第2節種群數量的變化1．種群數量呈“J”型增長的條件是：食

物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害

的條件下，種群數量連續增長，種群增長

率保持不變。2．種群數量呈“S”型增長的條件是：自然界資源和空間有限的。3.在環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量成為環境容納量，又稱K值。4.“S”型增長的種群增長速率先增大，后減小，K/2時增長速率最大，K時增長速率為0。1.通過探究培養液中酵母菌種群數量的變化和細菌數量的變化，嘗試建構種群增長的數學模型。2.通過資料分析、師生交流，能夠闡明種群的“J”型增長和“S”型增長。3.通過查閱資料、小組討論，關注人類活動對種群數量變化的影響。1．構建數學模型一般步驟(1)觀察研究對象，提出問題；(2)提出___________；(3)根據實驗數據，用適當的___________對事物的性質表達；(4)通過實驗或觀察，對模型進行檢驗或修正。合理的假設數學形式種群數量的增長曲線2．種群數量的增長曲線(1)種群增長的“J”型曲線。①概念：在理想條件下種群數量增長的形式，如果以時間為橫坐標，_________為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈“J”型。種群數量②條件：在__________________條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件。③建立模型：t年后種群數量為____________。其中，N0為起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數。④特點：種群數量__________。食物和空間Nt＝N0λt連續增長①概念：種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為“S”型曲線。②條件：____________是有限的。③特點：初期種群數量_________，種群數量達到_____后將停止生長，有時在K值左右保持相對穩定。

(2)種群增長的“S”型曲線。資源和空間連續增長K值1.生物種群的環境容納量是否是恒定不變的？2．水葫蘆入侵到蘇州河時，在初期階段水葫蘆的種群數量增長符合哪種類型的曲線？試分析原因。【提示】1.不是，隨環境條件的改變，環境容納量也改變。2．符合“J”型增長曲線，環境中資源空間相對是充足的，又不存在天敵。1．種群增長的“J”型曲線與“S”型曲線的比較“J”型曲線“S”型曲線產生條件理想狀態①食物空間條件充裕②氣候適宜③沒有敵害、疾病現實狀態①食物空間有限②各種生態因素綜合作用特點種群數量以一定的倍數連續增長種群數量達到環境容納量K值后，將在K值上下保持相對穩定“J”型曲線“S”型曲線環境容納量(K值)無K值有K值曲線形成的原因無種內斗爭，缺少天敵種內斗爭加劇，天敵數量增多種群增長率保持穩定先增加后減少種群增長曲線種群增長速率曲線2.“S”型曲線在生產實踐中的指導意義根據“S”型曲線的特點：在K/2時增長速率最大。(1)為了持續獲得較多的生物資源，①應設法增大環境容納量K，如加強生物生存環境的管理，②捕撈、采伐應該在種群數量達到K/2以上時進行，而且剩余種群數量應保持在K/2左右。(2)若要對有害生物進行防治，①應設法使其環境容納量K變小，②通過引入天敵等措施，將種群數量盡量控制在較低水平。(3)草場放牧，最大載畜量不能超過K值；魚的養殖也不能超過K值，否則，生態系統的穩定性破壞，導致K值下降。3．K值變動的示意圖(1)同一種生物的K值不是固定不變的，會受到環境的影響。在環境不遭受破壞的情況下，K值會在平均值附近上下波動；當種群密度偏離平均值的時候，會通過負反饋機制使種群密度回到一定范圍內。(2)環境遭受破壞，K值會下降；當生物生存的環境改善，K值會上升。[實驗原理](1)酵母菌屬兼性厭氧型微生物，有氧時產生CO2和水，無氧時產生CO2和酒精。(2)用液體培養基培養酵母菌，種群的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(3)在理想的無限環境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線，在有限的環境下，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。[實驗步驟]試管中加入10mL無菌馬鈴薯培養液或肉湯培養液↓接種酵母菌到試管中并混合均勻↓把試管在28℃條件下連續培養7d↓每天抽樣檢測計數酵母菌數量：①將蓋玻片放在計數室上，用吸管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入到計數板小方格內；②顯微鏡觀察計數一個小方格內的酵母菌數，已知小方格的培養液厚度為0.1mm，計算出培養液體積；③換算出10mL培養液中酵母菌總數。↓將所得數值作好記錄，結果的記錄可設計下面的記錄表：分析數據，畫出曲線。進行數形轉換，以時間為橫坐標，酵母菌數量為縱坐標，畫出坐標曲線圖，分析曲線走向，揭示酵母菌種群數量變化規律。時間次數1234567123平均[例1]下圖為某地東亞飛蝗種群數量變化示意圖，下列敘述錯誤的是（）A．為有效防治蝗災，應在a點之前及時控制種群密度B．a～b段，該種群的增長率與種群密度之間呈正相關C．利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止c點出現D．控制種群數量在d～e水平，有利于維持該地生態系統的抵抗力穩定性【精講精析】圖示a點東亞飛蝗數量急劇上升，此時種群增長速率達到最大，在病蟲害防治時應在a點所示時間之前進行，A正確；圖示a～b段種群數量仍然在上升，但種群增長率呈下降趨勢，B錯誤；利用性引誘劑誘殺雄蟲，導致種群性別比例失調，使種群出生率降低從而降低種群密度，C正確；控制東亞飛蝗種群數量處于較低水平，對該生態系統的生產者有利，因此有利于維持該生態系統的抵抗力穩定性，D正確。【答案】B[例2]調查某地烏鴉連續10年的種群數量變化，圖中λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數，下列分析正確的是（）A．調查烏鴉的種群密度常采用樣方法B．第3年和第9年的烏鴉種群數量相同C．第6年以前烏鴉種群數量為“J”型增長D．第9～10年的烏鴉種群數量最少【精講精析】烏鴉屬于較大且移動性強的動物，宜采用標志重捕法調查，A錯誤；第3年和第9年烏鴉種群數量變化的λ值相同，但這兩年的烏鴉種群數量不同，B錯誤；“J”型曲線的λ值是固定值，題圖與之不符，C錯誤；第3年到第9年間，λ值小于1，說明種群數量一直在減少，在9～10年間種群數量保持穩定，種群數量最少，D正確。【答案】D(1)增長率：單位時間內種群數量的變化率，增長率＝(現有個體數－原有個體數)/原有個體數＝出生率－死亡率。甲為“J”型曲線增長率，乙為“S”型曲線增長率。易錯提醒

