1、课时课时2种群数量的变动、种群数量的调节种群数量的变动、种群数量的调节与平衡与平衡学习导航学习导航1.明确种群数量变动规律。明确种群数量变动规律。(重点重点)2能够解释种群数量变动曲线。能够解释种群数量变动曲线。(难点难点)3理解理解K值的含义及在实际生产生活中的应用值的含义及在实际生产生活中的应用.4掌握影响种群数量变动的各种因素。掌握影响种群数量变动的各种因素。新知初探思维启动新知初探思维启动一、种群数量的变动一、种群数量的变动1种群的指数增长种群的指数增长(1)条件：食物条件：食物_和其他条件和其他条件_。(2)图像：图像：充足充足适宜适宜种群的起始数量种群的起始数量单位时间单位时间t时
2、间后种群数量时间后种群数量2种群的逻辑斯蒂增长种群的逻辑斯蒂增长(1)条件：生存条件有限条件：生存条件有限(2)图像：图像：快速快速减速减速不再不再想一想想一想灭鼠和捕鱼分别在什么时期最合适？灭鼠和捕鱼分别在什么时期最合适？【提示提示】灭鼠应在鼠群数量达到灭鼠应在鼠群数量达到K/2前进前进行行,捕鱼应在鱼群数量超过捕鱼应在鱼群数量超过K/2后再进行，且后再进行，且捕捞后应使鱼群数量保持在捕捞后应使鱼群数量保持在K/2附近。附近。二、种群数量的调节与平衡二、种群数量的调节与平衡1环境容纳量环境容纳量(1)含义：指由含义：指由_所决定的种群限所决定的种群限度度(2)原因：任何种群的数量增长，都会受
3、到原因：任何种群的数量增长，都会受到_、_和其他资源的限制。和其他资源的限制。2种群数量的调节种群数量的调节(1)密度制约因素的反馈调节密度制约因素的反馈调节密度制约因素：像食物这样，其作用随密度制约因素：像食物这样，其作用随_而变化的种群调节因素。而变化的种群调节因素。环境资源环境资源食物食物空间空间种群密度大小种群密度大小 实 例：旅 鼠 种 群 的 周 期 性 消 长、实 例：旅 鼠 种 群 的 周 期 性 消 长、_等。等。(2)非密度制约因素的作用非密度制约因素的作用非密度制约因素：引起种群数量变化，但非密度制约因素：引起种群数量变化，但与与_无关。无关。实例：刮风、下雨、降雪、变温
4、等。实例：刮风、下雨、降雪、变温等。特点：对生物种群数量变动的影响是特点：对生物种群数量变动的影响是_的，对种群数量的作用，一般是的，对种群数量的作用，一般是_、_。流行性传染病流行性传染病种群密度种群密度不规则不规则猛烈的猛烈的灾难性的灾难性的判一判判一判1环境容纳量就是环境容纳量就是K值值()2环境容纳量是恒定不变的环境容纳量是恒定不变的()3密度制约因素的反馈调节的根本原因就是密度制约因素的反馈调节的根本原因就是个体之个体之间对资源的竞争间对资源的竞争()4非密度制约因素对种群数量调节是反馈调非密度制约因素对种群数量调节是反馈调节节()1两种数学模型的表格比较两种数学模型的表格比较要点突
5、破讲练互动要点突破讲练互动种群的两种增长方式种群的两种增长方式项目项目“J”型增长型增长“S”型增长型增长条件条件无限环境的理想条无限环境的理想条件件有限环境的自然条件有限环境的自然条件模型假设模型假设理想状态：理想状态：食物、食物、空间条件充裕空间条件充裕气气候适宜候适宜没有敌害没有敌害疾病疾病现实状态：现实状态：食物空间食物空间有限有限各种生态因素综各种生态因素综合作用合作用模模型型表表达达形形式式数学方数学方程式程式NtN0t图像图像项目项目“J”型增长型增长“S”型增长型增长特点特点种群数量以种群数量以一定的倍数一定的倍数连续增长连续增长种群数量达到环种群数量达到环境容纳量境容纳量K值
6、后，值后，将在将在K值上下保值上下保持相对稳定持相对稳定环境容纳量环境容纳量(K值值)无无K值值有有K值值2.种群数量两种增长方式的差异种群数量两种增长方式的差异两种增长方式的差异，主要在于环境阻力对两种增长方式的差异，主要在于环境阻力对种群数量增长的影响，按照达尔文自然选择种群数量增长的影响，按照达尔文自然选择学说，它就是通过生存斗争淘汰的个体，可学说，它就是通过生存斗争淘汰的个体，可用下图来表示。用下图来表示。3研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义主要体现在两方面研究种群数量变化的意义主要体现在两方面:一是野生生物资源的合理开发利用，二是农一是野生生物资源的合
