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(共47张PPT)
第32讲　第二课时　种群的数量变化及其影响因素
考点一 种群数量的变化
夯实基础 精研教材
1.种群数量变化的研究方法
(1)研究方法:建构　　　　模型。
(2)一般步骤:观察研究对象,提出问题→提出合理的　　　　→根据实验数据,用适当的　　　　　　对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正。
数学
假设
数学形式
2.种群数量的两种增长模型分析
种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线的比较及其增长率和增长速率分析
一定时间内增长的数量/时间
食物和空间
充裕
有限
倍数
K/2
K值
淘汰
资源、空间
3.种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线分析及应用
(1)关注“λ”值内涵
种群“J”形增长的数学模型:Nt=N0λt,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,不是增长率。
(2)K值的表示方法及K值的变化
①K值的三种表示方法
②K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;当环境条件改善时,K值会上升。
4.种群数量的波动
大多数生物
爆发
近亲繁殖
个体数量
低于
5.影响种群数量变化的因素
(1)影响种群数量变化的因素
林冠层
光照强度
气温降低
气候干旱
种内竞争
(2)种群研究的应用
②有害生物防治:既可以适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又可以通过引入天敌、减少食物等方法,降低其　　　　　　。
保护对策　
中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量
维持在K/2)
环境容纳量
教材深挖
1.(选择性必修2 P9正文)同一种群的K值不是固定不变的,原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。2.(选择性必修2 P16小字)食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,称为　　　　　　　　。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,称为　　　　　　　　。
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;当环境条件改善时,K值会上升
密度制约因素
非密度制约因素
3.(选择性必修2 P17思维训练)根据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性:______________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
自然生态系统中猎物增多会导致捕食者增多,捕食者增多会使猎物数量减少,猎物减少会引起捕食者数量减少,最终使猎物和捕食者在一定水平上保持动态平衡
易错排查
1.某湖泊中肉食性鱼类甲捕食植食性鱼类乙形成的种群数量动态变化,不属于反馈调节。(　　)
2.欧亚蔊菜入侵人工草坪初期,种群增长曲线呈“S”形。(2022·辽宁卷)(　)
3.种群数量达到K/2时,是防治福寿螺的最佳时期。(2022·湖南卷)(　　)
4.某实验水域中定期投入适量的饲料,饲料是影响某种水生动物种群数量变化的非密度制约因素。(2022·山东卷)(　　)
×
×
×
×
考法练透 素养提升
考法一　种群数量变化的规律
1.(2024·广东两校联考)在资源和空间有限的条件下,种群数量呈“S”形增长。如图是某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线,下列有关叙述正确的是(　　)
A.19.8 ℃条件下第10天后出现环境阻力
B.该藻类种群的环境容纳量随环境温度改变而改变
C.24.8 ℃条件下第8天左右的种群增长速率最大
D.在达到K值之前该藻类种群的出生率与死亡率都越来越小
B
解析 19.8 ℃条件下一直有环境阻力,A项错误;由图可以看出,在不同的温度条件下,该藻类的个体数最大值不同,所以环境容纳量随环境温度改变而改变,B项正确;题图中曲线斜率表示种群的增长速率,分析曲线可知,24.8 ℃条件下大约第5天时曲线的斜率最大,此时种群增长速率最大,C项错误;在达到K值之前该藻类种群的出生率越来越小,死亡率越来越大,出生率与死亡率的差值越来越小,最后基本相等,D项错误。
2.(2024·山东济南模拟)如下两图均与种群“S”形增长有关,对两图进行对比分析,下列相关叙述错误的是(　　)
A.t0~t1,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,增长率不断增加
B.t1~t2,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内竞争加剧,种群增长速率下降
C.t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率
D.为有效防治蝗灾,应在t1前及时控制其种群密度
A
解析 t0~t1,种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,出生率大于死亡率,种群增长速率不断增加,种群数量增长较快,但增长率不断减小;t1~t2,由于资源和空间有限,随着种群密度增大,种内竞争不断加剧,种群增长速率下降;由图示可知,t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,但不为零,此时种群增长速率为零;在t1时种群数量为K/2,种群增长速率最大,因此应在t1前及时控制害虫的种群密度,才能将有害生物控制在较低水平。
