高二生物人教版必修3學案第4章第2節(jié)種群數(shù)量的變化

第2節(jié)種群數(shù)量的變化知識點一種群數(shù)量增長曲線[新知導(dǎo)學]1．建構(gòu)種群增長模型的方法(1)建立數(shù)學模型的一般步驟與實例(連線)：答案：①—b②—d③—a④—c(2)數(shù)學模型的類型：數(shù)學方程式和曲線圖。2．種群增長的“J”型曲線(1)模型假設(shè)：①條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。②數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。(2)建立模型：t年后種群數(shù)量表達式為Nt＝N0λt。3．種群增長的“S”型曲線(1)條件：自然界中的資源和空間總是有限的。(2)K值(環(huán)境容納量)：①含義：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量。②形成原因：③應(yīng)用：建立自然保護區(qū)，從而提高環(huán)境容納量，如提高大熊貓的種群數(shù)量。4．種群數(shù)量的波動和下降(1)影響因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然因素\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氣候,食物,天敵,傳染病)),人為因素：人類活動的影響))(2)數(shù)量變化：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動中；在不利的條件下，種群數(shù)量還會急劇下降甚至消亡。1．“J”型曲線和“S”型曲線之間的陰影部分表示種群數(shù)量的差異，它是什么原因造成的？提示：“J”型曲線是在無環(huán)境阻力的情況下形成的，“S”型曲線是在有環(huán)境阻力的情況下形成的，陰影部分可以表示由于自然選擇被淘汰的部分。2．從種群增長曲線和環(huán)境容納量兩個方面考慮，治理鼠害最有效的措施是什么？提示：①從增長曲線角度考慮：滅鼠應(yīng)在鼠害剛發(fā)生時就進行。②從環(huán)境容納量的角度考慮：應(yīng)該采用斷絕食物、水源、地面硬化等措施降低種群的環(huán)境容納量以防治鼠害。[重難探究]1．“J”型曲線和“S”型曲線的比較2.“S”型曲線的應(yīng)用3.K值的不同表示方法圖中A、B、C、D時間所對應(yīng)的種群數(shù)量為K值，A′、C′、D′時間所對應(yīng)的種群數(shù)量為K/2值。有關(guān)種群數(shù)量變化的兩點提醒(1)K值是一定環(huán)境的最大容納量，此時種群出生率與死亡率相等。(2)K值不是一成不變的：K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當環(huán)境遭到破壞時，K值會下降；反之，K值會上升。[典題演練]1．假設(shè)某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈“S”型增長，該種群的增長率隨種群數(shù)量的變化趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，則應(yīng)在種群數(shù)量合適時開始捕獲，下列四個種群數(shù)量中合適的是(D)A．甲點對應(yīng)的種群數(shù)量 B．乙點對應(yīng)的種群數(shù)量C．丙點對應(yīng)的種群數(shù)量 D．丁點對應(yīng)的種群數(shù)量解析：該種家畜種群呈“S”型增長，圖示為種群增長率曲線，當種群增長率最大時，對應(yīng)種群數(shù)量為K/2。為持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，應(yīng)在丁點對應(yīng)的種群數(shù)量進行收獲，并使種群數(shù)量維持在K/2，有利于種群數(shù)量的恢復(fù)，甲、乙、丙三點種群數(shù)量均小于K/2，若在這幾點收獲會造成種群數(shù)量越來越小，所以D項正確。2．如圖表示種群數(shù)量增長的曲線，下列有關(guān)該曲線及其應(yīng)用的敘述正確的是(C)A．為保護魚類資源，捕撈后應(yīng)控制剩余量在b點前B．若圖表示蝗蟲種群的增長曲線，則蟲害防治應(yīng)在c點之后C．若圖表示大草履蟲種群的增長曲線，則e點之后的增長速率為0D．達到K值時，該種群的年齡組成為衰退型解析：為保護魚類資源，漁業(yè)捕撈后需控制剩余量在c點，即K/2時，此時種群增長速率最大，A錯誤；蝗災(zāi)防治應(yīng)在種群數(shù)量及增長速率較低時進行，所以應(yīng)在b點之前進行，B錯誤；e點為K值，當種群數(shù)量到達e點后，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定，因此增長速率為0，C正確；達到K值時，種群的年齡組成為穩(wěn)定型，D錯誤。知識點二探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化[重難探究]1．實驗原理(1)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(2)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。2．實驗流程3．實驗中的注意事項(1)在從試管中吸取培養(yǎng)液前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。