高中生物第3章生物群落的演替第1节生物群落的基本单位——种群第2课时种群数量的变化高一生物
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提示：①0～K/2 时，出生率＞死亡率，差值逐渐增大，种群数量增加。 ②K/2 时，出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率最大。 ③K/2～K 时，出生率＞死亡率，但差值逐渐减小，种群数量增长缓慢。 ④K 值时，出生率＝死亡率，种群数量达到最大。 (3)说出种群数量增长出现 K 值的原因。 提示：自然界的资源和空间总是有限的。
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第五页，共六十九页。
2．影响种群波动的因素 (1)环境因素 ①在自然界中，如_气__候__(q、ìhòu_)食__物__(s、híw天ù) 敌、疾病等因素都会使种群数量发 生波动。 ②在某些不利的条件下，种群会急剧衰退，甚至灭亡，这种情况最易出 现在_个__体__(g_è_tǐ)_大、出生率低、__生__长_慢___、成熟晚的生物种群中。 (2)_人__为_干__扰___：如在人类_过__度_捕__猎___、种群栖息地遭到破坏的情况下，某 些动物种群数量会出现__长_期__下__降____，严重时甚至会出现种群灭亡。
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第十五页，共六十九页。
(1)从图乙看出，该种群增长属于什么模型？
提示：“J”型。 (2)写出其数学模型，并说出各参数的含义。 提示：Nt＝N0λt，N0 表示种群起始数量，λ表示该种群数量是前一年数 量的倍数。
(3)说出形成该模型的条件。
提示：形成“J”型增长的条件是环境资源不受限制，如食物充裕、空间充
第三章 生物群落 的演替 (shēnɡ wù qún luò)
第一节 生物群落的基本单位(dānwèi)——种群 第2课时 种群数量的变化
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学习目标 1．了解数学模型，分析种群数量增长 的“J”型曲线。(重点) 2．理解种群数量增长的“S”型曲线。(重 难点) 3．学会探究酵母菌种群大小的动态变 化。
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第三十一页，共六十九页。
[活学活用] 1．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线，下列有关种群“S” 型增长的正确说法是( ) A．种群中的个体数量不会超过 K 值 B．种群数量在K2 时出生率大于死亡率 C．“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D．种群增长不受种群密度制约
足、气候适宜和没有敌害等。
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第十六页，共六十九页。
2．阅读材料 2： 生态学家在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液， 接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成如图曲线。
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第十七页，共六十九页。
(1)该种群属于什么模型？ 提示：“S”型。 (2)说出曲线中出生率和死亡率的关系。
C [种群数量快速增长的原因是食物充足，空间和气候条件等适宜，A 项错误；cd 段的曲线发生波动的原因是出生率和死亡率共同变化的结果，B 项错误；防治虫害的合理手段是控制害虫数量，使之不超过 a 点，因为超过 a 点后就快速增长，C 项正确；在草场中，牲畜数量保持在 c 点，超过了环境 容纳量，会破坏草场资源，D 项错误。]
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3．探究酵母菌种群大小的动态变化 (1)材料选择：酵母菌繁殖速度_快__、个体_小__，作为研究种群变化的材料， 容易建立具有代表意义的数学模型。 (2)研究计划：根据已经掌握的知识，设计酵母菌的_培__养__(p_éi_yǎ_ng_)条_；件设计计 数的__时__间_(_sh_íji_ān_)和__方__法；设计记录结果的表格。 (3)总结交流：用__曲__线__(q_ūx表iàn示) 酵母菌数量随时间的变化过程。
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D [食物有限是影响种群数量增长最重要的因素，在食物不能充分供应 的情况下，种群不可能呈“J”型增长，A 错误。在一个适宜的环境中食物已 开始出现不足，这虽然尚未影响到物种在这里的生存，但不可能使种群出现 “J”型增长，因为“J”型增长的先决条件是资源无限，B 错误。仅仅失去捕食者 的控制作用，种群仍不能实现“J”型增长，限制种群数量的其他因素都还可能 在起作用，如食物不足、空间狭小等，C 错误。实验室内的实验条件下，可 满足种群的“J”型增长所需要的理想条件，D 正确。]
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第七页，共六十九页。
[基础自测]
1．判断对错
(1)研究种群数量的增长规律有利于对有害动物的防治以及对野生生物
资源的保护和利用。
(√ )
(2)在不考虑迁入或迁出的情况下，当出生率与死亡率相等时，种群数量
就会停止增长。
(√ )
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(3)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长。