7、理开发利用，二是农林害虫等有害动物的防治。林害虫等有害动物的防治。特别提醒特别提醒J型增长曲线是一种理想状态下的型增长曲线是一种理想状态下的种群数量增长曲线，自然界中，只有在实验种群数量增长曲线，自然界中，只有在实验室条件下和一个生物新迁入一个适宜的环境室条件下和一个生物新迁入一个适宜的环境中，刚开始的一段时间内种群数量变化会出中，刚开始的一段时间内种群数量变化会出现现J型增长。型增长。下图是某动物种群迁入一个新的环境下图是某动物种群迁入一个新的环境后的生长曲线。请分析回答：后的生长曲线。请分析回答：例例1(1)该种群增长速率由缓慢逐渐加快是在该种群增长速率由缓慢逐渐加快是在_点以后，环境阻力
8、显著增大是在点以后，环境阻力显著增大是在_点以后，在点以后，在_段食物段食物最可能成为种群繁殖速度的限制因素。最可能成为种群繁殖速度的限制因素。(2)如果既要获得较大捕获量，又要使该动物如果既要获得较大捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，则应使该动物捕资源的更新能力不受破坏，则应使该动物捕获后的种群数量保持在获后的种群数量保持在_点所代表的水点所代表的水平上。平上。(3)若该动物是外来侵入的一种害虫，则治虫若该动物是外来侵入的一种害虫，则治虫的最佳时期是在第的最佳时期是在第_年内。年内。【思路点拨思路点拨】由题干获得的主要信息有：由题干获得的主要信息有：关键点：关键点：某种群增长曲线呈
9、某种群增长曲线呈“S”型；型；第第2年对应的年对应的b点处种群数量增长最快；点处种群数量增长最快；c点以后增长显著减缓，点以后增长显著减缓，d点达稳定。解答本点达稳定。解答本题要先分析种群增长速率的变化，再结合题要先分析种群增长速率的变化，再结合K值值的含义即可作答。的含义即可作答。【答案】【答案】(1)accd(2)b(3)1变式训练变式训练在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻在一个玻璃容器内，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，绘制成如下图时间测定小球藻的个体数量，绘制成如下图1所示曲线，图所示
10、曲线，图2中能正确表示小球藻种群数量中能正确表示小球藻种群数量增长速率随时间变化趋势的曲线是增长速率随时间变化趋势的曲线是()解析：选解析：选D。该题考查种群数量的变化规律，。该题考查种群数量的变化规律，同时考查学生对图的理解能力和转换能力。同时考查学生对图的理解能力和转换能力。首先在仔细阅读试题的基础上，分析小球藻首先在仔细阅读试题的基础上，分析小球藻个体数量的变化规律，从试题所给出的曲线个体数量的变化规律，从试题所给出的曲线可以看出，在所示的时间段中，小球藻个体可以看出，在所示的时间段中，小球藻个体数量变化规律符合数量变化规律符合“S”型增长。然后按题目要型增长。然后按题目要求找出小球藻种
11、群增长率的变化与时间的关求找出小球藻种群增长率的变化与时间的关系。根据图系。根据图1中中“S”型曲线的特点，增长率应型曲线的特点，增长率应该是先上升后下降。该是先上升后下降。制约因素的作用制约因素的作用密度制约因素的反馈调节与非密度密度制约因素的反馈调节与非密度密度制约因素密度制约因素非密度制约因素非密度制约因素作用作用与种群密度大小与种群密度大小呈负相关，通过呈负相关，通过反馈调节实现反馈调节实现与种群密度无直与种群密度无直接相关性接相关性特性特性使种群的数量变使种群的数量变化规则，具有周化规则，具有周期性期性使种群的数量变使种群的数量变化无规则，变化化无规则，变化猛烈猛烈密度制约因素密度制
12、约因素非密度制约因素非密度制约因素实例实例旅鼠种群的周期旅鼠种群的周期性消长，流行性性消长，流行性传染病传染病刮风、降雪、下刮风、降雪、下雨、变温雨、变温 联系联系非密度制约因素可通过密度制约非密度制约因素可通过密度制约因素实现对种群数量的调节因素实现对种群数量的调节相同点相同点均通过影响种群出生率、死亡率均通过影响种群出生率、死亡率或迁入率、迁出率而控制种群数或迁入率、迁出率而控制种群数量量 属于非密度制约因素引起的生物现象属于非密度制约因素引起的生物现象是是()A连续几天的连续几天的38 高温引起蚜虫数量下降高温引起蚜虫数量下降B寄生物的传播速度随种群数量增加而增加寄生物的传播速度随种群数
