人教版(新教材)高中生物選擇性必修2PAGEPAGE1第2節(jié)種群數(shù)量的變化建構(gòu)種群增長模型的方法與種群的“J”形增長——————————————自主梳理——————————————1.數(shù)學(xué)模型及其常見形式與建立過程2.種群的“J”形增長(1)數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。(√)(2)實(shí)際上，自然界并不存在類似“J”形增長的種群。(×)〖提示〗當(dāng)一個(gè)新物種被引種到一個(gè)條件適宜的新環(huán)境的早期，往往會呈現(xiàn)出“J”形增長。(3)“J”形增長的前提條件是食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等理想條件。(√)(4)“J”形增長的數(shù)學(xué)模型Nt＝N0λt中，λ為一定值，表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)。(√)〖應(yīng)用示例〗(2021·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)下列關(guān)于建構(gòu)種群增長模型方法的說法，不正確的是()A.曲線圖能直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢B.數(shù)學(xué)模型就是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的曲線圖C.數(shù)學(xué)模型可描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化D.在數(shù)學(xué)建模過程中也常用到假說一演繹法〖答案〗B〖解析〗曲線圖能直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢，A正確：數(shù)學(xué)模型就是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，可能是曲線圖，也可能是數(shù)學(xué)表達(dá)式，B錯(cuò)誤；數(shù)學(xué)模型可描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化，C正確；建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的一般步驟是提出問題→作出假設(shè)→用數(shù)學(xué)形式表達(dá)→檢驗(yàn)或修正，故在數(shù)學(xué)建模過程中也常用到假說—演繹法，D正確。〖對點(diǎn)小練〗(2021·山東濰坊一中月考)科研小組對某地兩個(gè)種群的數(shù)量進(jìn)行了多年的跟蹤調(diào)查，并研究λ＝eq\f(Nt＋1,Nt)隨時(shí)間的變化趨勢，結(jié)果如下圖所示(圖中Nt表示第t年的種群數(shù)量，Nt＋1表示第t＋1年的種群數(shù)量)。下列分析正確的是()A.甲種群在t1～t2段的種群數(shù)量不斷增加B.乙種群在t1～t2段的種群數(shù)量一直減少C.乙種群在t3后種群數(shù)量保持不變D.甲種群在t3后數(shù)量相對穩(wěn)定可能是生存條件得到了改善〖答案〗C〖解析〗甲種群在t1～t2段，λ一直小于1，故甲種群在t1～t2段的種群數(shù)量不斷減少，A錯(cuò)誤；乙種群在t1～t2段，λ先大于1，種群數(shù)量增大，后小于1種群數(shù)量下降，B錯(cuò)誤；乙種群在t3后λ等于1，種群數(shù)量不再變化，C正確；甲種群在t3后，λ大于1，且保持不變，種群數(shù)量不斷增加，D錯(cuò)誤。聯(lián)想質(zhì)疑在理想條件下，某細(xì)菌每20min就分裂繁殖一代，繁殖24h后，其總量會超乎你想象。1.“J”形增長的條件是什么？〖提示〗(1)食物和空間條件充裕；(2)氣候適宜；(3)沒有天敵和其他競爭物種等。2.種群數(shù)量在什么情況下呈“J”形曲線增長呢？〖提示〗(1)實(shí)驗(yàn)室條件(理想條件)下。(2)當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境中最初的一段時(shí)間內(nèi)(接近“J”形增長)。★理想條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。當(dāng)λ－1>0，λ>1時(shí)，種群數(shù)量增加；當(dāng)λ－1＝0，λ＝1時(shí)，種群數(shù)量保持不變；當(dāng)λ－1<0，λ<1時(shí)，種群數(shù)量減少。,種群的“S”形增長——————————————自主梳理——————————————(1)種內(nèi)競爭能對種群數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。(√)(2)環(huán)境容納量，即K值，是固定不變的。(×)〖提示〗環(huán)境容納量并非固定不變的。(3)建立自然保護(hù)區(qū)，給大熊貓更寬廣的生存空間，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量，是保護(hù)大熊貓的根本措施。(√)(4)當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，出生率與死亡率大致相當(dāng)。