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第十一页，共六十九页。
3．下图为自然环境中典型的生物种群数量变化曲线。下列有关叙述中正 确的是( )
【导学号：85732130】
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第十二页，共六十九页。
A．ab 段的曲线发生变化的原因是食物充足 B．cd 段的曲线发生波动的原因是出生率的变化 C．防治虫害的合理手段是控制害虫数量，使之不超过 a 点 D．在草场中，应该使牲畜数量保持在 c 点，以最大限度地利用草场资源
④假设该图表示鱼的种群数量变化趋势，当种群达到 K 值时开始捕捞，
可持续获得最高产量
A．①②
B．①④
C．①③
D．③④
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第二十七页，共六十九页。
【技巧点拨】 (1)图示信息：图示曲线呈“S”型，K 值是环境容纳量；(2) 关键知识：种群数量为 K 值时种群的增长速率为 0，种群数量为 K/2 值时种 群的增长速率最大，有利于种群数量的恢复。
应措施
捕捞或收获后的种群数量应维
资源开发与利用
保证持续获取高产量
持在 K/2
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第二十四页，共六十九页。
特别提醒：有关种群数量变化的两点提醒 (1)K 值是一定环境的最大容纳量，此时种群出生率与死亡率相等。 (2)K 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；反之，K 值会上升。
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第十八页，共六十九页。
3．结合下图分析，同一种群的 K 值是固定不变的吗？哪些因素会影响 动物种群的环境容纳量？
提示：不是，生物自身因素的限制和气候、食物、天敌疾病等因素均会 影响动物的环境容纳量。
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[归纳总结]
1．列表法比较种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线
知识概览(教师用书独具)
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第二页，共六十九页。
[自 主 预 习·探 新 知]
1．种群数量增长的数学模型 (1)建立数学模型：主要包括_表__达_(_bi和ǎod_á验)__证__(y两ànzh个èng过) 程。 ①表达就是根据建模的__目__的_(_m和ùdì)掌握的_信__息__ (如数据、现象)，将实际问 题转换为__数_学___问题，用_数__学__语__言___确切地表述出来。 ②验证就是用_现__实_对__象___的信息检验得到的解答，以确认结果的正确性。
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第三页，共六十九页。
(2)“J”型曲线 ①含义：在理想条件下，种群内个体数量_持__续_增__长__用坐标图表示而形成 的曲线。 ②理想条件：食物充裕、__空__间_(_kō_n_gj_iā_n)、充气足 候适宜和_没__有_(_m_éi_y_ǒu_)敌_等害。 ③影响种群数量变化的主要因素：___出_生__率___、_死__亡__率___和起__始__(_qǐ_sh_ǐ)_种的群个 体数量三个因素。 ④后代中第 t 代的数量表示式：_N__t＝__N_0_λ__t__，其中 N0 表示某种群的起 始数量，__λ__表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
(√ )
(4)对于“S”型曲线，同一种群的 K 值是固定不变的，与环境因素无关。 (× )
提示：同一种群的 K 值不是固定不变的，会受到环境的影响。
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2．在什么条件下种群数量会呈“J”型增长( ) A．当只有食物受到限制时 B．在适宜的环境中，食物开始出现不足，但还不至于影响到该物种在 这里的生存 C．只是没有捕食者 D．只有在实验室内的实验条件下
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第三十二页，共六十九页。
B [种群中的个体数量在 K 值上下波动，A 错误；种群数量在K2时出生 率大于死亡率，增长速率最大，B 正确；“S”型增长曲线表示了种群数量与时 间关系，C 错误；种群密度、环境、营养物质等都会影响种群增长，D 错误。]
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第二十八页，共六十九页。
C [K 值为环境容纳量，其含义为特定环境条件所允许的种群数量的最 大值，①正确；K 值时种群数量最大，此时种群增长速率为 0，即不考虑迁 入和迁出等其他因素时，出生率等于死亡率，②错误、③正确；K/2 时，种 群增长速率最大，在鱼群数量超过 K/2 时捕捞，并使剩余数量维持在 K/2 的 水平，才可获得持续高产，④错误。]
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第四页，共六十九页。
(3)“S”型曲线 ①含义：在自然界中____各_种__(ɡ_è_zh_ǒ_nɡ_)环__境_条_ 件(如空间、食物、天敌等)制约下种 群个体数量的增长过程用坐标图表示而形成的曲线。 ②特点：种群内个体数量达到_环__境_(_hu_á_nj_ìn_g)_条所件允许的_最__大__值__ (K 值)时不再 增加。
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第十三页，共六十九页。
[合 作 探 究·攻 重 难]