13、量增加而增加,加大了抑制种群增长的作用力加大了抑制种群增长的作用力C用灰喜鹊防治松毛虫用灰喜鹊防治松毛虫D田鼠种群密度过大时行为好斗导致种群数田鼠种群密度过大时行为好斗导致种群数量下降量下降例例2【思路点拨思路点拨】解答本题的关键有以下几点解答本题的关键有以下几点:关键点：关键点：回顾非密度制约因素和密度制约因素作用回顾非密度制约因素和密度制约因素作用特点；特点；明确选项中所述事例的发生过程。明确选项中所述事例的发生过程。【解析解析】38 高温属非密度制约因素；寄高温属非密度制约因素；寄生物的传播、生物防治均可通过种群密度进生物的传播、生物防治均可通过种群密度进行调节。行调节。【答案答案】A变
14、式训练变式训练(原创原创)2012年年1月，极寒天气袭击了欧亚多个月，极寒天气袭击了欧亚多个国家，致使国家，致使200多人丧生，大量动物被冻死，多人丧生，大量动物被冻死，在此事件中，极寒天气对种群数量造成的影在此事件中，极寒天气对种群数量造成的影响属于响属于()A密度制约因素密度制约因素B非密度制约因素非密度制约因素C自然因素自然因素 D非自然因素非自然因素解析：选解析：选B。温度对种群数量的影响属于非密。温度对种群数量的影响属于非密度制约因素的影响。度制约因素的影响。1实验原理实验原理(1)酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水，无氧时产生二氧化
15、碳和酒精二氧化碳和水，无氧时产生二氧化碳和酒精.(2)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养基的成分、空间、培养基的成分、空间、pH、温度等因素的影、温度等因素的影响。响。探究培养液中酵母菌种群数量探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化的动态变化(3)在理想条件下，酵母菌增长曲线为在理想条件下，酵母菌增长曲线为“J”型，型，在有限的环境下，酵母菌增长呈在有限的环境下，酵母菌增长呈“S”型。型。2实验步骤实验步骤(1)将将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。入试管中。(2)将酵母菌接种入试管中的培养液混合均匀将酵母菌
16、接种入试管中的培养液混合均匀.(3)将试管在将试管在28 C条件下连续培养。条件下连续培养。(4)每天采用抽样检测方法计数酵母菌，计数每天采用抽样检测方法计数酵母菌，计数方法如下：方法如下：时间时间起始起始1234567数量数量N0(5)画出酵母菌增长曲线图画出酵母菌增长曲线图(如图如图)及转化后的及转化后的增长速率曲线。增长速率曲线。特别提醒特别提醒(1)从试管中吸出培养液进行计数从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻震荡几次，使酵母菌分布均匀之前，要轻轻震荡几次，使酵母菌分布均匀、计数准确。、计数准确。(2)本实验不需设置对照实验，因为自身前后本实验不需设置对照实验，因为自身前后形成对照。
17、形成对照。(3)该实验若各小组同时进行，不必再进行重该实验若各小组同时进行，不必再进行重复实验，因为各小组之间就属于平行重复对复实验，因为各小组之间就属于平行重复对照，若个人单独进行，必须进行重复实验。照，若个人单独进行，必须进行重复实验。(4)若一个小方格内酵母菌过多，则需对培养若一个小方格内酵母菌过多，则需对培养液进行适当稀释后再计数。液进行适当稀释后再计数。(5)对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其夹角的酵母菌。数相邻两边及其夹角的酵母菌。(一般数界线一般数界线是数上不数下，数左不数右。是数上不数下，数左不数右。)(6)影响酵母菌种群生长
18、的因素可能有养料、影响酵母菌种群生长的因素可能有养料、温度、温度、pH、有害代谢废物等，可就某一因素、有害代谢废物等，可就某一因素作探究。作探究。酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基来培养，为了解液体母菌可以用液体培养基来培养，为了解液体培养基中酵母菌种群数量的变化，某实验小培养基中酵母菌种群数量的变化，某实验小组的同学在恒定容积的试管里用无菌马铃薯组的同学在恒定容积的试管里用无菌马铃薯培养液培养酵母菌，每天计数，连续培养液培养酵母菌，每天计数，连续7天，并天，并将所得数据用如下曲线图表示。将所得数据用如下曲线图表示。例例3(1)你认为应采取什么
