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1、第2讲种群的增长方式和种群的数量波动及调节,【知识梳理】一、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化【加试】1.计数方法:用_进行计数。2.计数顺序:_右上_左下。3.测培养液浑浊度的仪器:_(或比色计)。,血细胞计数板,左上,右下,比浊计,二、种群的增长方式1.两图表示_的关系。,种群数量和时间,2.结合图示完成下表:,指数增长,“S”形增长,资源和空间,受到其他生,物制约,一定百分数或倍数,K/2,K值,3.a点是指K值,其含义是环境容纳量。,三、种群的数量波动及调节【加试】1.种群的非周期波动与周期波动:,时间,相等,植食动物,肉食动物,2.种群数量的调节因素:(1)外源性因素:主要指气候、
2、_、疾病、寄生和捕食等。(2)内源性因素:主要有_调节和_调节。,食物,行为,内分泌,【速记卡片】1.“S”形曲线形成的两个原因:(1)资源和空间条件有限,随种群密度增大,种内斗争加剧。(2)天敌数量增多,从而使出生率降低、死亡率升高。,2.K值与种群数量变化规律:(1)K/2之前:种群起始呈加速增长,种群数量增加。(2)K/2时:种群增长最快,种群数量增加。(3)超过K/2:种群开始减速增长,种群数量继续增加。(4)达到K值:种群数量停止增长或在K值上下波动,种群数量达到最大值。,3.种群数量波动的两个原因: 【加试】(1)非周期波动的原因:气候变化。(2)周期波动的原因:食料植物、植食动物
3、和肉食动物三者之间的数量互动关系。,4.种群数量的两个内源性调节因素: 【加试】(1)行为调节:动物的领域行为对种群密度具有明显的调节作用。(2)内分泌调节:由于社会压力加大,会刺激动物中枢神经系统而引发内分泌失调,从而影响动物的生殖等。,考点一探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化1.探究目的:【加试】(1)探究酵母菌种群数量随时间发生的变化,从而了解封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律。(2)学习使用血细胞计数板。(3)初步尝试建立数学模型。,2.实验原理:(1)影响酵母菌种群增长的因素:用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)不同环境条件下,
4、酵母菌种群的增长情况:在理想的无限环境条件下,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。,3.探究过程:,4.结果分析:(1)结论:根据实验数据可得如上图所示曲线,增长曲线的总趋势是先上升再降低。,(2)原因:在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜,酵母菌大量繁殖,种群数量剧增;随着酵母菌数量的不断增多,营养消耗,pH变化等,生存条件恶化,酵母菌死亡率高于出生率,种群数量下降。,5.注意事项:从试管中吸出培养液进行计数前,需拧紧试管盖将试管倒转数次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。,【典例1】某小组开展酵母菌培养实验,如图是摇瓶培养中
5、酵母种群变化曲线。下列相关叙述正确的是(),A.培养初期,酵母因种内竞争强而生长缓慢B.转速150 r/min时,预测种群增长曲线呈“S”形C.该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法D.培养后期,酵母的呼吸场所由胞外转为胞内【解题指导】本题考查培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验。逐项分析如下:,答案:B,【典例2】(2017湖州模拟)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.实验目的只是了解封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律B.显微计数时对于压在方格线上的酵母菌只计数相邻两边及其夹角的酵母菌,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.实验结束