(√)(5)所有種群在數(shù)量快速增長達(dá)到K值后都能保持相對穩(wěn)定，使種群增長呈“S”形曲線。(×)〖提示〗種群數(shù)量在達(dá)到K值后，可能會保持相對穩(wěn)定，也可能會持續(xù)性急劇下降。〖應(yīng)用示例〗如圖是某一動物物種遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長曲線圖，下列說法不正確的是()A.圖中的增長曲線呈“S”形，D點(diǎn)對應(yīng)的是K值B.圖中表示種群增長速度最快的點(diǎn)是CC.圖中種群數(shù)量的增長在遷入第2年后明顯加快D.圖中第8年后，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定〖答案〗B〖解析〗種群增長速度最快的點(diǎn)應(yīng)是B點(diǎn)，即K/2處，B錯(cuò)誤。〖對點(diǎn)小練〗(2021·河南百校聯(lián)盟)自然界中的種群數(shù)量增長一般呈現(xiàn)出“S”形曲線的走勢，在此增長趨勢中()A.種群的增長與種群密度無關(guān) B.達(dá)到K值時(shí)種群數(shù)量不再變化C.種群的增長受到環(huán)境因素制約 D.同一種群的K值固定不變〖答案〗C〖解析〗種群數(shù)量增長的“S”形曲線是在種群密度增大，種內(nèi)競爭加劇，天敵數(shù)量增加等情況下形成的，A錯(cuò)誤、C正確；種群數(shù)量達(dá)到K值后并不是一成不變的，而是圍繞K值上下波動.B錯(cuò)誤；同一種群的K值并不是固定不變的，當(dāng)生存環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，K值也會相應(yīng)地改變，D錯(cuò)誤。

聯(lián)想質(zhì)疑★現(xiàn)實(shí)條件：如氣候、食物、天敵、傳染病等。★“J”形曲線與“S”形曲線的比較2020年春節(jié)過后，巴基斯坦出現(xiàn)了嚴(yán)重的蝗災(zāi)。蝗蟲防治的最佳時(shí)間大致為何時(shí)？〖提示〗種群數(shù)量達(dá)到K/2之前，越早越好。種群的增長速率(1)含義：單位時(shí)間內(nèi)增加的個(gè)體數(shù)量。(2)計(jì)算公式：增長速率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù))/增長時(shí)間★對于珍貴的野生生物，要保護(hù)環(huán)境，減小環(huán)境阻力，增大K值；對于有害的生物，要采取相應(yīng)措施，增大環(huán)境阻力，減小K值。種群數(shù)量的波動及培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化——————————————自主梳理——————————————1.種群數(shù)量的波動(1)原因①非生物因素：氣候條件、水資源等。②生物因素：天敵、食物、病原體等其他生物的影響，人類的捕殺以及本物種其他個(gè)體對空間資源的競爭等。(2)種群數(shù)量波動產(chǎn)生的影響影響結(jié)果原因分析實(shí)例易成災(zāi)種群常處于明顯的波動狀態(tài)，說明制約其種群數(shù)量變化的因素較少或也處于不穩(wěn)定中，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)蝗災(zāi)、鼠災(zāi)、赤潮等是種群數(shù)量爆發(fā)增長的結(jié)果易消亡種群的延長需要有一定的個(gè)體數(shù)量為基礎(chǔ)，當(dāng)一個(gè)種群的數(shù)量過少，種群可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡有的鯨瀕臨滅絕、大熊貓等珍稀動物不加強(qiáng)保護(hù)也極易滅絕2.培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化(1)在利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，應(yīng)先吸取培養(yǎng)液滴于計(jì)數(shù)室內(nèi)，再加蓋蓋玻片，最后用濾紙吸去多余的培養(yǎng)液。(×)〖提示〗應(yīng)先蓋蓋玻片，再滴加培養(yǎng)液。(2)對一支試管中的培養(yǎng)液中的酵母菌逐個(gè)計(jì)數(shù)是非常困難的，通常采用抽樣檢測的方法。(√)(3)從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，應(yīng)先將試管輕輕振蕩幾次，這樣做是為了讓酵母菌全部沉降到試管底部。(×)〖提示〗振蕩的目的是為了讓培養(yǎng)液中的酵母菌混合均勻，從而保證取樣的代表性。〖應(yīng)用示例〗(2021·河北石家莊期中)探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的實(shí)驗(yàn)方法與注意事項(xiàng)中，不正確的是()A.計(jì)數(shù)培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量可用抽樣檢測法B.該實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)置對照組，不需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)C.從試管中吸取培養(yǎng)液時(shí)要將試管輕輕振蕩幾次D.