2024-2025高中生物第4章种群和群落2种群数量的变化学案新人教版必修3

PAGE14-第2节种群数量的变更必备学问·自主学习一、种群数量的变更1.建构种群增长模型：(1)构建方式：数学模型。(2)构建方法：2.种群增长的“J”型曲线：(1)模型假设：①条件：志向状态——食物和空间条件充裕，气候相宜，没有敌害等条件。②数量变更：种群的数量每年以肯定倍数增长，其次年是第一年的λ倍。(2)建立模型：①数学模型公式：t年后种群数量表达式：Nt=N0λt。②参数意义：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。③曲线图：假如以时间为横坐标、种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。(3)曲线特点：无限增长。3.种群增长的“S”型曲线：(2)形成缘由：(3)曲线如图所示，表现为“S”型增长，种群数量达到环境容纳量后停止增长。(4)环境容纳量：在环境条件不受破坏的状况下，肯定空间中所能维持的种群最大数量，又称K值。(5)应用：①爱护濒危生物：建立自然爱护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。②限制有害生物：应降低其环境容纳量。4.种群数量的波动和下降：(1)影响因素：①自然因素：气候、食物、天敌、传染病。②人为因素：人类活动的影响。(2)数量变更：大多数种群的数量总是在波动中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。(3)探讨意义：①利用及爱护野生生物资源。②限制人工养殖及种植业中的种群数量。③科学预料及防治有害生物。④挽救和复原濒危动物种群。5.判一判：结合种群数量的变更及影响因素，推断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变。 (×)提示：K值会随着环境条件的变更而发生变更。(2)种群数量的变更不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响。 (√)(3)探讨种群数量的变更有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的爱护和利用。 (√)(4)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”型增长。 (×)提示：种群数量增长受外界环境的影响，当环境不适合其生长时，外来入侵物种不会表现出“J”型增长。二、探究培育液中酵母菌种群数量的变更1.试验原理：(1)用液体培育基培育酵母菌，种群的增长受培育液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)在志向的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。2.试验步骤：关键实力·合作学习学问点一种群的数量变更

1.种群的“J”型曲线和“S”型曲线的比较：项目“S”型增长“J”型增长前提条件环境资源有限环境资源无限曲线种群增长速率曲线K值有K值，K/2时有最大增长速率无K值，增长速率保持不变曲线形成缘由种内斗争加剧，天敌数量增多无种内斗争，缺少天敌联系两种增长曲线的差异主要是因为环境阻力大小不同，对种群数量增长的影响不同2.“S”型曲线的分析解读：三图对比分析解读：(1)t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，诞生率远大于死亡率，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，此时诞生率等于死亡率，种群增长速率为0。3.“S”型曲线中K值和K/2值的应用：应用措施目的野生资源爱护爱护野生生物的生存环境，减小环境阻力增大K值有害生物防治增大环境阻力降低K值在种群数量达到K/2以前实行相应措施防止害虫数量快速增长资源开发与利用捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2保证持续获得高产量4.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均为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量均为K/2值。【学问拓展】λ、增长率与增长速率(1)“J”型增长中λ和增长率的关系：λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。增长率=(末数-初数)/初数×100%=(N0λt+1-N0λt)/N0λt×100%=(λ-1)×100%。