19、方法对酵母菌计数？你认为应采取什么方法对酵母菌计数？(2)为了取得较准确的数据，你认为计数时应为了取得较准确的数据，你认为计数时应该注意哪些问题？该注意哪些问题？(3)曲线中曲线中BC段说明了什么？段说明了什么？(4)出现出现CD段的原因可能是什么？段的原因可能是什么？【思路点拨思路点拨】熟练掌握测定酵母菌生长规熟练掌握测定酵母菌生长规律的方法，了解各时期的生长特点是解答本律的方法，了解各时期的生长特点是解答本题的关键。题的关键。【解析解析】对酵母菌进行逐个计数是很困难对酵母菌进行逐个计数是很困难的，一般采用抽样检测的方法。在抽样检测的，一般采用抽样检测的方法。在抽样检测中，要注意抽样中菌液的
20、浓度、分布是否均中，要注意抽样中菌液的浓度、分布是否均匀和计数方法等问题。酵母菌在恒定容器中匀和计数方法等问题。酵母菌在恒定容器中生长，开始条件适宜，因此会大量繁殖，数生长，开始条件适宜，因此会大量繁殖，数量剧增，但随着营养物质不断消耗，代谢废量剧增，但随着营养物质不断消耗，代谢废物不断积累和酵母菌数量不断增多，导致酵物不断积累和酵母菌数量不断增多，导致酵母菌的死亡率升高，数量又逐渐下降。母菌的死亡率升高，数量又逐渐下降。【答案答案】(1)抽样检测法。抽样检测法。(1)从试管中吸出培养液之前，应将试管轻从试管中吸出培养液之前，应将试管轻轻振荡几次，使酵母菌在培养液中分布均匀轻振荡几次，使酵母菌
21、在培养液中分布均匀;除了计数小方格内的酵母菌数量外，压在除了计数小方格内的酵母菌数量外，压在小方格顶边、左边及左角处的个体也应统计小方格顶边、左边及左角处的个体也应统计在内；在内；若一个小方格内酵母菌过多，难以若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，则可按一定比例稀释后再计数。数清，则可按一定比例稀释后再计数。(3)此时，培养液中酵母菌数量最多。此时，培养液中酵母菌数量最多。(4)恒定容积内营养物质的过度消耗及有害物恒定容积内营养物质的过度消耗及有害物质的积累。质的积累。种群增长曲线与种群增长率曲线辨析不清种群增长曲线与种群增长率曲线辨析不清 图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群图表示某种鱼迁入一生
22、态系统后，种群数量增长率随时间变化的曲线，下列叙述正数量增长率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是确的是()例例A捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为t2时时B在在t1t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势时，该鱼的种群数量呈下降趋势Ct0t1时间内，种群数量为时间内，种群数量为K，则在，则在t1时种群的时种群的数量为数量为K/2D若在若在t2时种群的数量为时种群的数量为K，则在，则在t1时种群的数时种群的数量为量为K/2【解析解析】捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为t1时，时，A错错;t1t2时，该鱼的种群数量呈增长趋势，时，该鱼的种群数量呈增长趋势，B错；在错；在t0t2时间内，种群数量
23、呈时间内，种群数量呈“S”型增型增长，若在长，若在t2时种群的数量为时种群的数量为K，则在，则在t1时种时种群的数量为群的数量为K/2，D对。对。【答案答案】D【纠错总结纠错总结】对对S型曲线，型曲线，J型曲线的理解型曲线的理解与应用与应用(1)“S”型曲线的开始部分并非型曲线的开始部分并非“J”型曲线。型曲线。“J”型曲线由始到终都保持指数式增长，其增长率型曲线由始到终都保持指数式增长，其增长率不变而增长速率持续增加，而不变而增长速率持续增加，而“S”型曲线自始型曲线自始至终具有环境阻力，其增长率持续减小，而增至终具有环境阻力，其增长率持续减小，而增长速率先增加后减少。所以绝不能认为长速率先
24、增加后减少。所以绝不能认为“S”型型曲线的开始部分是曲线的开始部分是“J”型曲线。型曲线。(2)对家鼠等有害动物的控制，应通过清扫卫对家鼠等有害动物的控制，应通过清扫卫生、做好粮食贮存、饲养天敌等来降低其环生、做好粮食贮存、饲养天敌等来降低其环境纳量境纳量(K值值)。(3)大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护值，是保护大熊猫的根本措施。大熊猫的根本措施。(4)生产上捕获生物资源，要保证捕捞或利用生产上捕获生物资源，