6、后,将血细胞计数板浸泡、冲洗后晾干【解题指导】本题考查探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验过程及注意事项。逐项分析如下:,答案:A,考点二种群数量的增长曲线及应用1.“J”形曲线和“S”形曲线:,(1)相同点:它们都表示种群数量随时间而变化的趋势,且都只研究种群数量变化中的增长问题。(2)不同点:,2.出生率和死亡率与种群数量的变化曲线:解读:出生率-死亡率=增长率,在B点时差值最大,为K/2值;D点时差值等于0,为K值。,3.实际应用:(1)濒危动植物的保护:由于环境污染、人类破坏等,造成环境对于此种生物的K值变小,通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量,是保护这些生物的根本措施。,(2
7、)野生生物资源合理开发利用:要保证捕捞或利用后,生物种群数量在K/2左右,这样既可获得最大利用量,又可保持种群的高速增长。(3)一次性利用生物资源:当种群数量达到K值时开始利用,所以应尽量提高环境容纳量,增大K值。,【典例1】(2017台州模拟)如图是自然界中种群增长的一般走势,下列分析正确的是(),A.该图符合种群增长的“J”形曲线B.在K/2时,种群内的斗争最激烈C.农作物合理密植时,其数量不应大于K值D.在K值时种群的增长速率最大,【解题指导】本题考查种群增长的“J”形曲线和“S”形曲线。题图符合种群增长的“S”形曲线,选项A错误;在种群数量达到环境容纳量K时,种群内的斗争最激烈,选项B
8、错误;农作物合理密植时,其数量不应大于环境容纳量K值,否则会造成种内斗争加剧,导致农作物减产,选项C正确;在种群数量达到K/2时,种群的增长速率最大,选项D错误。答案:C,【方法技巧】关于种群数量增长曲线的转化方法(1)快速实现“S”形曲线和种群增长速率曲线的转化,如图所示:,(2)明确图中t1和t2对应的种群数量。图中t1增长速率最快,对应“S”形曲线的K/2值,t2增长速率为0,出生率等于死亡率,种群数量不变,对应“S”形曲线的K值。,【典例2】(2017浙江4月选考真题)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改变而变化
9、C.环境容纳量由种群的出生率和死亡率决定D.种群的指数增长会受到环境容纳量的限制,【解题指导】本题考查环境容纳量。逐项分析如下:,答案:B,【易错易混】1.“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的几点提醒:(1)本实验不需要设置对照实验,酵母菌每天的数量变化可形成前后对照。(2)本实验不需要设置重复实验。,(3)血细胞计数板使用后,切勿用硬物洗刷,可采用浸泡和冲洗的方法。(4)显微镜计数时,对于压在方格线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌,一般遵循“数上线不数下线,数左线不数右线”的原则计数。,(5)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均
10、匀分布,减小误差。(6)培养后期的样液要稀释后再计数。,2.种群数量增长倍数()与种群密度的关系:Nt=N0t,代表种群数量增长倍数。1时,种群密度增大;=1时,种群密度保持稳定;1时,种群密度减小。,3.环境容纳量种群数量最大值:种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值,这个值存在的时间很短,大于环境容纳量。,4.同种生物的K值并非稳定不变:当环境条件改变后,K值也会改变,如清除生活垃圾,密封储粮等环境条件的改变会降低环境对鼠的负载能力(K值)。5.正确理解K/2值的含义:K/2表示种群增长速率最快;既不是种群密度最大,也不是种群数量最多。,【强化训练】1.【加试题】(201
11、7杭州模拟)将100 mL酵母菌液放在适宜温度下培养,并在不同时间内等量均匀取样4次,分别测定样品中酵母菌的数量和pH,结果如下表。下列相关说法正确的是(),A.可用标志重捕法对酵母菌计数B.吸取培养液前应将培养瓶轻轻振荡C.表中样品取样的先后顺序为3、1、4、2D.表中pH不同只与酵母菌的需氧呼吸有关系,【解题指南】解答本题需明确以下两点:(1)明确培养过程中,培养液中的酵母菌往往分布不均匀,可能会沉在试管底部。(2)明确培养液中的酵母菌呼吸产生的CO2等代谢产物会导致培养液pH发生变化。,【解析】选B。应采用血细胞计数板统计酵母菌数量,而不能用标志重捕法对酵母菌计数,选项A错误;培养过程中