①当λ>1时，增长率>0，种群数量增加；②当λ=1时，增长率=0，种群数量稳定；③当λ<1时，增长率<0，种群数量下降。(2)种群增长率和增长速率：①增长率：单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，即增长率=肯定时间内增长的数量/初始数量×100%。②增长速率：单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率)，即增长速率=肯定时间内增长的数量/时间。假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年)内，由初始数量N0增长到数量Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为：增长率=(末数-初数)/初数×100%=(Nt-N0)/N0×100%(无单位)；增长速率=(末数-初数)/单位时间=(Nt-N0)/t(有单位，如个/年)。(3)种群增长率曲线：——拓展探究种群的最大数量是不是就是环境容纳量？为什么？提示：不是。环境容纳量是环境条件不受破坏的状况下，肯定空间中所能维持的种群最大数量，而实际数量有可能超过K值，只不过超过K值后，环境容纳不下，数量会再降下来。(2024·太原高二检测)假设在某草原上散养的某种家畜的种群数量呈“S”型增长，该种群的增长速率随时间的变更趋势如图所示，下列叙述中错误的是()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更而发生变更【解题思维】【解析】选B。种群增长速率为甲时，该家畜种群的诞生率大于死亡率，其年龄结构为增长型，A正确。种群增长速率为丁时，该家畜种群的数量达到最大(K值)；种群增长速率为乙时，该家畜种群的数量达到K/2，B错误。在丙点时适当捕获，捕获后使种群处于最大增长速率旁边，能达到持续尽可能多地收获该家畜的目的，C正确。种群增长速率为丁时，对应的种群数量(K值)可随环境的变更而发生变更，D正确。【审答误区】(1)对“S”型曲线的特点理解错误：在达到丁点之前种群数量始终在增加，因此丁点时，种群数量最多。(2)对K、K/2的应用理解错误：持续尽可能多地收获，应在K/2点之后一段时间，在丙点。【母题追问】(1)假如限制家鼠等有害动物，应当在哪一点进行限制？提示：应在K/2点之前，严防达到K/2点，在图中对应的是乙点之前。(2)在图中乙点种群增长速率最高，为什么要在丙点收获才能获得较多的产量？提示：丙点种群数量较大，由于食物等因素导致种群增长速率起先下降，此时起先捕获，可以获得较大产量，也可以使种群增长速率上升，有利于种群数量的复原。【类题精练】某探讨所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查，发觉某种鱼迁入此生态系统后的种群增长速率随时间的变更呈现如图所示曲线。则在t1时该种群的年龄组成类型、能反映该种群数量变更的曲线分别是 ()A.衰退型和① B.增长型和②C.衰退型和③ D.增长型和④【解析】选B。种群增长的“J”型曲线中，增长速率不断增大；而“S”型增长曲线，由于种内斗争和天敌数量变更，增长速领先增大后减小，故据图可推断该图为“S型”曲线的增长速率变更曲线。t1时种群增长速率最大，此时的年龄组成应为增长型。【补偿训练】美国人为了清除水域内的藻类，从亚洲国家引进亚洲鲤鱼，导致亚洲鲤鱼在美国泛滥成灾，下列有关说法正确的是 ()A.现阶段美国水域中亚洲鲤鱼种群的数量已达到环境容纳量B.在美国水域，亚洲鲤鱼种群增长曲线为“J”型C.亚洲鲤鱼在美国水域的环境容纳量是一个固定的数值D.为限制亚洲鲤鱼的种群数量，防止其接着增长，应将其数量限制在K/2【解析】选A。现阶段美国水域中亚洲鲤鱼泛滥成灾，种群的数量已达到环境容纳量，A正确。在美国水域，亚洲鲤鱼种群初期的增长曲线为“J”型，后期泛滥成灾，种群增长受到食物、空间等限制，不能无限增长，B错误。环境容纳量是指在环境条件不受破坏的状况下，环境所能维持的种群最大数量，K值不是固定不变的，会受到环境的影响，当环境遭遇破坏时，K值下降，当生物生存环境改善时，K值上升，C错误。为限制亚洲鲤鱼的种群数量，防止其接着增长，应将其数量限制在K/2以下，K/2时种群增长最快，D错误。学问点二探究培育液中酵母菌种群数量的变更