种群(zhǒnɡ qún)增长的曲线
[思考交流] 1．阅读材料 1： 欧洲赤松(如图甲)在侵入某地区后，种群数量呈现指数增长。图乙是根 据花粉密度的变化间接得出的欧洲赤松的种群数量变化。
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第二十五页，共六十九页。
[典例通关] 下图表示有限环境中某一种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是( )
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第二十六页，共六十九页。
①K 值是环境条件所允许达到的种群数量最大值
②在 K 值时，种群的增长速率最大
③如果不考虑迁入和迁出等其他因素，在 K 值时出生率等于死亡率
“J”型曲线―环―境―阻――力―逐―渐―增―大→“S”型曲线
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第二十三页，共六十九页。
3．“S”型曲线中 K 值和 K/2 值的应用
应用
措施
目的
保护野生生物的生存环境，减小 野生资源保护
环境阻力
增大 K 值
增大环境阻力
降低 K 值
有害生物防治 在种群数量达到 K/2 以前采取相 防止害虫数量快速增长
足、气候适宜、没有敌害等理想 缺乏、代谢产物积累，捕
条件下
食者数量增加等
第二十一页，共六十九页。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
适用范围
实验室条件下或种群迁入适宜 的新环境后最初的一段时间
自然种群
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第二十二页，共六十九页。
2．曲线法解决“J”型增长和“S”型增长的联系 (1)图示：
(2)解读：两种增长方式的差异主要在于环境阻力的影响，按照达尔文的 自然选择学说，就是通过生存斗争淘汰的个体(如图)。两种增长方式的变化：
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第二十九页，共六十九页。
(1)影响上题图中 K 值大小变化的因素有哪些？ (2)下图为种群增长速率随时间变化曲线，根据本题所述，可表示 K 值的 点是哪个？
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第三十页，共六十九页。
(1)提示：食物、活动范围、气候条件等。 (2)提示：b。a 点时种群增长速率最大，此时种群数量为 K/2；b 点时种 群增长速率为 0，此时种群数量达到最大，即 K 值。
比较
曲线
“J”型曲线
“S”型曲线
坐标曲线
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第二十页，共六十九页。
增长 (速)率
有无 K 值 形成条件
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注：“λ”表示第二年的种群数 K2 值处增长最快，达到 K
量是第一年的 λ 倍
值时的增长速率为 0
无，持续增加
有K值
理想状态——食物充裕、空间充 种群密度增大、环境资源
2．对下列四种曲线图的叙述中，正确的是(
) 【导学号：85732131】
A．若①的纵坐标代表种群的增长率，则此曲线可对应种群的“S”型增长
B．若②的纵坐标代表种群增长速率，此曲线可对应种群的“J”型增长
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2．影响种群波动的因素 (1)环境因素 ①在自然界中，如_气__候__(q、ìhòu_)食__物__(s、híw天ù) 敌、疾病等因素都会使种群数量发 生波动。 ②在某些不利的条件下，种群会急剧衰退，甚至灭亡，这种情况最易出 现在_个__体__(g_è_tǐ)_大、出生率低、__生__长_慢___、成熟晚的生物种群中。 (2)_人__为_干__扰___：如在人类_过__度_捕__猎___、种群栖息地遭到破坏的情况下，某 些动物种群数量会出现__长_期__下__降____，严重时甚至会出现种群灭亡。
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第十五页，共六十九页。
(1)从图乙看出，该种群增长属于什么模型？
提示：“J”型。 (2)写出其数学模型，并说出各参数的含义。 提示：Nt＝N0λt，N0 表示种群起始数量，λ表示该种群数量是前一年数 量的倍数。
(3)说出形成该模型的条件。
提示：形成“J”型增长的条件是环境资源不受限制，如食物充裕、空间充
第三章 生物群落 的演替 (shēnɡ wù qún luò)
第一节 生物群落的基本单位(dānwèi)——种群 第2课时 种群数量的变化
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第一页，共六十九页。
学习目标 1．了解数学模型，分析种群数量增长 的“J”型曲线。(重点) 2．理解种群数量增长的“S”型曲线。(重 难点) 3．学会探究酵母菌种群大小的动态变 化。
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第三十一页，共六十九页。
[活学活用] 1．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线，下列有关种群“S” 型增长的正确说法是( ) A．种群中的个体数量不会超过 K 值 B．种群数量在K2 时出生率大于死亡率 C．“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D．种群增长不受种群密度制约
足、气候适宜和没有敌害等。
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第十六页，共六十九页。