12、,酵母菌可能会沉在试管底部,如果取样取的是试管底部,实验数据则会偏大,如果取样取的是试管上部,实验数据则会偏小,因此制片前要轻轻振荡试管使酵母菌分布均匀,选项B正确;将酵母菌液放在适宜温度下培养,可根据培养液pH的变化来确定取样顺序,因,为酵母菌的代谢活动消耗营养物质,不断产生CO2等代谢产物,使培养液pH不断下降,因此正确的取样顺序为2、4、1、3,选项C错误;酵母菌进行需氧呼吸和厌氧呼吸,表中pH不同也与厌氧呼吸有关,选项D错误。,2.种群呈“S”形增长过程中,当种群数量超过环境容纳量一半时,种群的()A.密度增长越来越快B.环境阻力越来越大C.环境阻力越来越小D.密度越来越小【解析】选B
13、。超过K/2值后,种群密度虽然在增加,但是增加幅度越来越缓慢,因为环境阻力越来越大。,3.(2017舟山模拟)如图表示某物种迁入新环境后,种群数量增长速率(平均值)随时间(单位:年)的变化关系。经调查在第5年时该种群的种群数量为200只。有关叙述正确的是(),A.由图可知,该物种迁入新环境后,其种群数量一直呈“J”形增长B.理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只C.由于天敌、生活空间和资源等,导致第5年到第9年种群数量减少D.如果该种群为东方田鼠,则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患,【解题指南】解答本题需明确以下两点:(1)图示信息:种群增长速率随时间的变化是先增大后减小,种群
14、呈“S”形曲线增长。(2)关键信息:增长速率最大时,种群数量为环境容纳量的一半。,【解析】选B。据题图可知,该物种迁入新环境后,种群数量增长速率先增大后减小,说明该物种的种群数量呈“S”形增长,选项A错误;据图可知,在第5年时,该种群增长速率最大,此时种群数量为K/2,又因为此时种群数量为200只,因此该种群在此环境中的环境容纳量约为400只,选项B正确;第5年到第9年种群数量增长速率逐渐减小,但仍大于零,说明该阶段种群数量仍,逐年增加,只是增加的速度越来越慢,选项C错误;据图可知,种群数量在200只左右时,种群增长速率最大,容易造成鼠患,因此为防止鼠害,应将其数量控制在200只以内,选项D错
15、误。,4.如图表示将绵羊引入某个岛屿后的数量变化情况,对此叙述正确的是(),A.绵羊种群的数量增长到一定程度,就保持恒定不变B.绵羊数量达到K/2时,绵羊的出生率最大,增长速率也最大C.种群数量不可能无限增长,这是生态系统具有一定的自我调节能力的体现D.绵羊数量达到K值时,种群的年龄结构为衰退型,【解析】选C。绵羊种群的数量增长到一定程度,就保持相对稳定,而不是恒定不变,故A错;绵羊数量达到K/2时,绵羊的出生率大于死亡率,但出生率不一定最大,增长速率最大,故B错;绵羊数量达到K值时,种群的年龄结构为稳定型,故D错;种群数量不可能无限增长,到达K值后会上下波动,这是生态系统具有一定的自我调节能
16、力的体现,故C正确。,【加固训练】(2017绍兴模拟)在一固定容器内用液体培养基培养肺炎双球菌并测定其种群数量变化,结果如图。其中在a点时向培养基中添加了一定量的青霉素。下面对该菌种群数量变化的理解不正确的是(),A.cd段菌体数量不再增加,这与环境容纳量有关B.ab段种群中抗青霉素基因的基因频率变化最大C.d点开始出现的变化说明d时可能再次加入了青霉素D.曲线从b到d主要体现了青霉素对肺炎双球菌的选择过程,【解析】选D。cd段菌体数量不再增加,是由于资源和生存空间有限引起的,与环境容纳量有关,选项A正确;在a点时向培养基中添加了一定量的青霉素,由于青霉素的选择作用,导致不具有抗性的肺炎双球菌大量死亡,因此ab段种群中抗青霉素基因的频率变化最大,选项B正确;d点开始出现变化,可能是由于营养物质因消耗而大量减少、有害代谢产物的大量积累、pH下降等,因素,导致细菌与环境的斗争加剧,也有可能是再次加入了青霉素,选项C正确;曲线从a到b主要体现了青霉素对肺炎双球菌的选择过程,而bd段不再受青霉素的影响,反映了被选择下来的具有抗性的肺炎双球菌的生长曲线,选项D错误。,