在顯微鏡下統(tǒng)計(jì)酵母菌數(shù)量時(shí)視野不能太亮〖答案〗B〖解析〗統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量一般用抽樣檢測法，A正確；該實(shí)驗(yàn)中，酵母菌種群數(shù)量的變化在時(shí)間上形成自身對照，無需設(shè)置對照組，要獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求平均值，B錯(cuò)誤；為了使酵母菌分布均勻和計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，取樣前要將試管輕輕振蕩幾次，C正確；因酵母菌和培養(yǎng)液的折光率比較低，用顯微鏡觀察時(shí)視野不能太亮，D正確。〖對點(diǎn)小練〗(2021·山東泰安月考)如圖為某地東亞飛蝗種群數(shù)量變化示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.為有效防止蝗災(zāi)，應(yīng)在A點(diǎn)之前及時(shí)控制種群密度B.AB段該種群的增長率與種群密度之間呈正相關(guān)C.利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止C點(diǎn)出現(xiàn)D.控制種群數(shù)量在DE段水平，有利于將蟲害程度降到低水平〖答案〗B〖解析〗害蟲防治越早越好，DE段害蟲種群數(shù)量很低，蟲害程度低，A、D正確；AB段該種群的增長率下降，種群密度仍在增大，B錯(cuò)誤；利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例后，蝗蟲種群內(nèi)的雌雄比例失調(diào)，導(dǎo)致種群內(nèi)出生率下降，可防止種群數(shù)量增長至C點(diǎn)，C正確。——————————————素養(yǎng)提升——————————————科學(xué)探究——利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對微生物進(jìn)行計(jì)數(shù)(1)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板及相關(guān)計(jì)算(2)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析及改進(jìn)辦法〖應(yīng)用示例〗(2021·安徽淮北一中月考)為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某研究性學(xué)習(xí)小組完成了有關(guān)實(shí)驗(yàn)：若吸取酵母菌培養(yǎng)液1mL并稀釋100倍，采用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm，由400個(gè)小格組成)計(jì)數(shù)，如圖表示一個(gè)中方格中酵母菌的分布情況，以該中方格為一個(gè)樣方，計(jì)數(shù)結(jié)果是酵母菌有________個(gè)；如果計(jì)數(shù)的中方格中酵母菌平均數(shù)為18個(gè)，則1mL培養(yǎng)液中酵母菌的總數(shù)為________個(gè)。()A.182.88×108 B.172.8×108C.162.8×108 D.152.88×108〖答案〗D〖解析〗中方格內(nèi)共有酵母菌11個(gè)，選擇左和上兩個(gè)相鄰邊對壓線個(gè)體計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果為4個(gè)，所以圖示中方格中酵母菌總數(shù)為15個(gè)。如果計(jì)數(shù)的中方格中酵母菌平均數(shù)為18個(gè)，則1mL培養(yǎng)液中酵母菌的總數(shù)為(18÷25)×400×104×100＝2.88×108個(gè)。聯(lián)想質(zhì)疑1.種群數(shù)量的波動類型(1)周期性波動：兩個(gè)波峰之間相隔的時(shí)間相等的波動。少數(shù)物種的種群數(shù)量波動表現(xiàn)周期性。(2)非周期性波動：兩個(gè)波峰之間相隔的時(shí)間不相等的波動。大多數(shù)種群的數(shù)量因氣候等原因發(fā)生非周期性波動。2.東亞飛蝗種群數(shù)量的波動?xùn)|亞飛蝗種群的數(shù)量波動在兩個(gè)波峰之間相隔的時(shí)間不等，因此為不規(guī)則的波動(非周期性波動)。★酵母菌數(shù)量變化過程1.預(yù)期在一定的時(shí)間內(nèi)，培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量增長將可能是何種類型？依據(jù)是什么？〖提示〗“S”形，依據(jù)是酵母菌生長的空間和資源(營養(yǎng)物質(zhì))是有限的。2.由于在實(shí)驗(yàn)的過程中會有大量酵母菌死亡，而用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)，無法區(qū)分酵母菌的死活，這會對計(jì)數(shù)結(jié)果產(chǎn)生什么影響？〖提示〗導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié)果偏大。