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第4章 种群和群落
第2节 种群的数量变化
（主备：黄丽 审核：吴晓凌、张文君）
【学习目标】
1.说明建构种群增长模型的方法
2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型
3.用数学模型解释种群数量的变化 4.关注人类活动对种群数量变化的影响
【预习、研习案】
活动一 种群的数量变化
【任务1】尝试建构种群数量变化模型——数学模型
观察研究对象、提出问题→作出假设→建构模型→检验修正
（一）种群增长的“J”型曲线
已知食物、空间充足，气候适宜、没有敌害等 ( http: / / www.21cnjy.com )条件下，某种群的起始数量为N0，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量。假设种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。请尝试建构这个种群增长的数学表达式。
(二)种群增长的“S”型曲线
【思考】1.画出“S”型增长曲线模型，思考是什么原因限制了种群数量的持续增长？【书上标注】
2.什么叫K值？ K值会改变么？【书上标注】
3．曲线斜率的生物学含义代表着增长速率，它是如何随时间而变化的呢？请尝试构建种群增长速率与时间的数学模型。
4．“S”型增长种群，当种群数量达到多少时，增长速率最大？
【总结】种群数量增长的“J”型曲线与“S”曲线的比较：
“J”型曲线 “S”型曲线
形成条件（原因） 理想条件下资源无限 自然条件下资源有限
有无K值 无 有
种群增长率和增长速率曲线
【训练1】图示种群在理想环境中呈“J”型增 ( http: / / www.21cnjy.com )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．当种群数量到达e点后，种群数量增长率为0
B．种群增长过程中出现环境阻力是在d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．若该种群在c点时数量为100，则该种群的K值为400
（三）种群数量的波动和下降
【思考】1.影响种群数量变化的因素有哪些？【书上标注】
2.自然环境中大多数种群的数量变化特点是什么？【书上标注】
【任务2】分析研究种群数量变化的意义
1.K值应用：怎样做才是保护大熊猫的根本措施？怎样控制有害动物（如家鼠）？
2.K/2值应用：①捕鱼应在 捕捞，捕捞后应保持在 水平；
②有害动物防治应将数量控制在 。
【训练2】如图表示一个生物群落 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列叙述不正确的是（　　）
A．t1～t3时间内甲、乙种群均呈“S型”增长
B. t4～t5时间内乙种群出生率下降，死亡率上升，但出生率仍大于死亡率
C．t3～t5时间内甲、乙两种群的年龄结构不同
D．若乙种群代表牛群，最大放牧量不能超过t5时刻，捕杀应控制在t4时刻左右
活动二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
【训练3】某同学在用25×16型的血细胞计数板（即25个中方格，每个中方格又分成16个小方格），计数时进行了如下图所示的操作：
（1）培养液中的酵母菌逐个计数非常困难，应采用 的方法进行计数。
（2）他的操作中有一个明显的错误，正确的操作是 。
（3）这种错误操作会导致他得到的结果与实际值相比偏 。
（4）25×16型的血细胞计数板计数室长和 ( http: / / www.21cnjy.com )宽各为1mm，深度为0.1mm，在显微镜下一个中方格中有酵母 个。如果计数的几个中方格中的细胞平均数为20个，则1mL培养液中酵母菌的总数为
个。
（5）在吸收培养液制片前， ( http: / / www.21cnjy.com )要轻轻振荡几次试管，目的是 。如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是 。
（6）血细胞计数板使用完毕后，应采用 的方法来清洗。
【复习案】
（ ）1、下列各图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是
（ ）2、当一种生物侵入适合其生存的新环境一段时间后，其种群增长曲线最可能为
（ ）3、下列有关种群“J”型增长的叙述，正确的是
A．“J”型增长的种群都有K值
B．“J”型增长的种群生存条件是有限的
C．自然界中绝大多数种群呈“J”型增长
D．“J”型增长的种群个体数一般不断增加
（ ）4、如果将雌雄成鼠各若干头放 ( http: / / www.21cnjy.com )在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饲料和水，则笼内鼠数变化和饲养时间的关系应为上图中的哪条曲线？