(2)每天取樣的時間要盡量保持相同，并做到隨機取樣。(3)若取出的液體中酵母菌密度過大，可以增加稀釋倍數(shù)。(4)計數(shù)時先將蓋玻片放在計數(shù)室上，將培養(yǎng)液滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。(5)用顯微鏡計數(shù)時，對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌(類似于“樣方法”)。探究酵母菌種群數(shù)量變化實驗中的兩個注意點(1)本實驗中是有對照組的，除了設(shè)置養(yǎng)料或溫度等條件不同形成對照外，接種的酵母菌要相同。(2)計數(shù)時要注意蓋玻片和培養(yǎng)液的放置先后順序，蓋玻片在前培養(yǎng)液在后，而不是培養(yǎng)液在前。[典題演練]3．為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學進行了如下操作，其中錯誤的是(C)A．將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養(yǎng)B．將培養(yǎng)液振蕩搖勻后，用吸管從錐形瓶中吸取一定量的培養(yǎng)液C．在血細胞計數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片，并用濾紙吸去邊緣多余培養(yǎng)液D．將計數(shù)板放在載物臺中央，待酵母菌沉降到計數(shù)室底部，在顯微鏡下觀察，計數(shù)解析：酵母菌在培養(yǎng)時一般用葡萄糖作為培養(yǎng)液，在計數(shù)取液時一定要搖勻后才能吸??；應(yīng)該讓培養(yǎng)液自行滲入到計數(shù)室，而不是滴在計數(shù)板的中央。4．有關(guān)“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的實驗，下列敘述正確的是(D)A．改變培養(yǎng)液的pH不影響K值(環(huán)境容納量)大小B．用逐個計數(shù)的方法調(diào)查玻璃容器中酵母菌數(shù)量的變化C．取適量培養(yǎng)液滴于普通載玻片后對酵母菌準確計數(shù)D．營養(yǎng)條件并非是影響酵母菌種群數(shù)量變化的唯一因素解析：pH變化影響微生物的生長，進而影響K值，故A錯誤；酵母菌逐個計數(shù)很困難，常用抽樣檢測的方法進行調(diào)查，故B錯誤。對酵母菌計數(shù)時不用普通載玻片，而是用血細胞計數(shù)板，故C錯誤。除了營養(yǎng)條件外，氣體環(huán)境、溫度等也會影響種群數(shù)量變化，故D正確。課題調(diào)研：坐標曲線類題目——種群的數(shù)量增長曲線[典范例題]請根據(jù)如圖所示種群增長的坐標曲線，回答下列有關(guān)問題：(1)馬纓丹是一種生活于熱帶地區(qū)的有毒植物，為達到觀賞目的人們把它引種到夏威夷，一段時間后，馬纓丹大量繁殖，對夏威夷的畜牧業(yè)造成嚴重威脅，圖中曲線________符合馬纓丹的瘋狂蔓延趨勢。(2)根據(jù)生態(tài)學原理，世界人口增長應(yīng)該表現(xiàn)為圖中曲線________，若出現(xiàn)________段則表明人口出現(xiàn)了負增長。(3)太湖藍藻事件使太湖美的形象大打折扣。若曲線Ⅱ表示太湖中藍藻增長曲線，當種群數(shù)量達到________點后，增長速率為0。(4)依據(jù)自然界中種群增長的特點，人們在狩獵或海洋捕撈作業(yè)時，應(yīng)在________點后進行，原因是________。[模板構(gòu)建·思路導(dǎo)引]eq\a\vs4\al(識標)橫坐標表示種群在此地存在時間的長短，縱坐標表示種群數(shù)量的多少，兩條曲線表示隨著時間的推移，種群數(shù)量的變化。eq\a\vs4\al(明點)(1)e點時，種群數(shù)量是環(huán)境最大容納量的一半，種群增長速率最大。(2)f點時，種群數(shù)量達到環(huán)境最大容納量，種群數(shù)量基本不變，種群增長速率為0。(3)c點時，種群數(shù)量開始下降，即出現(xiàn)負增長。eq\a\vs4\al(析線)(1)曲線Ⅰ為“J”型增長曲線，符合馬纓丹的“瘋狂蔓延趨勢”。(2)Oe段種群數(shù)量逐漸增多，增長速率不斷增大。(3)ef段種群數(shù)量增多，增長速率變小。(4)fc段種群數(shù)量基本不變，增長速率為0。(5)cd段種群數(shù)量逐漸減少。[規(guī)范答案·警示失誤](1)Ⅰ錯答：Ⅱ錯因：不能抓住關(guān)鍵詞語，或不理解關(guān)鍵詞語的含義，如“馬纓丹大量繁殖”和“馬纓丹的瘋狂蔓延趨勢”是本小題的題眼，這意味著馬纓丹在理想條件下生長，出現(xiàn)“J”型增長曲線。(2)Ⅱcd(3)f錯答：e錯因：不能正確理解“增長速率”的意義，實質(zhì)上，增長速率為0時，種群數(shù)量基本不變，即出生數(shù)量與死亡數(shù)量趨于平衡，表現(xiàn)為數(shù)量既不增加，也不減少，如圖中fc段表示。而e點時，種群增長速率最大。(4)ee點時種群數(shù)量的增長速率最大錯答：f錯因：不知道“狩獵或海洋捕撈作業(yè)”的最佳時機。事實上，為合理保護和利用生物資源，應(yīng)保證狩獵或捕撈后種群數(shù)量快速增長。一、選擇題1．下列有關(guān)種群增長的“S”型曲線的敘述，錯誤的是(D)A．通常自然界中的種群增長曲線最終呈“S”型B．達到K值時種群增長率為零C．種群增長受自身密度的影響D．