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)每天應(yīng)定時(shí)取樣，取樣前振蕩試管使酵母菌分布均勻。(2)先蓋蓋玻片，再滴加培養(yǎng)液。(3)酵母菌密度過大時(shí)應(yīng)稀釋處理。(4)待酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部后再計(jì)數(shù)。(5)本實(shí)驗(yàn)不需設(shè)置對照組，但必需做重復(fù)實(shí)驗(yàn)。兩種規(guī)格的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板規(guī)格1：計(jì)數(shù)室分為5×5＝25個(gè)中方格，每個(gè)中方格再被劃分為4×4＝16個(gè)小方格。計(jì)數(shù)四個(gè)角和中央的5個(gè)中方格。規(guī)格2：計(jì)數(shù)室分為4×4＝16個(gè)中方格，每個(gè)中方格再被劃分為5×5＝25個(gè)小方格。只計(jì)數(shù)四個(gè)角的4個(gè)中方格。兩種規(guī)格的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的一個(gè)計(jì)數(shù)室體積均為1mm×1mm×0.1mm＝0.1mm3，都被劃分為400個(gè)小方格。思維導(dǎo)圖必背語句1.數(shù)學(xué)模型是指用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式；其中與數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖形式更加直觀。2.自然界有類似細(xì)菌在理想條件下種群增長的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出的曲線來表示，曲線則大致呈“J”形。3.種群經(jīng)過一段時(shí)間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。4.一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量，稱為環(huán)境容納量，又稱K值。隨堂檢測1.某同學(xué)在“研究細(xì)菌數(shù)量變化”時(shí)，提出的數(shù)學(xué)模型是Nn＝2n(N代表細(xì)菌數(shù)量，n代表細(xì)菌繁殖代數(shù))，他建立這個(gè)數(shù)學(xué)模型的合理假設(shè)是()A.細(xì)菌可以通過有絲分裂不斷增加數(shù)目B.在資源和生存空間沒有限制的條件下，細(xì)菌種群數(shù)量的增長不受種群密度等的限制C.細(xì)菌沒有細(xì)胞核，結(jié)構(gòu)簡單，分裂速度快D.細(xì)菌微小，需要的營養(yǎng)物質(zhì)很少，繁殖速度快〖答案〗B〖解析〗題干中的數(shù)學(xué)模型只是對理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長的推測，因此建立這個(gè)數(shù)學(xué)模型的合理假設(shè)是在資源和生存空間沒有限制的條件下，細(xì)菌種群數(shù)量的增長不受種群密度等的限制。2.下列有關(guān)種群增長的“S”形曲線的敘述，錯(cuò)誤的是()A.通常自然界中的種群增長曲線最終呈“S”形B.達(dá)到K值時(shí)種群增長率為零C.種群增長受自身密度的影響D.種群的增長速率逐步降低〖答案〗D〖解析〗由于空間和資源的限制，自然界中的多數(shù)生物種群的數(shù)量增長曲線通常呈“S”形，A正確；種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群出生率等于死亡率，種群增長率為0，B正確；種群數(shù)量的增長除受環(huán)境因素影響外，隨著種群密度的增加，種內(nèi)競爭也會加劇，影響種群數(shù)量的增長，C正確；種群數(shù)量的增長速率是先逐漸升高，當(dāng)種群數(shù)量大于K/2時(shí)，種群增長速率開始降低，D錯(cuò)誤。3.(2021·湖南長郡中學(xué)期中)下列有關(guān)圖中“S”形曲線的敘述，正確的是()A.將綿羊引入某個(gè)地區(qū)后，種群數(shù)量變化曲線與圖示曲線一致B.將大草履蟲放入一定容積的培養(yǎng)液中，種群數(shù)量變化曲線最終如圖所示曲線C.只有在C點(diǎn)時(shí)才能進(jìn)行漁業(yè)捕撈D.種群增長速率曲線中不同時(shí)期的增長速率一定是不同的〖答案〗A〖解析〗將綿羊引入某個(gè)地區(qū)后，因?yàn)槭澄铩⒖臻g等生活條件有限，種群數(shù)量達(dá)到一定值后，不再繼續(xù)增加，會出現(xiàn)題圖所示曲線，A正確；大草履蟲生活在一定容積的培養(yǎng)液中，當(dāng)營養(yǎng)消耗完時(shí)，種群數(shù)量會下降，B錯(cuò)誤；A點(diǎn)之后即可進(jìn)行漁業(yè)捕撈，但在C點(diǎn)時(shí)日捕獲量最大，C錯(cuò)誤；種群增長速率在A點(diǎn)時(shí)達(dá)到最高，增長速率曲線在A點(diǎn)兩側(cè)都有相同的數(shù)值，D錯(cuò)誤。4.(2021·安徽銅陵一中期中)下圖中a、b表示種群在不同條件下的數(shù)量增長曲線，c為b曲線的種群增長速率曲線，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.a曲線表示的種群增長情況