考法二　种群数量的波动
3.生活在加拿大北方森林的猞猁主要以雪兔为捕食对象。下图是当地雪兔和猞猁的种群数量变化曲线。下列叙述错误的是(　　)
A.种群数量的相对稳定和有规则波动主要与非密度制约因素有关
B.捕食能将被捕食者的种群密度制约在一定水平
C.雪兔和猞猁的数量变化是负反馈调节作用下的周期性波动
D.雪兔和猞猁种群数量的波动是外源性因素调节的结果
A
解析 密度制约因素的影响程度与种群密度有密切关系,如食物和天敌等,生物种群数量的相对稳定和有规则的波动主要与密度制约因素有关,A项错误;捕食关系的存在,使被捕食种群的数量增长受到制约,种群密度维持在一定水平,B项正确;猞猁与雪兔属于捕食关系,雪兔和猞猁的数量变化是负反馈调节作用下的周期性波动,C项正确;外源性因素是指影响种群密度的外部因素,主要包括气候、食物、捕食关系、疾病、寄生关系等,雪兔和猞猁种群数量的波动主要是外源性因素(捕食关系)调节的结果,D项正确。
考法三　影响种群数量变化的因素
4.(2023·广东卷)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡,以卵越冬。某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是(　　)
A.密度制约因素导致出生率下降
B.密度制约因素导致死亡率上升
C.非密度制约因素导致出生率下降
D.非密度制约因素导致死亡率上升
C
解析 气温属于非密度制约因素,蝗虫在秋季产卵后死亡,气温提前下降导致大量蝗虫在产卵前死亡,所以导致出生率下降,从而使次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。
5.(2024·江西上饶月考)农业生产中常利用瓢虫来防治叶螨。某小组研究瓢虫的饥饿程度和密度对其捕食作用率的影响,结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.在相同条件下,瓢虫密度越高,捕食作用率越低
B.饥饿程度和叶螨密度共同决定了瓢虫的捕食作用率
C.对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果
D.田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度
B
解析 据图可知,在相同条件下(饥饿状态相同条件下),瓢虫密度越高,捕食作用率越低,故为保证较高的捕食作用率,田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度;由题图无法得知叶螨密度对瓢虫捕食作用率的影响;结合题图可知,在瓢虫密度相同的情况下,饥饿24 h和饥饿48 h后瓢虫的捕食作用率均高于未饥饿瓢虫的捕食作用率,故对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果。
考点二 实验:探究培养液中酵母菌种群数量的变化
夯实基础 精研教材
1.实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌,种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形
曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中,当酵母菌种群数量达K值后,还会转而下降直至全部死亡。
营养消耗、废物积累及pH变化
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
2.实验流程
无菌
血细胞计数板　
曲线
3.用血细胞计数板计算酵母菌数量的方法
(1)血细胞计数板构造
血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格而言,计数四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于25×16的规格而言,计数四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量,如图所示。
(2)计算方法:大方格长、宽均为1 mm,高度为0.1 mm(即规格为1 mm×
1 mm×0.1 mm),则每个大方格的体积为0.1 mm3(10-4 mL)。故1 mL培养液中细胞个数=(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。
4.影响实验结果的误差分析及改进办法
教材深挖
(选择性必修2 P11探究·实践改编)如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验相关曲线,据图回答下列问题。
(1)相当长一段时间内,酵母菌的增长符合哪种模型
(2)DE段曲线下降的原因可能有哪些
符合“S”形曲线增长。
营养物质随着消耗逐渐减少,有害产物逐渐积累,培养液的pH等理化性质发生改变等。
(3)试着在坐标系中画出该酵母菌的增长速率随时间变化的曲线。
易错排查
1.酵母菌种群增长所需的能量全部来自培养液。(　　)
2.若要估算培养液中酵母菌的数量,可借助显微镜进行。(　　)
3.给营养充足的培养液通入O2有利于酵母菌种群数量的增加。(　　)
4.从静置的培养液中取适量上清液,用血细胞计数板计数。(　　)
√
√
√
×
思维探究 考教衔接