(2)增長速率：單位時間內種群的增長量，增長速率＝(現有個體數－原有個體數)/增長時間＝(出生數－死亡數)/單位時間，下圖為“J”、“S”型曲線的增長速率。[例3]有關“探究培養液中酵母菌種群數量動態變化”的實驗，正確的敘述是（）A．改變培養液的pH不影響K值(環境容納量)大小B．培養液中酵母菌種群的數量不隨時間的變化而變化C．取適量培養液滴于普通載玻片后對酵母菌準確計數D．營養條件不是影響酵母菌種群數量變化的唯一因素【精講精析】酵母菌培養時，營養成分、代謝產物、溫度、酸堿度、溶氧量等都會影響酵母菌種群數量的變化。【答案】D1．影響種群數量的因素(1)外界因素：種間因素和其他非生物因素，如________、天敵、氣候、傳染病等。(2)內部因素：________________、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例等。食物出生率和死亡率種群數量的波動和下降2．數量變化大多數種群的數量總是在________中，在不利的條件下，種群數量還會急劇________甚至消亡。波動下降研究種群數量變化的意義研究種群數量變化的意義主要體現在兩方面：一是野生生物資源的合理開發利用，二是農林害蟲等有害動物的防治，如下表(以滅鼠及捕魚為例說明)：

滅鼠捕魚K/2(有最大增長速率)若鼠的種群數量在K/2附近，這樣鼠的種群數量會迅速增加，無法達到滅鼠的目的使魚的種群數量維持在K/2，捕撈后，魚的種群數量可以迅速回升K(環境最大容納量)降低K值，改變環境，使之不適合鼠生存保護環境，保證魚生存的環境條件，盡量提升K值[例4]下圖表示某一種群在有限環境中增長的曲線。現圍繞此曲線的下列描述中正確的是（）A．K是環境條件所允許達到的種群數量最大值，其數值是恒定不變的B．在K值之前，種群的數量逐漸增大，年齡組成由增長型逐漸轉為衰退型C．如果不考慮遷入、遷出等其他因素，在K值時出生率≈死亡率D．假設這是魚的種群，當種群數量達到K/2值時開始捕撈，可持續獲得最高產量【精講精析】K值不是一成不變的，可發生改變，種群數量最大值是在K值附近波動，A錯誤；K值前種群的年齡組成是增長型，到達K值，出生率≈死亡率，年齡組成為穩定型，B錯誤；魚群的捕撈應在大于K/2時進行，且剩余量應維持在K/2，D錯誤。【答案】C[例5]種群在理想環境中，呈“J”型曲線增長(如下圖曲線甲)；在有環境阻力的條件下