（ ）5、生态学家高斯(Gau ( http: / / www.21cnjy.com )se)在0．5ml培养液中放入5个大草履虫，在培养第5天之后大草履虫的数量基本维持在375个左右，将此数值定为K值。关于K值的描述，正确的是
A．高斯实验得到的K值仅适用大草履虫在该培养条件下
B．高斯实验得到的K值也适用大草履虫在其它培养条件下
C．不同的物种在相同的环境条件下，K值相同或近似
D．相同的物种在相同的环境条件下，K值有可能不同
（ ）6、右图表示某物种迁入新 ( http: / / www.21cnjy.com )环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时经调查该种群数量为200只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为
A．100只 B．200只 C．300只 D．400只
（ ）7、20世纪30年代，人们将环颈雉 ( http: / / www.21cnjy.com )引入一个岛屿，在1937—1942年期间，这个种群数量增长的情况如下表所示。下列相关叙述正确的是
A．该种群的环境容纳量（K值）为1380个
B．随着种群数量的增加，该种群种内斗争逐渐减弱
C．在1937—1942年期间，该种群数量增长大致呈“S”型
D．该种群数量增长的主要原因之一是食物和空间条件充裕
（ ）8、右图是某种动物迁入一个适宜环境后的增长曲线图，下列说法错误的是
A．图中的种群增长曲线为S型增长曲线
B．图中d点表示环境的最大容纳量
C．图中表示种群增长速度最快的是a点
D．第8年后，种群数量趋于稳定主要是因为食物减少，天敌增加
（ ）9、下列与S型增长曲线中K值相关的说法中，错误的是
A．达K值时种群的出生率为0 B．达K值时种群数量最大且相对稳定
C．K值可以随环境条件的变化而变化 D．达K/2时种群的年龄组成为增长型
（ ）10、如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是
A.在t0～t2时间内，种群数量呈“J”型增长
B.若在t2时种群的数量为K，则在t1时种群的数量为K/2
C.捕鱼的最佳时期为t2
D.在t1～t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势
（ ）11、某种群出生率如图曲线Ⅰ，死亡率如图曲线Ⅱ，则在哪一时期种群的个体总数达到相对稳定，即“S”曲线的K值对应图中的哪一点
A.a B.b C.c D.d
（ ）12、下列关于种群数量变化调查意义的说法中，不正确的是
A．改善空间和资源条件能提高K值
B．渔业捕捞后需控制剩余量在K/2左右
C．防治蝗灾应在害虫数量达到K/2时进行
D．种群密度调查对害虫防治、捕捞强度确定等有重要意义
（ ）13、近年来，我国在许多海域实行“伏季休渔制度”，其目的是
A.控制被铺鱼的大小和数量，实现渔业可持续发展 B.定期检修鱼船和捕鱼机械，节省鱼船所用燃料
C.防止海洋出现“赤潮”或降低海水污染的程度 D.实施分区管理，避免渔事纠纷，平衡各方利益
（ ）14、某小组进行“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”的实验，在下列实验材料用具中，属于本实验需要的是
A．琼脂块 B．双缩脲试剂 C．放大镜 D．显微镜
（ ）15、在“探究培养液中酵母菌中群数量的动态变化”实验中，正确的实验方法是
A．将适量的培养液进行高温处理，然后立即加入酵母菌
B．将盖玻片盖在计数室上后，从盖玻片边缘滴加酵母菌培养液
C．若取样的小方格中酵母菌过多，可选择邻近的一个小方格计数
D．对压在小方格界线上的酵母菌，只计数上下两条界线上的酵母菌
（ ）16、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，错误的是
A．可在每天的不同时间从培养瓶中吸出等量的培养液进行目测计数
B．培养液和培养用具必须经过严格的灭菌处理
C．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数
D．每个样品计数至少三次，取平均值，目的是为了减少实验误差
（ ）17、下列关于培养液中酵母菌种群数量变化实验的说法中，正确的是
A．改变培养液浓度不会影响K值大小
B．用血球计数板计数所有酵母菌的数目
C．培养液浓度不能过高，以避免酵母菌过度失水死亡
D．酵母菌培养后期数量下降，营养缺乏是唯一影响因素
（ ）18、（多选）下列关于培养液中酵母菌种群数量变化实验操作的说法中，错误的是
A．将培养后期的样液稀释后再取样计数
B．将培养液滴在计数室上后，再盖上盖玻片
C．血球计数板使用过后，可用试管刷清洗并晾干待用