某研究性学习小组为探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化,进行了如下实验,实验操作步骤如下:
第一步:配制无菌马铃薯葡萄糖培养液,活化酵母菌液。
第二步:利用相同的多套装置,按下表步骤操作。
装置编号 A B C D
无菌马铃薯葡萄糖培养液/mL 10 10 5 5
无菌水/mL - - 5 5
活化酵母菌液/mL 0.1 0.1 0.1 0.1
温度/℃ 5 25 5 25
第三步:用血细胞计数板计数装置中起始的酵母菌数目,做好记录。
第四步:将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。
第五步:连续7 d,每天随机取样计数,做好记录。
(1)改正实验操作步骤中的一处错误:
　　　　　 　 　　　　　　　　　　。
(2)观察值是血细胞计数板上若干方格内的酵母菌数的平均值,对于压在方格边线上的酵母菌的处理方法是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)有25个中方格,每个中方格又分为16个小方格,将样液稀释100倍后计数,发现大方格四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个,则培养液中酵母菌的密度为　　　　　个/mL。
第五步中应每天同一时间(定时)取样
数相邻的两边及其顶角的酵母菌
1×108
考法练透 素养提升
1.(2024·广东湛江调研)如图为某实验小组在探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验中利用血细胞计数板统计酵母菌数量的三步操作。下列相关叙述错误的是(　　)
A.培养液中酵母菌数量变化受营养物质、pH等因素影响
B.按图中①②③顺序操作,最后统计所得的数值将会偏小
C.正确操作顺序应为②①③,同一时间至少取样3次求平均值
D.显微镜计数时,应统计方格内和固定的相邻两边及其顶角的酵母菌
B
解析 实验后期,由于营养物质有限、pH逐渐变小,酵母菌数量会下降,故培养液中酵母菌数量变化受营养物质、pH等因素影响,A项正确;在探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验中,应先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余的培养液用滤纸吸去,稍等片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部再开始计数,为了使数据更可靠,同一时间至少取样3次求平均值,若按题图中①②③顺序操作,将会导致过多的菌体沉降下来,最后统计所得的数值应偏大,B项错误,C项正确;显微镜计数时,应遵循“计上不计下、计左不计右”的原则,故应统计方格内和固定的相邻两边及其顶角的酵母菌,D项正确。
2.如图表示在锥形瓶中用不同方式培养酵母菌时的种群增长曲线。图中曲线⑤是对照组,其余曲线代表每3 h、12 h、24 h换一次培养液及不换培养液但保持pH恒定,4种不同情况下酵母菌种群增长曲线。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.①②③分别代表每3 h、12 h、24 h换一次
培养液的种群增长曲线
B.在保持培养液的更换频率不变的情况下,曲线①将保持“J”形增长
C.造成曲线⑤K值较小的原因可能是代谢产物的积累、pH变化、溶解氧不足等
D.若用血细胞计数板统计细胞数量,不能直接从静置的培养瓶中取出培养原液进行计数
B
解析 在保持培养液的更换频率不变的情况下,因为有空间的限制,曲线①不会呈“J”形增长,B项错误;如果用血细胞计数板统计细胞数量,应摇匀稀释后再取培养液进行计数,D项正确。
聚焦表达 回扣落实
1.(基础识记类)“J”形增长曲线的形成条件:
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　等。
2.(原理推断类)捕鱼时要控制网眼大小,只捕捉较大的鱼,从种群特征的角度分析,其原理是____________________________________ __________。
3.(原因分析类)渔业捕捞中,让鱼的种群数量维持在K/2的原因是
　　　 　　　　　　　　　　　　。4.(原因分析类)将一种生物引入一个新环境中,在引入最开始一段时间内,这种生物　　　　　　(填“一定”或“不一定”)呈“J”形增长。原因是
　　 　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种
确保鱼种群的年龄结构为增长型,使鱼种群数量增长速度快
K/2时种群的增长速率最大,种群的数量能迅速恢复,有利于鱼类资源的可持续利用
不一定
若不适应新环境,则可能被淘汰;若新环境为理想条件,种群在引入开始一段时间内会呈“J”形增长;若能够适应环境,但环境条件有限,可能呈“S”形增长
5.(原因分析类)荔枝是广东特色农产品,其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理,果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理,林下几乎没有植被,荔枝产量高;荔枝园B与荔枝园A面积相近,但不进行人工管理,林下植被丰富,荔枝产量低。与荔枝园B相比,荔枝园A的害虫和天敌的数量　　　(填“高”或“低”),根据其管理方式分析,主要原因可能是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
低
荔枝园A使用杀虫剂,可降低害虫数量,同时因食物来源少,导致害虫天敌数量也少

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