2．阅读材料 2： 生态学家在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液， 接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成如图曲线。
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第十七页，共六十九页。
(1)该种群属于什么模型？ 提示：“S”型。 (2)说出曲线中出生率和死亡率的关系。
C [种群数量快速增长的原因是食物充足，空间和气候条件等适宜，A 项错误；cd 段的曲线发生波动的原因是出生率和死亡率共同变化的结果，B 项错误；防治虫害的合理手段是控制害虫数量，使之不超过 a 点，因为超过 a 点后就快速增长，C 项正确；在草场中，牲畜数量保持在 c 点，超过了环境 容纳量，会破坏草场资源，D 项错误。]
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第六页，共六十九页。
3．探究酵母菌种群大小的动态变化 (1)材料选择：酵母菌繁殖速度_快__、个体_小__，作为研究种群变化的材料， 容易建立具有代表意义的数学模型。 (2)研究计划：根据已经掌握的知识，设计酵母菌的_培__养__(p_éi_yǎ_ng_)条_；件设计计 数的__时__间_(_sh_íji_ān_)和__方__法；设计记录结果的表格。 (3)总结交流：用__曲__线__(q_ūx表iàn示) 酵母菌数量随时间的变化过程。
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D [食物有限是影响种群数量增长最重要的因素，在食物不能充分供应 的情况下，种群不可能呈“J”型增长，A 错误。在一个适宜的环境中食物已 开始出现不足，这虽然尚未影响到物种在这里的生存，但不可能使种群出现 “J”型增长，因为“J”型增长的先决条件是资源无限，B 错误。仅仅失去捕食者 的控制作用，种群仍不能实现“J”型增长，限制种群数量的其他因素都还可能 在起作用，如食物不足、空间狭小等，C 错误。实验室内的实验条件下，可 满足种群的“J”型增长所需要的理想条件，D 正确。]
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第七页，共六十九页。
[基础自测]
1．判断对错
(1)研究种群数量的增长规律有利于对有害动物的防治以及对野生生物
资源的保护和利用。
(√ )
(2)在不考虑迁入或迁出的情况下，当出生率与死亡率相等时，种群数量
就会停止增长。
(√ )
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(3)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长。
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第十一页，共六十九页。
3．下图为自然环境中典型的生物种群数量变化曲线。下列有关叙述中正 确的是( )
【导学号：85732130】
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第十二页，共六十九页。
A．ab 段的曲线发生变化的原因是食物充足 B．cd 段的曲线发生波动的原因是出生率的变化 C．防治虫害的合理手段是控制害虫数量，使之不超过 a 点 D．在草场中，应该使牲畜数量保持在 c 点，以最大限度地利用草场资源
④假设该图表示鱼的种群数量变化趋势，当种群达到 K 值时开始捕捞，
可持续获得最高产量
A．①②
B．①④
C．①③
D．③④
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第二十七页，共六十九页。
【技巧点拨】 (1)图示信息：图示曲线呈“S”型，K 值是环境容纳量；(2) 关键知识：种群数量为 K 值时种群的增长速率为 0，种群数量为 K/2 值时种 群的增长速率最大，有利于种群数量的恢复。
应措施
捕捞或收获后的种群数量应维
资源开发与利用
保证持续获取高产量
持在 K/2
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第二十四页，共六十九页。
特别提醒：有关种群数量变化的两点提醒 (1)K 值是一定环境的最大容纳量，此时种群出生率与死亡率相等。 (2)K 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；反之，K 值会上升。
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第十八页，共六十九页。
3．结合下图分析，同一种群的 K 值是固定不变的吗？哪些因素会影响 动物种群的环境容纳量？
提示：不是，生物自身因素的限制和气候、食物、天敌疾病等因素均会 影响动物的环境容纳量。
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[归纳总结]
1．列表法比较种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线
知识概览(教师用书独具)
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第二页，共六十九页。
[自 主 预 习·探 新 知]
1．种群数量增长的数学模型 (1)建立数学模型：主要包括_表__达_(_bi和ǎod_á验)__证__(y两ànzh个èng过) 程。 ①表达就是根据建模的__目__的_(_m和ùdì)掌握的_信__息__ (如数据、现象)，将实际问 题转换为__数_学___问题，用_数__学__语__言___确切地表述出来。 ②验证就是用_现__实_对__象___的信息检验得到的解答，以确认结果的正确性。
