母菌用抽样检测法计数
D.70 h后K值将保持稳定
解析:初始阶段资源充足,后期资源受限,A错误;题图所示曲线为“S”形增长曲线,数学模型Nt=N0λt表示“J”形增长,B错误;应对活酵母菌用抽样检测法计数,C正确;70 h后封闭环境中氧气含量、资源都下降,环境阻力增大,酵母菌会逐渐死亡,K值会下降,D错误。
答案:C 
[课堂巩固落实]
1.下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是 (  )
解析:种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。在这样的条件下,种群数量会呈“J”形曲线增长,B图所示的增长曲线属于此种情况。
答案:B 
2.当某一种群生活在资源和空间有限的环境中时,用来描述该情况下种群数量变化的数学模型是 (  )
A.Nt=N0λt B.K/2值
C.“J”形曲线 D.“S”形曲线
解析:在资源和空间有限的环境中,种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,这种增长曲线称为“S”形曲线。
答案:D 
3.在营养和生存空间都没有限制的条件下,某种细菌每20 min 就通过分裂繁殖一代,那么24 h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是 (  )
A.224 B.272 C.424 D.472
解析:由题意知,这种细菌在24 h内共分裂24×3=72(次),产生的细菌数量是272。
答案:B 
4.(2022·全国甲卷) 在鱼池中投放了一批某种鱼苗,一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖,则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是(  )
A.甲、丙、乙
B.乙、甲、丙
C.丙、甲、乙
D.丙、乙、甲
解析:分析题图可知,随着时间变化,甲曲线先增加后减少,乙曲线呈S形,丙曲线下降,在池塘中投放一批鱼苗后,由于一段时间内鱼没有进行繁殖,而且一部分鱼苗由于不适应环境而死亡,故种群数量下降,如曲线丙;存活的个体重量增加,如曲线乙,种群总重量先增加后由于捕捞而减少,如曲线甲。综上可知,D正确。
答案:D 
5 .如图为种群数量增长曲线,有关叙述不正确的是 (  )
A.“J”形增长曲线反映了种群的增长速率逐渐增加
B.bc段种群增长速率逐渐下降,出生率大于死亡率
C.鱼类的捕捞只有在c点时进行,才有利于持续获得
较大的鱼产量
D.改善空间和资源条件有望使K值提高
解析:种群的增长速率是指单位时间内增加的个体数量,可用曲线的斜率表示,则“J”形曲线的增长速率逐渐增加,A正确;bc段种群增长速率逐渐下降,但种群数量仍在增加,出生率大于死亡率,B正确;为持续获得较大的鱼产量,应使捕捞后的剩余量不低于图中b点所对应的种群数量,以保持较高的增长速率,C错误;在环境不受破坏的情况下,一定空间所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值),改善空间和资源条件有望使K值提高,D正确。
答案:C