種群的增長速率逐步降低解析：在自然界中空間和資源都是有限的，種群數(shù)量存在最大值，即環(huán)境容納量，故A項正確；當達到最大容納量時，種群的出生率等于死亡率，增長率為零，故B項正確；種群數(shù)量的增多密度的增大，會導(dǎo)致種內(nèi)斗爭加劇，天敵數(shù)量增加，出生率下降，死亡率升高，增長率降低，故C項正確；種群的增長速率先增加后降低，在種群數(shù)量為eq\f(K,2)時最大，故D項錯誤。2．下圖為某種群在不同環(huán)境下的增長曲線，據(jù)圖判斷下列說法不正確的是(D)A．A曲線呈“J”型，B曲線呈“S”型B．K表示環(huán)境允許的最大值C．陰影部分表現(xiàn)有環(huán)境阻力存在D．種群數(shù)量達到K值時種群增長最快，是樹木砍伐的最佳時期解析：種群數(shù)量在K/2時增長速度最大，在K/2以上可以適量砍伐，存留量降到K/2時又可迅速繁殖。3．科研人員對某海洋食用生物進行研究，得出了與種群密度相關(guān)的出生率和死亡率的變化，如下圖所示，請據(jù)圖判斷下列說法中，不正確的是(A)A．D點時進行捕撈有利于該種群的持續(xù)生存B．D點表示種群密度最大C．B點表示種群的增加量最大D．從O點到D點，種內(nèi)斗爭越來越激烈解析：題圖中D點時，出生率等于死亡率，此時種群增長率是0，種群數(shù)量達到最大值，種內(nèi)斗爭最激烈，這一點不適合捕撈。圖中B點種群增長量最大，適合捕撈，此時捕撈，不影響種群數(shù)量的持續(xù)再生。4．某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”實驗時，同樣實驗條件下分別在4個試管中進行培養(yǎng)(見下表)，均獲得了“S”型增長曲線。根據(jù)實驗結(jié)果判斷，下列說法錯誤的是(B)試管號ⅠⅡⅢⅣ培養(yǎng)液體積(mL)105105起始酵母菌數(shù)(103個)105510A.4個試管內(nèi)的種群初始階段都經(jīng)歷了“J”型增長B．4個試管內(nèi)的種群同時達到K值C．試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同D．試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ開始下降解析：A項中，4個試管中最初環(huán)境適宜，所以都經(jīng)歷了“J”型增長；B項中，最初的條件不同，達到K值不會同時；C項中，培養(yǎng)液體積Ⅱ和Ⅲ不同，試管Ⅲ內(nèi)種群的K值應(yīng)大于試管Ⅱ；D項中，Ⅳ中起始酵母菌數(shù)大于Ⅱ，所以先于試管Ⅱ開始下降。5.圖示某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增長率隨時間變化的曲線，根據(jù)該曲線可以得出(D)A．t3時該種小型淡水魚的年齡組成為衰退型B．t4時該種小型淡水魚在新環(huán)境中逐漸消失C．該種小型淡水魚在新的環(huán)境中呈“J”型增長D．該種魚在新湖泊中的環(huán)境容納量約為t2時該魚數(shù)量的兩倍解析：t3時種群的增長率已經(jīng)由最大逐漸變小，但種群數(shù)量仍然是在增長，因此該種小型淡水魚的年齡組成為增長型。t4時種群的增長率為0，該種小型淡水魚在新環(huán)境中數(shù)量達到了最大值(K值)，此時種群的出生率等于死亡率，種群比較穩(wěn)定。從該種群增長率隨時間變化的曲線可知，該種小型淡水魚在新的環(huán)境中呈“S”型增長。t2時種群的增長率為最大，種群的數(shù)量為K/2。二、非選擇題6.在南海某島上遷入一些農(nóng)戶，那里土地肥沃，氣候宜人，若干年后，島上人口增長如右圖所示。請回答：(1)該島在m年內(nèi)，人口增長呈“J”型曲線。當人口數(shù)量接近n線時，環(huán)境阻力越來越大，n是該島環(huán)境允許的最大(K)值。(2)當人口數(shù)量強行增長到O點時就會很快下降到P點，原因是人口劇增后，島上生活資源發(fā)生短缺，各種人為因素使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，加上人們?yōu)闋帄Z生活資源而發(fā)生種內(nèi)斗爭(如有人被迫離島)等。(3)若干年后島上人口數(shù)又從P點上升到Q點并穩(wěn)定在n線上。以上說明該島上生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力是有限的，人類發(fā)展必須遵循生態(tài)系統(tǒng)的自身發(fā)展規(guī)律，實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。解析：在m年內(nèi)，從圖中可以看出，人口增長呈“J”型曲線。當?shù)絥線時，種群數(shù)量達到環(huán)境條件所允許的最大值，種群數(shù)量停止生長。如果人口數(shù)量強行增長，個體間對有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)斗爭必然加劇，這樣會使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，若干年后島上人口數(shù)又從P點上升到Q點，并穩(wěn)定在n線上，這說明此島上的生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力是有限的。7．右圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中的增長曲線，請仔細分析圖中曲線后回答下列問題：(1)如果種群處在一個理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內(nèi)個體的增長曲線是a，用達爾