D．吸取培养液进行计数之前，要将试管轻轻地振荡几次，目的是使酵母菌分布均匀
19、某研究所对一个河流生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )进行了几年的跟踪调查。a、b为种群数量变化图，c图表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长速率随时间的变化曲线，d为出生率和死亡率变化曲线。分析回答：
⑴如图a、b能反映鱼种群数量变化的曲线是_____________。
⑵t2时期后，种群数量____ ，其主要原因是____ 和_____相等，对应于d图中的___点。
⑶在t1时该种群的年龄组成可能为____ _型。
⑷若在t2时种群数量为K， ( http: / / www.21cnjy.com )为了保护这种鱼类资源不受破坏，以便持续地获得最大捕鱼量，应使这种鱼的种群数量保持在___ 水平，因为此时_____________________________。
⑸分析图e该种群在30年中种群数量最少的是第__年，第20～30年间种群的增长率为_________。
20、某兴趣小组的同学为 ( http: / / www.21cnjy.com )了“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”设计了如下实验，并利用图1所示的计数室对培养液中的酵母菌进行计数。请分析回答：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)血球计数板是酵母菌计数的常用工具 ( http: / / www.21cnjy.com )。图1是血球计数板正面示意图，其上 个计数室。图2表示25中格×16小格的计数室，装入液体后，则应计数哪五个中格中的酵母菌？________________。为清楚观察到计数室网格，显微镜下的视野亮度应调________。计数时应调节显微镜的________以便观察到不同深度的酵母菌菌体。计数的5个中方格内的酵母菌总数为120个，则1 mL培养液中有酵母菌约 个。
(2)若将样液稀释100倍，观察到的计数室酵母菌分布见右图，则培养液中酵母菌的密度是 个/mL。
(3)某同学为探究温度对酵母菌种群数量 ( http: / / www.21cnjy.com )变化的影响，得到如图3所示结果，由此并不能得出酵母菌的最适培养温度为25℃。为了确定培养酵母菌的最适温度，需要进一步实验，写出实验设计思路：
。
(4)在探究“培养液中酵母菌种群的数量变化”的实验中，某学生的部分实验操作过程如下，
找出错误的操作并改正。
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，把酵母菌培养液放置在冰箱中培养；B．静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取培养液；
C. 用移液管稀释菌液时，吹吸三次的目的是使菌液与水充分混匀；
D．在血球计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片；
E．用滤纸吸除血球计数板边缘多余培养液；
F．将血球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；
G．当一个小方格中酵母菌数量过多时，应将培养液按比例稀释处理；
H．压在方格边上的酵母菌，只计数相邻两边及其顶角的个体数；
I．若出现气泡，则应重新滴加样液；
J．实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板。
另附: 血细胞（血球）计数板构造原理及其使用方法
一、显微计数实验原理
1. 构造：血细胞计数板是一只特制载玻片；有两个方格网，每一方格网共分九个大方格，其中间的一个大方格为计数室，血细胞计数板共有2个计数室。
2. 计数室的刻度有两种：16×25（麦氏血细胞计数板）；25×16（希里格血细胞计数板）
3. 有400个小方格，每个大方格边长为1毫米，载片与盖片间距离为0.1毫米，所以每个计数室（1个大方格）体积为0.1立方毫米。
4. 测出每个中方格菌数，就可以算出一个大方格的菌数，由此可推算出1毫升菌液内所含的菌数。
二. 血球计数板的操作
(1）制备酵母菌悬液，以每小格有3～5个酵母菌为宜；
(2）取一个清洁的血球计数板，先将洁净的专用盖玻片放置在计数室上；
(3）用无菌滴管吸取少许菌液，沿盖玻片的边缘滴一小滴，使菌液自行渗入计数室；
注意：加菌液时不得使计数室内有气泡，静置5 min；
(4）将计数板放置在显微镜的载物台上，先在低倍镜下找到方格网，然后转到高倍镜下进行观察和计数。
(5）血球计数板清洗方法：浸泡、冲洗，切勿用试管刷刷洗。
三、计数方法
(1）计数方法：16×25，计四角共4个中格（即100个小方格）的菌数；25×16，计四角和中央共5个中格（即80个小方格）的菌数。