25、要保证捕捞或利用后，生物种群数量不低于后，生物种群数量不低于K/2。但杀虫效果最。但杀虫效果最好的时期在潜伏期。好的时期在潜伏期。实验原则实验原则单一变量原则单一变量原则典例典例下列是关于探究下列是关于探究“培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化”实验。某生物兴趣小组的同学在三种不同的条件实验。某生物兴趣小组的同学在三种不同的条件下，观察酵母菌种群的生长情况时，得出下表中下，观察酵母菌种群的生长情况时，得出下表中的数据的数据(在有氧情况下培养测得的酵母菌数在有氧情况下培养测得的酵母菌数)(106个个/mL)。请根据所学的知识，回答下列有关问题。请根据所学的知识，回答下列有关问
26、题.实验探究专项突破实验探究专项突破培养时培养时间间(d)组别组别12345678A0.8 5.2 5.6 4.8 2.0 0.8 0.40.08B0.8 1.2 2.0 2.8 3.2 3.6 3.2 3.0C0.8 0.4 0.100000实验研究的三种条件如下：实验研究的三种条件如下：条件一：无菌水条件一：无菌水10 mL，加入干酵母液，加入干酵母液0.1 mL，环境温度环境温度28。条件二：培养液条件二：培养液10 mL，加入干酵母液，加入干酵母液0.1 mL，环境温度环境温度28。条件三：培养液条件三：培养液10 mL，加入干酵母液，加入干酵母液0.1 mL，环境温度环境温度5。(1
27、)三种条件对应的组别编号依次是三种条件对应的组别编号依次是_.(2)请写出主要呼吸作用的反应式请写出主要呼吸作用的反应式_。(3)上述三种条件的设置，可分别用来探究上述三种条件的设置，可分别用来探究_对酵母菌种群数量变化的影响。如条对酵母菌种群数量变化的影响。如条件一与条件二组合可以探究件一与条件二组合可以探究_对酵母菌对酵母菌种群数量变化的影响；而条件二与条件三组合种群数量变化的影响；而条件二与条件三组合则可以用来探究则可以用来探究_对酵母菌种群数量变对酵母菌种群数量变化的影响，其中的条件二的设置在该实验中属化的影响，其中的条件二的设置在该实验中属于于_。(4)本实验过程中，每隔本实验过程中
28、，每隔24小时取一定量的酵小时取一定量的酵母菌培养液，用血细胞计数板在显微镜下进母菌培养液，用血细胞计数板在显微镜下进行细胞计数，并以多次计数的平均值估算试行细胞计数，并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群密度，这种方法称为管中酵母菌种群密度，这种方法称为_。每次取样前都应振荡试管，目的是使。每次取样前都应振荡试管，目的是使_，减少实验中计数误差，减少实验中计数误差。如果显微镜视野内酵母菌过多，难以计数。如果显微镜视野内酵母菌过多，难以计数，应当采取的措施是，应当采取的措施是_。【解析解析】探究探究“培养液中酵母菌种群数量的变培养液中酵母菌种群数量的变化化”的实验，在学习时要从实验原理、实验
29、步骤的实验，在学习时要从实验原理、实验步骤、数学模型建构等方面予以关注。特别是培养、数学模型建构等方面予以关注。特别是培养液的配制、计数方法、记录表的设计、坐标图液的配制、计数方法、记录表的设计、坐标图的绘制及分析等内容。本实验仍然遵循对照原的绘制及分析等内容。本实验仍然遵循对照原则、单一变量原则。则、单一变量原则。【答案答案】(1)C、A、B(2)C6H12O66H2O6O2酶酶,6CO212H2O能量能量(3)培养液、温度培养液、温度(及时间及时间)培养液温度对培养液温度对照实验照实验(4)抽样检测法抽样检测法(显微计数法显微计数法)试管中酵母菌分试管中酵母菌分布均匀加定量无菌水布均匀加定
30、量无菌水(或定量培养液或定量培养液)稀释稀释(“定量定量”可不要求可不要求)【实验链接实验链接】实验原则实验原则单一变量原则单一变量原则(1)定义定义单一变量原则即控制唯一变量而排除其他因单一变量原则即控制唯一变量而排除其他因素的干扰从而验证唯一变量的作用。素的干扰从而验证唯一变量的作用。(2)控制法控制法一是确保一是确保“单一变量单一变量”的实验观测，即不论实的实验观测，即不论实验有几个实验变量，都应该做到一个实验变验有几个实验变量，都应该做到一个实验变量对应观测一个反应变量。量对应观测一个反应变量。二是确保二是确保“单一变量单一变量”的的 操作规范，即实验中操作规范，即实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。
