2019版生物新学案同步必修三人教全国通用版课件：第4章 种群和群落 第2节

某岛屿环颈雉种群数量的增长
2.生态学家高斯 (G.W.Gause) 曾经做过这样一个实验：在 0.5 mL培养液
中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反
复实验，得出了如图所示的结果。从图中可以看出，大草履虫的数量
在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。
量的比值 (λ)，并得到如图所示的曲线，则该种群在第几年时个体数量
最少？ 答案
第10年时种群数量最少。因为从第4年到第10年，λ一直小于1，说明种群
数量一直在下降。
活学活用
1.如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线，下列有
关种群数量增长曲线的叙述中正确的是 答案
解析
A.图甲为“J”型增长，每年增加的个体数量始终不变 B.图乙为“S”型增长，G点时增长速率达到最大值 C.防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行 D.渔业捕捞后剩余量应该在E点左右
大草履虫种群的增长曲线
由资料分析可知：
(1)种群经过一定时间的增长后，
数量趋于稳定的增长曲线，称
为 “S”型 曲线。
(2)该曲线中出生率和死亡率的关系
①0～K/2时，出生率 > 死亡率，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，出生率仍 > 死亡率，但差值在减小，种群数量增长缓慢。
增长型 。 答案 该种群的年龄组成可能为_______
解析
t0～t3时间内种群数量增长应呈现 “S”型曲线，若在t3时种群数量为N，
N 则t1时对应 2 。 t1时种群的年龄组成呈增长型。
1 2 3 4 5
t2 时，原因是___________________________ 在t1时种群增长速率最大，t2时 (2)捕获该鱼的最佳时期为___ 捕获该鱼并使捕捞后维持在 t1时的数量，获得的量较大且不影响该鱼类 _______________________________________________________________
资源的再生 __________。 答案
解析
由于t1时种群增长速率最大，资源更新能力最强，故t2时捕捞有利于获得 较大捕获量且不影响资源更新。
1 2 3 4 5
波动 状 态 ， 主 要 原 因 是 (3) 在 t3 时 期 后 ， 该 鱼 种 群 数 量 变 化 将 呈 现 ______
种内斗争加剧 、_______________ 捕食者数量增加 。 答案 _____________
4.影响酵母菌种群生长的因素可能有哪些？ 养料、温度、pH及有害代谢废物等。
答案
活学活用
3.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，同样实验
条件下分别在4个试管中进行培养(见表)，均获得了“S”型增长曲线。根
据实验结果判断，下列说法错误的是 答案 试管号 Ⅰ
解析
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
培养液体积/mL
2.如图为某地东亚飞蝗种群数量变化的示意图，下列叙述错误的是
A.为有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度 答案
解析
B.a～b段，该种群的增长率与种群密度之间成正相关
C.利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
D.在d～e段，该种群的增长率不变
知识拓展 应用
野生资
措施
保护野生生物的生存环境，
4.实验结论 在有限的环境条件下酵母菌种群数量呈“S”型 增长。
问题探究 1.从试管中吸出培养液进行计数前，为什么需将试管轻轻振荡几次？ 答案
目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 2.若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？
答案
可增大稀释倍数后再计数。
3.对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？ 答案 只计算相邻两边及其夹角的酵母菌。
方式二
地球上的每种生物都具有很大的生殖潜力，如果这种生殖潜力
不受食物、空间、天敌和气候条件等的限制而任其发展的话，生物种群
会在短期内达到惊人的数量。但是大多数情况下，种群的生存和发展受
到资源、空间、天敌等因素的限制，所以其种群的数量增长不可能出现
上述现象。那么，种群的数量变化有什么规律呢？
内容索引
(2)若N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表
示t 年后该种群的数量， λ 表示该种群数量是
一年前种群数量的倍数。t年后种群数量为：
t N λ 0 Nt＝ 。
①当λ>1时，种群 呈“J”型增长 ；
②当λ＝1时，种群 保持稳定 ；
③当λ<1时，种群数量下降 ；
④当λ＝0时，种群无繁殖，下一代将灭亡。
5.种群数量的波动和下降
气候 食物 自然因素 (1)影响因素 天敌 传染病 人为因素：人类活动的影响
(2)数量变化：大多数种群的数量总是在 波动 中；在不利的条件下，种 群数量还会急剧 下降 甚至消亡。
问题探究 1. 在 20 世纪 30 年代，人们将环颈雉引入美 国的一个岛屿。在 1937～1942 年期间，这 个种群数量的增长如图所示。 由资料分析可知： (1)如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐 标画出曲线来表示，曲线则大致呈 “ J”型 。 ________ 某岛屿环颈雉种群数量的增长
第4章 种群和群落
第2节 种群数量的变化
目标导读
1.阅读分析教材P65细菌数量增长的实例，学会建构种群增长模型的方法。
2.通过教材P68～69探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增
长的数学模型。
3.结合教材P66图4－5，理解种群“J”型增长的数学模型。
4.结合教材P67图4－6，理解种群“S”型增长的数学模型。
2.作出假设：培养液中的酵母菌数量开始一段时间呈 “J” 型增长，随着
时间推移，由于营养物质的 消耗 、有害代谢产物的 积累 、pH的 改变 ， 酵母菌数量呈“S”型增长。
