高二生物人教版必修3学案第4章第2节种群数量的变化

第2节种群数量的变化知识点一种群数量增长曲线[新知导学]1．建构种群增长模型的方法(1)建立数学模型的一般步骤与实例(连线)：答案：①—b②—d③—a④—c(2)数学模型的类型：数学方程式和曲线图。2．种群增长的“J”型曲线(1)模型假设：①条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。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：t年后种群数量表达式为Nt＝N0λt。3．种群增长的“S”型曲线(1)条件：自然界中的资源和空间总是有限的。(2)K值(环境容纳量)：①含义：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。②形成原因：③应用：建立自然保护区，从而提高环境容纳量，如提高大熊猫的种群数量。4．种群数量的波动和下降(1)影响因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(气候,食物,天敌,传染病)),人为因素：人类活动的影响))(2)数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。1．“J”型曲线和“S”型曲线之间的阴影部分表示种群数量的差异，它是什么原因造成的？提示：“J”型曲线是在无环境阻力的情况下形成的，“S”型曲线是在有环境阻力的情况下形成的，阴影部分可以表示由于自然选择被淘汰的部分。2．从种群增长曲线和环境容纳量两个方面考虑，治理鼠害最有效的措施是什么？提示：①从增长曲线角度考虑：灭鼠应在鼠害刚发生时就进行。②从环境容纳量的角度考虑：应该采用断绝食物、水源、地面硬化等措施降低种群的环境容纳量以防治鼠害。[重难探究]1．“J”型曲线和“S”型曲线的比较2.“S”型曲线的应用3.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为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。有关种群数量变化的两点提醒(1)K值是一定环境的最大容纳量，此时种群出生率与死亡率相等。(2)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；反之，K值会上升。[典题演练]1．假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长，该种群的增长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(D)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：该种家畜种群呈“S”型增长，图示为种群增长率曲线，当种群增长率最大时，对应种群数量为K/2。为持续尽可能多地收获该种家畜，应在丁点对应的种群数量进行收获，并使种群数量维持在K/2，有利于种群数量的恢复，甲、乙、丙三点种群数量均小于K/2，若在这几点收获会造成种群数量越来越小，所以D项正确。2．如图表示种群数量增长的曲线，下列有关该曲线及其应用的叙述正确的是(C)A．为保护鱼类资源，捕捞后应控制剩余量在b点前B．若图表示蝗虫种群的增长曲线，则虫害防治应在c点之后C．若图表示大草履虫种群的增长曲线，则e点之后的增长速率为0D．达到K值时，该种群的年龄组成为衰退型解析：为保护鱼类资源，渔业捕捞后需控制剩余量在c点，即K/2时，此时种群增长速率最大，A错误；蝗灾防治应在种群数量及增长速率较低时进行，所以应在b点之前进行，B错误；e点为K值，当种群数量到达e点后，种群数量趋于稳定，因此增长速率为0，C正确；达到K值时，种群的年龄组成为稳定型，D错误。知识点二探究培养液中酵母菌种群数量的变化[重难探究]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)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。2．实验流程3．实验中的注意事项(1)在从试管中吸取培养液前，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。(2)每天取样的时间要尽量保持相同，并做到随机取样。(3)若取出的液体中酵母菌密度过大，可以增加稀释倍数。(4)计数时先将盖玻片放在计数室上，将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。(5)用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌(类似于“样方法”)。探究酵母菌种群数量变化实验中的两个注意点(1)本实验中是有对照组的，除了设置养料或温度等条件不同形成对照外，接种的酵母菌要相同。(2)计数时要注意盖玻片和培养液的放置先后顺序，盖玻片在前培养液在后，而不是培养液在前。[典题演练]3．为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作，其中错误的是(C)A．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B．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C．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培养液D．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，计数解析：酵母菌在培养时一般用葡萄糖作为培养液，在计数取液时一定要摇匀后才能吸取；应该让培养液自行渗入到计数室，而不是滴在计数板的中央。4．有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验，下列叙述正确的是(D)A．改变培养液的pH不影响K值(环境容纳量)大小B．用逐个计数的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．营养条件并非是影响酵母菌种群数量变化的唯一因素解析：pH变化影响微生物的生长，进而影响K值，故A错误；酵母菌逐个计数很困难，常用抽样检测的方法进行调查，故B错误。对酵母菌计数时不用普通载玻片，而是用血细胞计数板，故C错误。除了营养条件外，气体环境、温度等也会影响种群数量变化，故D正确。课题调研：坐标曲线类题目——种群的数量增长曲线[典范例题]请根据如图所示种群增长的坐标曲线，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________符合马缨丹的疯狂蔓延趋势。