1.试验结果与分析：(1)酵母菌增长曲线图：(2)趋势：先增加再削减。(3)分析。①增长：在起先时培育液的养分足够，空间充裕，条件相宜，因此酵母菌大量繁殖，诞生率高于死亡率，种群数量剧增。②稳定和波动：随着酵母菌数量的不断增多，养分消耗、pH变更、有害产物积累等，酵母菌死亡率渐渐上升，当死亡率等于诞生率时，种群数量不再增长。③衰退：随生存条件进一步恶化，酵母菌死亡率高于诞生率，种群数量下降。2.试验中的留意事项：(1)制片：制片时，要先在计数室上盖上盖玻片，然后用滴管吸取培育液，滴于盖玻片边缘，让培育液自行渗入，多余培育液用滤纸吸去。(2)计数：①显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。②从试管中吸出培育液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培育液中的酵母菌匀称分布，减小误差。③每天计数酵母菌数量的时间要固定。④若视野中细胞数目多，培育液要进行定量稀释重新计数，以每个小方格内含有4～5个酵母菌为宜。⑤由于计数室中的培育液有肯定的高度(0.1mm)，故须要让细胞沉降到计数室底部的网格线中，避开细胞分布在不同液层深度，导致计数时被遗漏。拓展探究：(1)若试管中培育液的体积、浓度不变，接种的酵母菌数量增加，则酵母菌种群数量达到最大时所须要的时间怎样变更？(科学思维)提示：酵母菌的数量增加，利用现有的资源和空间，其种群数量可以较快达到最大值。(2)若接种的酵母菌数量和培育液浓度不变，削减培育液的体积，则酵母菌种群数量达到最大时所须要的时间怎样变更？(科学思维)提示：培育液的体积削减，受到资源限制，其种群数量也可以较快达到最大值。(2024·全国卷Ⅰ)某试验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个试验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培育，培育过程中定时更新培育基，三组的更新时间间隔分别为3h、10h、23h，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.细菌甲能够将培育基中的有机物分解成无机物B.培育基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同C.在培育到23h之前，a组培育基中的养分和空间条件都是充裕的D.培育基更新时间间隔为23h时，种群增长不会出现J型增长阶段【解题思维】【解析】选D。本题考查种群的数量变更。细菌甲为异养生物，能够将培育基中的有机物分解成无机物，A项正确；培育基更换频率越快，细菌可利用的资源就越多，所以培育基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同，B项正确；在培育到23h之前，a组培育基中的细菌呈J型增长，说明培育基中的养分和空间条件都是充裕的，C项正确；题图中三组起始段曲线是重合的，c组曲线在种群数量达到K/2之前，其增长曲线符合J型增长，种群增长出现J型增长阶段，D项错误。【母题追问】(1)若培育液更新时间间隔为7h，试描述所得曲线的大致位置。提示：介于曲线a和b之间。(2)若试验进行到23h后，不再更新培育液，a、b、c三组曲线的变更趋势是怎样的？提示：上升一段时间后下降。(2024·江苏高考)下列关于“探究培育液中酵母菌种群数量的动态变更”试验的叙述，错误的是 ()A.将酵母菌接种到培育液中，并进行第一次计数B.从静置的培育液中取适量上清液，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更曲线D.养分条件是影响酵母菌种群数量动态变更的因素之一【解析】选B。本题主要考查酵母菌的培育与计数方法。将酵母菌接种到培育液后，须要对酵母菌进行初次计数，以获得酵母菌种群密度初始值，A正确；每次计数前，都须要轻缓地将培育液摇匀，使其中的酵母菌分布匀称，再取适量培育液用血细胞计数板计数，B错误；须要定时取样和计数，用于绘制酵母菌种群数量的动态变更曲线，C正确；酵母菌种群数量的动态变更受养分条件、代谢废物、空间等的影响，D正确。【补偿训练】(2024·唐山高二检测)有关“探究培育液中酵母菌数量的动态变更”的试验，正确的叙述是 ()A.变更培育液的pH不影响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更C.取适量培育液滴于一般载玻片后对酵母菌精确计数D.养分条件并非影响酵母菌种群数量变更的唯一因素【解析】选D。环境的变更会影响K值的大小，而pH为环境因素中较为重要的一项，因此会影响K值的大小，A错误。酵母菌个体微小，不能采纳样方法，应采纳抽样检测的方法，B错误。应先将盖玻片放在计数室上，用滴管吸取培育液，滴于盖玻片边缘，让培育液自行渗入，C错误。影响酵母菌种群数量变更的因素除养分条件外，还有温度、pH等，D正确。核心素养·情境探究【生活情境】人口的数量经常随环境资源的变更而发生波动。如图为人口自动调控图(注：环境中的人口容纳量是指环境资源能承载的最大人口数量)。请据图回答下列问题：探究：(1)在自然界中，人口数量为什么不行能无限增长？(科学思维)提示：由于受到食物、空间等因素的限制，人口数量不行能无限增长。(2)由图可以看出，当人口数量大于人口容纳量时，人类生存的环境阻力将会怎样变更？(科学思维)提示：当人口数量大于人口容纳量时，人口过多，资源大量消耗，人类生存的环境阻力将随之增加。课堂检测·素养达标1.关于种群的数量变更，下列叙述正确的是_________。

