高中生物人教版必修3教学案：第4章 第2节 种群数量的变化 Word版

第2节种群数量的变化1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：N t ＝N 0λt。

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”型增长。

3．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称为环境容纳量，又称K 值。

4．“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。

5．影响种群数量的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

一、构建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数学形式。

2．构建步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。

3．表达形式(1)数学方程式：科学、准确，但不够直观。

(2)曲线图：直观，但不够精确。

二、种群增长的“J”型曲线1．模型假设⎩⎪⎨⎪⎧食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等2．数学模型：N t ＝N 0λt。

3．各参数的含义⎩⎪⎨⎪⎧N 0：种群的起始数量t ：时间N t：t 年后该种群的数量λ：该种群数量是一年前种群数量的 倍数三、种群增长的“S”型曲线1．形成原因2．环境容纳量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，又称K 值。

3．应用建立自然保护区，从而提高环境容纳量，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。

四、种群数量的波动和下降1．影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素：气候、食物、天敌、传染病等人为因素：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．判断下列叙述的正误(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(×) (2)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(√)(3)对于“S”型曲线，同一种群的K 值是固定不变的，与环境因素无关(×) (4)种群数量达到K 值后不再发生变化(×)(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(√)2．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：选B 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”型曲线增长，B图所示的增长曲线属于此种情况。

3．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．N t＝N0λt B．K/2值C．“J”型曲线D．“S”型曲线解析：选D 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”型曲线。

4．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．224B．272C．424D．472解析：选B 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。

5．影响一片稻田里螟虫种群密度的直接因素中不包括( )A．水稻的长势B．季节的变化C．青蛙的数量D．土壤的理化特征解析：选D 土壤的理化特征(包括含水量)直接影响水稻的长势，但不直接影响螟虫的种群密度。

核心要点一种群数量的增长曲线1．种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较[思考探究]1．(1)种群“J”型增长的数学模型中，当λ>1，λ＝1，0<λ<1，λ＝0时，种群数量分别将如何变化？提示：N t ＝N 0λt；λ>1，种群数量上升；λ＝1，种群数量稳定；0<λ<1，种群数量下降；λ＝0，雌体没有繁殖，种群在下一代中灭亡。

(2)种群增长的“S”型曲线中，种群数量为K /2、K 时该种群的年龄组成分别是哪种类型？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。

[名师点拨] 种群增长率与增长速率的辨析(1)增长率：单位时间内净增加的个体数占原个体总数的比值，增长率＝(现有个体数－原有个体数)/原有个体数＝出生率－死亡率。

(下图1中甲为“J”型曲线增长率，乙为“S”型曲线增长率)图1 图2(2)增长速率：单位时间内增加的个体数量，增长速率＝(现有个体数－原有个体数)/增长时间＝(出生数－死亡数)/单位时间。

(上图2中甲为“J”型曲线增长速率，乙为“S”型曲线增长速率)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；种群所达到的最大值会超过K 值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。

3．K 值与K /2在实践中的应用[题组冲关]1．如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长。

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 ．当种群数量达到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”型曲线增长的蝗虫，其数量也可能超过K 值解析：选D 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，下降甚至消亡；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；种群数量可能短时间内超过K 值，但会迅速下降。

2．如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组成曲线。

下列分析正确的是( )A．图乙为c点后该经济鱼类年龄组成曲线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，即可确定种群密度的大小D．d点时种群数量达到最大值解析：选D 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，此时种群数量的增长率最大；d点时，出生率与死亡率相等，种群密度达到最大；图乙代表衰退型年龄组成，而超过d点后出生率小于死亡率，种群的数量会越来越少，年龄组成属于衰退型；在d点时捕捞鱼类得到的日捕获量最大；出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度和种群大小的直接因素，此外性别比例、年龄组成等也影响着种群密度和种群大小，因此，仅估算一个种群的出生率和死亡率，并不能确定种群密度的大小。

[归纳拓展]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核心要点二探究培养液中酵母菌种群数量的变化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。

2．实验步骤3．实验结果实验开始时培养液中营养充足，空间充裕，条件适宜，酵母菌大量繁殖，数量剧增。

随着酵母菌数量的不断增多，营养物质的消耗，pH的变化、有害产物的积累等，使酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降，最终消失。

4．注意事项(1)每天取样计数的时间要固定。

(2)对培养液要进行定量稀释。

(3)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，多余培养液用滤纸(吸水纸)吸去。

(4)结果的记录最好用记录表，如下：[思考探究]2．(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)。

[名师点拨] 血球计数板及其使用方法(1)血球计数板。

①血球计数板(如上图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(如上图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)计数原则。

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的血球计数板：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的血球计数板：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。

[题组冲关]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，其中正确的是( )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．将培养液静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液C．在血球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，立即在显微镜下观察、计数解析：选A 在探究酵母菌种群数量变化的实验时，将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内；应将培养液振荡均匀后，再吸取培养液；将计数板放在载物台中央，应先静置一段时间，待酵母菌沉降到计数室底部，再进行观察、计数，否则酵母菌不在一个平面上，在显微镜下就不能观察到所有细胞，使计数结果偏小。

4．为探究一定体积培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某实验小组在温度等相同的外界条件下，分别进行了以下四组实验，结果各组均获得了“S”型增长曲线。