(2)根据生态学原理，世界人口增长应该表现为图中曲线________，若出现________段则表明人口出现了负增长。(3)太湖蓝藻事件使太湖美的形象大打折扣。若曲线Ⅱ表示太湖中蓝藻增长曲线，当种群数量达到________点后，增长速率为0。(4)依据自然界中种群增长的特点，人们在狩猎或海洋捕捞作业时，应在________点后进行，原因是________。[模板构建·思路导引]eq\a\vs4\al(识标)横坐标表示种群在此地存在时间的长短，纵坐标表示种群数量的多少，两条曲线表示随着时间的推移，种群数量的变化。eq\a\vs4\al(明点)(1)e点时，种群数量是环境最大容纳量的一半，种群增长速率最大。(2)f点时，种群数量达到环境最大容纳量，种群数量基本不变，种群增长速率为0。(3)c点时，种群数量开始下降，即出现负增长。eq\a\vs4\al(析线)(1)曲线Ⅰ为“J”型增长曲线，符合马缨丹的“疯狂蔓延趋势”。(2)Oe段种群数量逐渐增多，增长速率不断增大。(3)ef段种群数量增多，增长速率变小。(4)fc段种群数量基本不变，增长速率为0。(5)cd段种群数量逐渐减少。[规范答案·警示失误](1)Ⅰ错答：Ⅱ错因：不能抓住关键词语，或不理解关键词语的含义，如“马缨丹大量繁殖”和“马缨丹的疯狂蔓延趋势”是本小题的题眼，这意味着马缨丹在理想条件下生长，出现“J”型增长曲线。(2)Ⅱcd(3)f错答：e错因：不能正确理解“增长速率”的意义，实质上，增长速率为0时，种群数量基本不变，即出生数量与死亡数量趋于平衡，表现为数量既不增加，也不减少，如图中fc段表示。而e点时，种群增长速率最大。(4)ee点时种群数量的增长速率最大错答：f错因：不知道“狩猎或海洋捕捞作业”的最佳时机。事实上，为合理保护和利用生物资源，应保证狩猎或捕捞后种群数量快速增长。一、选择题1．下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述，错误的是(D)A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”型B．达到K值时种群增长率为零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：在自然界中空间和资源都是有限的，种群数量存在最大值，即环境容纳量，故A项正确；当达到最大容纳量时，种群的出生率等于死亡率，增长率为零，故B项正确；种群数量的增多密度的增大，会导致种内斗争加剧，天敌数量增加，出生率下降，死亡率升高，增长率降低，故C项正确；种群的增长速率先增加后降低，在种群数量为eq\f(K,2)时最大，故D项错误。2．下图为某种群在不同环境下的增长曲线，据图判断下列说法不正确的是(D)A．A曲线呈“J”型，B曲线呈“S”型B．K表示环境允许的最大值C．阴影部分表现有环境阻力存在D．种群数量达到K值时种群增长最快，是树木砍伐的最佳时期解析：种群数量在K/2时增长速度最大，在K/2以上可以适量砍伐，存留量降到K/2时又可迅速繁殖。3．科研人员对某海洋食用生物进行研究，得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化，如下图所示，请据图判断下列说法中，不正确的是(A)A．D点时进行捕捞有利于该种群的持续生存B．D点表示种群密度最大C．B点表示种群的增加量最大D．从O点到D点，种内斗争越来越激烈解析：题图中D点时，出生率等于死亡率，此时种群增长率是0，种群数量达到最大值，种内斗争最激烈，这一点不适合捕捞。图中B点种群增长量最大，适合捕捞，此时捕捞，不影响种群数量的持续再生。4．某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是(B)试管号ⅠⅡⅢⅣ培养液体积(mL)105105起始酵母菌数(103个)105510A.4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长B．4个试管内的种群同时达到K值C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降解析：A项中，4个试管中最初环境适宜，所以都经历了“J”型增长；B项中，最初的条件不同，达到K值不会同时；C项中，培养液体积Ⅱ和Ⅲ不同，试管Ⅲ内种群的K值应大于试管Ⅱ；D项中，Ⅳ中起始酵母菌数大于Ⅱ，所以先于试管Ⅱ开始下降。5.图示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出(D)A．t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型B．t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失C．该种小型淡水鱼在新的环境中呈“J”型增长D．该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍解析：t3时种群的增长率已经由最大逐渐变小，但种群数量仍然是在增长，因此该种小型淡水鱼的年龄组成为增长型。t4时种群的增长率为0，该种小型淡水鱼在新环境中数量达到了最大值(K值)，此时种群的出生率等于死亡率，种群比较稳定。从该种群增长率随时间变化的曲线可知，该种小型淡水鱼在新的环境中呈“S”型增长。t2时种群的增长率为最大，种群的数量为K/2。二、非选择题6.在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃，气候宜人，若干年后，岛上人口增长如右图所示。请回答：(1)该岛在m年内，人口增长呈“J”型曲线。当人口数量接近n线时，环境阻力越来越大，n是该岛环境允许的最大(K)值。(2)当人口数量强行增长到O点时就会很快下降到P点，原因是人口剧增后，岛上生活资源发生短缺，各种人为因素使生态系统的稳定性遭到破坏，加上人们为争夺生活资源而发生种内斗争(如有人被迫离岛)等。(3)若干年后岛上人口数又从P点上升到Q点并稳定在n线上。以上说明该岛上生态环境的自我调节能力是有限的，人类发展必须遵循生态系统的自身发展规律，实现生态系统的良性循环。解析：在m年内，从图中可以看出，人口增长呈“J”型曲线。当到n线时，种群数量达到环境条件所允许的最大值，种群数量停止生长。如果人口数量强行增长，个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内斗争必然加剧，这样会使生态系统的稳定性遭到破坏，若干年后岛上人口数又从P点上升到Q点，并稳定在n线上，这说明此岛上的生态环境的自我调节能力是有限的。7．右图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中曲线后回答下列问题：(1)如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是a，用达尔