①种群的数量变更仅受自然因素影响②种群的“J”型增长过程中，增长率不变③种群的“S”型增长过程中，增长速率下降时，种群数量起先削减④在志向条件下，种群数量呈“J”型增长，K值渐渐增大⑤呈“S”型增长的种群在数量达到K值时，增长速率为0【解析】选②⑤。种群的数量变更受自然因素和人为因素影响，①错误；种群的“J”型增长过程中，增长率不变，增长速率越来越大，②正确；种群的“S”型增长过程中，增长速率下降时，种群数量仍会增加，③错误；在志向条件下，种群数量呈“J”型增长，不存在K值，④错误；呈“S”型增长的种群在数量达到K值时，种群数量相对稳定，增长速率为0，⑤正确。2.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，建立数学模型一般包括以下步骤，下列排列依次正确的是 ()①视察探讨对象，提出问题②提出合理的假设③依据试验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达④通过进一步试验或视察等，对模型进行检验或修正A.①②③④ B.②①③④C.③④①② D.②③①④【解析】选A。建构数学模型的一般步骤是：提出问题→作出假设→用数学形式表达→检验或修正，故A项正确。3.下列关于种群数量变更的叙述，错误的是 ()A.在志向条件下，种群数量增长可用肯定的数学模型表示B.一个物种引入新的地区后，肯定呈“J”型增长C.对家鼠等有害动物的限制，要尽量降低其K值D.探讨一个呈“S”型增长的种群的增长速率可预料其K值【解析】选B。志向条件下，种群表现为“J”型增长；一个物种引入新的地区后，当地环境可能不适于其生长繁殖。限制有害生物，应尽量降低其K值。呈“S”型增长的种群，其增长速率最大值一般出现在K/2时，只要统计此时的种群密度就可预算出K值。4.下列关于环境容纳量的叙述，正确的是 ()A.环境容纳量是种群在该环境中的最大数量B.环境容纳量会随着环境条件的变更而变更C.环境容纳量由种群的诞生率和死亡率确定D.种群的指数增长会受到环境容纳量的限制【解析】选B。环境容纳量是指在环境条件不受破坏的状况下，环境所能维持的种群最大数量，种群数量可能在一段时间内超过环境容纳量，A错误。环境容纳量会随着环境条件的变更而变更，环境更适合生存，资源更多，环境容纳量就会更高，反之更低，B正确。环境容纳量主要由环境中的有效资源确定，C错误。种群指数增长模型中不存在环境容纳量，D错误。5.(2024·太原高二检测)如图所示四个不同种群中，种内斗争最激烈的是种群()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【解析】选C。环境容纳量是指在环境条件不受破坏的状况下，肯定空间中所能维持的种群最大量。种群的个体数量超过环境容纳量越多，种内斗争越激烈。6.(2024·顺义高二检测)向装有10mL培育液的试管中接种少量酵母菌菌种，在相宜条件下培育较长时间，酵母菌种群数量(Y)随时间(X)的变更状况最可能是 ()【解析】选D。刚起先，条件比较相宜，种群数量增长快，到达肯定程度后保持不变；最终由于代谢废物等的积累，导致种群数量下降。7.某科研小组于2010年在一座小山上调查发觉该处有700株杨树，但到2024年再去调查时发觉杨树种群数量因死亡而削减了200株。这不能说明()A.2010年时杨树种群的年龄结构可能是衰退型B.种群中的个体数量是随时间而变更的C.此处杨树种群的环境容纳量为500株D.杨树种群数量的变更可能与气候、天敌、病虫害等因素有关【解析】选C。10年间杨树种群数量削减了200株，说明2010年时杨树种群的年龄结构可能是衰退型，A正确。10年间杨树种群数量发生了变更，说明种群中的个体数量是随时间而变更的，B正确。依据题干信息不能确定此处杨树种群的环境容纳量为500株，C错误。杨树种群数量的变更可能与气候、天敌、病虫害等因素有关，D正确。8.20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年的数量变更状况如表所示，下列相关叙述正确的是 ()年份19151917192119251928193019341943194719501960数量/只2003001000200025003000400170600500600A.1915～1930年间，驼鹿