3.探究步骤 (1)将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 (2)将酵母菌 接种 到试管中的培养液。 (3)将试管放在 25 ℃条件下培养。 (4)每天取样计数酵母菌数量。用 血细胞计数板 在显微镜下计数，估算 10 mL培养液中酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察七天，记录每天 的数值。 (5)分析数据，以时间 为横坐标， 酵母菌数量 为纵坐标，画出坐标曲线 图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。
起始酵母菌数/103个
10
10
5
5
10
5
5
10
A.4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长
B.4个试管内的种群同时达到K值
C.试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同 D.试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降
4.某研究小组探究10 mL培养液中酵母菌种群数量的变化，利用血细胞计数板
(规格为0.1 mm,1/400 mm2)进行计数。图甲是某天显微镜镜检结果(视野中每个
一 二
种群数量的增长、变化曲线及应用 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
当堂检测
一 种群数量的增长、变化曲线及应用
知识梳理
1.建构种群数量增长的数学模型的方法
(1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的 数学 形式。
(2)构建数学模型的方法步骤：提出问题 →提出合理的 假设 →用适当的 数学形式 表达→检验或修正。 (3)数学模型的表达形式及优点
√
B.②④①③ D.③①②④
答案
1
2
3
4
5
2.下图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是 答案
√
1
2
3
4
5
3.种群的“J”型增长是有条件的，条件之一是 答案
A.在该环境中只有一个种群
B.该种群对环境的适应比其他种群优越得多
C.环境资源是无限的 √
D.环境资源是有限的
1
2
3
4
5
4.自然界中生物种群增长常表现为 “S”型增长。下列有关种群 “S”型
4.种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较 项目 前提条件
种群增长率
“J”型曲线 环境资源_____ 无限
保持稳定
“S”型曲线 环境资源_____ 有限
随种群密度上升而下降
图像 模型
种群 增长 速率 K值 无K值 种群数量在 K值 上下波动
联系
环境阻力 “J”型增长曲线― ― ― ― ― ― ― ― →“S”型增长曲线
重难点击
根据实例建构种群增长的 “J”型、“S”型数学模型，并据此解释种群
数量的变化和指导实践。
课堂导入 方式一 2015年内蒙古3 000万亩草原遭遇蝗 灾，部分街道蝗虫成群。灭蝗 70% 以上采用 生物措施。截至7月15日，全区采用绿僵菌、 苦参碱、烟碱· 苦参碱、牧鸡、牧鸭等完成防 治面积507.5万亩。有效遏制蝗虫灾害需要研 究蝗虫种群数量的变化规律，这节课我们共同学习种群数量的变化。
t N ＝ N λ 0 (4)建立模型：t年后种群数量为： t 。
3.种群增长的“S”型曲线 (1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定 的增长曲线。
(2)成因
种内斗争
增加
出生率
死亡率
(3)K值：又称 环境容纳量 ，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间 中所能维持的 种群最大数量 。
(4)应用：建立自然保护区，提高环境容纳量是保护大熊猫的根本措施。
①数学方程式：优点是科学、精确。
②曲线图：优点是 直观 。
2.种群增长的“J”型曲线
(1)含义：在理想条件下的种群，以时间为横坐标，以种群数量为纵坐)“J”型增长的条件：食物和空间 条件充裕、气候适宜、没有敌害等。
(3)模型假设：种群的数量每年以 一定的倍数 增长，第二年的数量是第 一年的λ倍。
增长的说法正确的是 答案
A.“S”型增长仅表示了种群数量和食物的关系
√
B.种群增长率在各阶段是不同的
C.“S”型增长只表示了种群数量，与时间无关
D.种群增长不受种群密度制约
1
2
3
4
5
5. 某研究所调查发现：某种鱼迁入一生态系统后，其
种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示，请分
析回答下列问题： S” 型；若 (1)在t0～t3时间内，种群数量增长曲线呈“ ______ N 在t3时种群数量为N，则在t1时种群数量为_____ 2 。t1时
课堂小结
J
S
当堂检测
1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型 一般包括以下步骤：①根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质 进行表达；②观察研究对象，提出问题；③通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正；④提出合理的假设。下列排列顺序正确的是 A.①②③④ C.④①②③
解析
在 t3 时期后种群数量变化将呈波动状态，原因是种内斗争加剧、天敌增
加等。
1 2 3 4 5
黑点含2个酵母菌)，图乙是7天内酵母菌种群数量的变化曲线。下列叙述不正
确的是 答案
解析
A.图甲中酵母菌数量过多，需加水稀释后再统计 B.图甲中的酵母菌数量对应于图乙中的第3天 C.相同条件下再次实验，酵母菌种群数量的K值基本不变 D.酵母菌自身代谢状况也会影响实验数据的统计
易错点拨
计数时要注意盖玻片和培养液的放置先后顺序，盖玻片在前，培养液在后。
目的
增大K值 降低K值 防止害虫数量快速增长 保证持续获取高产量
源保护
有害生 物防治
减小环境阻力
增大环境阻力
在种群数量达到K/2以前采
取相应措施
资源开发
与利用
捕捞或收获后的种群数量
应维持在K/2
二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
知识梳理
1.提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
④K值时，出生率＝死亡率，种群数量达到最大。
3.结合下图分析，同种生物的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？
答案
同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。生物自身的遗传
特性和食物、栖所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
4.在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数