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(2)“J”型曲线 ①含义：在理想条件下，种群内个体数量_持__续_增__长__用坐标图表示而形成 的曲线。 ②理想条件：食物充裕、__空__间_(_kō_n_gj_iā_n)、充气足 候适宜和_没__有_(_m_éi_y_ǒu_)敌_等害。 ③影响种群数量变化的主要因素：___出_生__率___、_死__亡__率___和起__始__(_qǐ_sh_ǐ)_种的群个 体数量三个因素。 ④后代中第 t 代的数量表示式：_N__t＝__N_0_λ__t__，其中 N0 表示某种群的起 始数量，__λ__表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
(√ )
(4)对于“S”型曲线，同一种群的 K 值是固定不变的，与环境因素无关。 (× )
提示：同一种群的 K 值不是固定不变的，会受到环境的影响。
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2．在什么条件下种群数量会呈“J”型增长( ) A．当只有食物受到限制时 B．在适宜的环境中，食物开始出现不足，但还不至于影响到该物种在 这里的生存 C．只是没有捕食者 D．只有在实验室内的实验条件下
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B [种群中的个体数量在 K 值上下波动，A 错误；种群数量在K2时出生 率大于死亡率，增长速率最大，B 正确；“S”型增长曲线表示了种群数量与时 间关系，C 错误；种群密度、环境、营养物质等都会影响种群增长，D 错误。]
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C [K 值为环境容纳量，其含义为特定环境条件所允许的种群数量的最 大值，①正确；K 值时种群数量最大，此时种群增长速率为 0，即不考虑迁 入和迁出等其他因素时，出生率等于死亡率，②错误、③正确；K/2 时，种 群增长速率最大，在鱼群数量超过 K/2 时捕捞，并使剩余数量维持在 K/2 的 水平，才可获得持续高产，④错误。]
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(3)“S”型曲线 ①含义：在自然界中____各_种__(ɡ_è_zh_ǒ_nɡ_)环__境_条_ 件(如空间、食物、天敌等)制约下种 群个体数量的增长过程用坐标图表示而形成的曲线。 ②特点：种群内个体数量达到_环__境_(_hu_á_nj_ìn_g)_条所件允许的_最__大__值__ (K 值)时不再 增加。
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[合 作 探 究·攻 重 难]
种群(zhǒnɡ qún)增长的曲线
[思考交流] 1．阅读材料 1： 欧洲赤松(如图甲)在侵入某地区后，种群数量呈现指数增长。图乙是根 据花粉密度的变化间接得出的欧洲赤松的种群数量变化。
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[典例通关] 下图表示有限环境中某一种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是( )
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第二十六页，共六十九页。
①K 值是环境条件所允许达到的种群数量最大值
②在 K 值时，种群的增长速率最大
③如果不考虑迁入和迁出等其他因素，在 K 值时出生率等于死亡率
“J”型曲线―环―境―阻――力―逐―渐―增―大→“S”型曲线
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3．“S”型曲线中 K 值和 K/2 值的应用
应用
措施
目的
保护野生生物的生存环境，减小 野生资源保护
环境阻力
增大 K 值
增大环境阻力
降低 K 值
有害生物防治 在种群数量达到 K/2 以前采取相 防止害虫数量快速增长
足、气候适宜、没有敌害等理想 缺乏、代谢产物积累，捕
条件下
食者数量增加等
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
适用范围
实验室条件下或种群迁入适宜 的新环境后最初的一段时间
自然种群
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2．曲线法解决“J”型增长和“S”型增长的联系 (1)图示：
(2)解读：两种增长方式的差异主要在于环境阻力的影响，按照达尔文的 自然选择学说，就是通过生存斗争淘汰的个体(如图)。两种增长方式的变化：
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(1)影响上题图中 K 值大小变化的因素有哪些？ (2)下图为种群增长速率随时间变化曲线，根据本题所述，可表示 K 值的 点是哪个？
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(1)提示：食物、活动范围、气候条件等。 (2)提示：b。a 点时种群增长速率最大，此时种群数量为 K/2；b 点时种 群增长速率为 0，此时种群数量达到最大，即 K 值。
比较
曲线
“J”型曲线
“S”型曲线
坐标曲线
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增长 (速)率
有无 K 值 形成条件
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注：“λ”表示第二年的种群数 K2 值处增长最快，达到 K
量是第一年的 λ 倍
值时的增长速率为 0
无，持续增加
有K值
理想状态——食物充裕、空间充 种群密度增大、环境资源
2．对下列四种曲线图的叙述中，正确的是(
) 【导学号：85732131】
A．若①的纵坐标代表种群的增长率，则此曲线可对应种群的“S”型增长
B．若②的纵坐标代表种群增长速率，此曲线可对应种群的“J”型增长