(2）计数原则：压在线上的菌体数取相邻两边及夹角上的。
(3）每个样品重复计数2～3次，求平均值。
(4）按下列公式计算（25×16计数板）每毫升菌液所含酵母菌细胞数。稀释倍数个小方格内菌数
总菌数/ml=（80个小方格内菌数/80）×400×10000×稀释倍数
四、表格设计、曲线绘制。
标题：培养液中酵母菌种群数量与时间变化关系记录表
训练3
抽样检测
先盖盖玻片在计数室上，再吸培养液，滴于盖玻片的边缘
大
22、5×106
使酵母菌分布均匀、稀释菌液
浸泡、冲洗
19、
（1）b
（2）最大、出生率、死亡率、D
（3）增长
（4）K/2、种群的增长速率最大
（5）20、 0
20、
（1）2、四个角和正中央、暗一些、细准焦螺旋(调节焦距)、6.0×106
（2）1×108
（3）在25℃左右再设计多个梯度的温度进行实验，其余条件不变。
（4）A．“冰箱”改为“18-25℃环境”
B.“静止”改为“振荡摇匀”
D.“滴一滴培养液，盖上盖玻片”改为“盖上盖玻片，再滴一滴培养液”
I.“重新滴加样液”改为“重新制片”
J.“试管刷蘸洗涤剂擦洗”改为“浸泡、冲洗”
12、[14XC改]酵母菌是发酵工程常用 ( http: / / www.21cnjy.com )的微生物，在日常生活中也有广泛应用：某同学为了研究酵母菌种群数量的变化规律，进行了下图所示的实验。请据图回答：
(1)培养液中的酵母菌逐个计数非常困难，应采用 的方法进行计数。
(2)用血球计数板制片时，应先将 放在计数室上，再用吸管滴加样液。
(3)图甲是—块血球计数板正面示意图 ( http: / / www.21cnjy.com )，其上有 个计数室：图乙是计数室中一个小格的酵母菌分布示意图(●代表酵母菌)，计数时该小格中酵母菌数量应计为 个。
(4)该同学将试管中培养液摇匀后取样并 ( http: / / www.21cnjy.com )制片，在显微镜下观察到图丙所示的现象，则应采取的措施是 。
★(5)为了进一步研究温度对酵 ( http: / / www.21cnjy.com )母菌种群数量变化的影响，请你简要写出实验的主要思路。 。
18.右图是一资源动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线，请回答：
⑴图中表示的是种群增长的 　型曲线，表示K值的一点是 。
⑵图中表示种群增长速度最快的一点是 。
⑶该种群的增长速度由缓慢逐渐加快从第 年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入第 年后开始的。
⑷既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物种群的数量保持在图中哪一点所代表的水平上？　　　　　。
⑸迁入种群第二年后，增长明显加快的原因你认为主要是 。
⑹第8年后，种群数量趋于稳定，阻碍种群继续增长的环境因素主要有　　　　　　　　 。
【训练1】如图1所示为某种鱼迁入一池塘生态系统后的种群增长速率随时间的变化曲线，请分析回答：
（1）在t1时种群的年龄组成可能是 型，属于“ ”型曲线。
（2）如图2所示，若研究的种群为一草原牧场的牛群。
①在不受限制的环境下生活，种群数量增长 ( http: / / www.21cnjy.com )曲线应是 ；（填图中字母）在自然环境中，由于环境的阻力，种群数量增长曲线为 。（填图中字母）
②此牛群的最大放牧量不应超过 ，如果要捕杀牛群，捕杀后应使剩余量在 左右。
【知识迁移】（2012江苏高考选编）蓝藻、 ( http: / / www.21cnjy.com )绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类。某课题组研究了不同pH对3种藻类的生长及光合作用的影响，请回答下列问题：
（1）在培养液中需加入缓冲剂以稳定pH，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在实验中需每天定时对藻细胞进行取样计数，请回答以下问题：
①取出的样液中需立即加入固定液，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②在计数前通常需要将样液稀释 ( http: / / www.21cnjy.com )，这是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③将样液稀释100倍，采用血球计数板（ ( http: / / www.21cnjy.com )规格为1mm×1mm×0.1mm）计数，观察到的计数室细胞分布见右图，则培养液中藻细胞的密度是＿＿＿＿＿个/mL。【四个角及中格数分别是5、4、4、4、3】

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