高三一轮学案生物（人教版）第九单元第43课时种群数量的变化及其影响因素

第43课时种群数量的变化及其影响因素课标要求1.尝试建立数学模型解释种群的变动。2.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群数量变化。3.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。考情分析1.“S”形和“J”形种群数量增长曲线的分析2024·贵州·T·山东·T·黑吉辽·T·新课标·T62023·山东·T·全国甲·T52022·山东·T192.影响种群数量变化的因素及应用2024·安徽·T·广东·T62022·广东·T·湖北·T·天津·T·海南·T·海南·T243.培养液中酵母菌种群数量的变化2022·江苏·T92021·江苏·T·湖南·T2考点一种群数量的变化及其影响因素1．建构种群增长模型的方法(1)数学模型：用来描述一个系统或它的性质的____________________。(2)建构方法和实例(3)表达形式①数学公式：科学、准确，但不够直观。②曲线图：直观，但不够精确。2．种群数量的增长(1)种群的“J”形增长[提醒]①增长率＝[(末数－初数)/初数]×100%＝[(Nt－N0)/N0]×100%＝(λ－1)×100%(无单位)；增长速率＝(末数－初数)/时间＝(Nt－N0)(有单位，如个/年)。②“J”形曲线中λ≠增长率a．λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。b．增长率＝[(N0λt＋1－N0λt)/(N0λt)]×100%＝(λ－1)×100%。(2)种群的“S”形增长[提醒]①环境容纳量(K值)是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，并不是种群数量达到的最大值。②K值大小取决于环境阻力，所以K值会随环境的改变而发生变化。如图，由于环境阻力变大，K值由K2变为K1。③“J”形增长曲线中不存在K值，“S”形增长曲线中增长速率最大时对应的种群数量为K/2，增长率或增长速率为0时对应的种群数量为K。3．种群数量的波动(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群__________。(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的________。(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等而____________________。4．影响种群数量变化的因素[提醒]食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，称为密度制约因素；而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，称为非密度制约因素。[教材隐性知识]源于选择性必修2P17“思维训练”：据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性：自然生态系统中，猎物数量增多会导致捕食者数量增多，捕食者数量增多会使猎物数量减少，猎物数量减少会引起捕食者数量减少，最终使猎物和捕食者在一定水平上保持动态平衡。(1)欧亚蔊菜入侵人工草坪初期，种群增长曲线呈“S”形(2022·辽宁，11C)()(2)种群数量达到K/2时，是防治福寿螺的最佳时期(2022·湖南，20)()(3)增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量(2021·湖北，14B)()(4)种群增长速率最大时，种内竞争最小(2021·河北，18C)()种群数量变化曲线的分析1．用“数量稳定法”快速识别不同数学模型中的K值K值为图甲________、图乙________、图丙________、图丁________时对应的种群数量；此外，K/2为图甲________、图乙________、图丙________时对应的种群数量。[总结]K值时——出生率等于死亡率，增长率为0，种群增长速率为0，但不一定是种群所达到的最大数量；K/2时——种群增长速率达到最大值。2．用“作辅助线法”快速解决有关“λ”问题(1)a段：λ>1，且恒定，种群数量呈____形增长。(2)b段：λ>1，在变化，种群数量呈____形增长。(3)c段：λ＝1，种群数量维持相对稳定，年龄结构为________型。(4)d段：λ<1，种群数量逐年下降，年龄结构为________型。(5)e段：种群数量________________。(6)λ<1时，曲线的最低点，并不是种群数量的最小值。考向一种群数量变化曲线的分析1．(2024·沈阳三模)科研人员通过对某地区松墨天牛(一种松树害虫)的长期监测，发现其在林间活动期主要是4—11月，2023年的部分监测结果如图。下列推测正确的是()A．在4月喷洒农药杀死该种群部分个体，其K值会增大B．防治松墨天牛的最佳时期应在5月中旬C．7月时该种群的出生率与死亡率基本相等D．8—11月该种群的年龄结构为增长型2.(2024·山东，18改编)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加，a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度；甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法正确的是()A．甲种群存在种内互助B．由a至c，乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多C．由a至c，乙种群的数量增长曲线呈“S”形D．a至b阶段，甲种群的年龄结构为衰退型考向二影响种群数量变化的因素及应用3．(2023·广东，6)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡，以卵越冬。某年秋季降温提前，大量蝗虫在产卵前死亡，次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是()A．密度制约因素导致出生率下降B．密度制约因素导致死亡率上升C．非密度制约因素导致出生率下降D．非密度制约因素导致死亡率上升4．(2024·重庆模拟)某农户承包池塘养殖螃蟹致富，螃蟹的y值随种群数量的变化趋势如图所示。下列叙述正确的是()A．种群密度不同时，可能具有相同的种群增长速率B．y值越大时，密度制约因素作用越强C．为获得最大的持续捕捞量，应在S3点对应的时刻捕捞D．螃蟹数量的增加会增加池塘生物群落的丰富度考点二培养液中酵母菌种群数量的变化1．实验原理2．血细胞计数板及计数方法血细胞计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。血细胞计数板由四条下凹的槽构成三个平台。中间的平台较宽，它的中间被一个短横槽隔为两半。每个半边上刻有一个方格网。每个方格网上有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。计数室的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，容积为0.1mm3。血细胞计数板有两种规格，对于16×25的规格而言，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于25×16的规格而言，计四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量，如图2所示。计算公式：1mL培养液中细胞个数＝eq\f(中方格中的细胞总数,中方格中小方格个数)×400×104×稀释倍数。3．实验流程4．结果分析(1)开始一段时间内，酵母菌的增长符合________形曲线增长模型。(2)de段曲线下降的原因可能有______________________________________________________________________________________________________________________。5．实验注意事项及分析(1)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是____________________。(2)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成________________；需要做重复实验，目的是________________________，应对每个样品计数三次，取其______________。(3)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当________培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有________个酵母细胞为宜。(4)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(6)使用血细胞计数板时，若先滴加样液，再盖盖玻片会使计数结果________，因为液滴表面张力的存在，使计数实际体积大于计数室体积。考向三培养液中酵母菌种群数量的变化实验分析5.(2024·新课标，6)用一定量的液体培养基培养某种细菌，活细菌数随时间的变化趋势如图所示，其中Ⅰ～Ⅳ表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述错误的是()A．培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖B．Ⅱ期细菌数量增长快，存在“J”形增长阶段C．Ⅲ期细菌没有增殖和死亡，总数保持相对稳定D．Ⅳ期细菌数量下降的主要原因有营养物质匮乏6．(2024·荆州月考)某生物兴趣小组的同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，将培养至第5天的酵母菌培养液，取10mL加入90mL无菌水中，然后将稀释后的培养液与台盼蓝染液等体积混合均匀，规范操作置入血细胞计数板中进行计数，结果观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56，其中被台盼蓝着色的细胞占20%，则10mL酵母菌培养液中活菌数约为()A．4.48×108 B．2.24×108C．1.02×108 D．0.7×108一、过教材1．以下关于种群“J”形和“S”形增长的叙述，正确的是()A．种群“J”形和“S”形增长曲线为物理模型B．当一种生物引入一个新的环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出现“J”形增长C．“J”形增长的λ值会不断变大，增长率和增长速率也不断变大D．“S”形增长曲线中，增长率不断变小，增长速率先变大后变小E．当遇到资源、空间等方面的限制，种群会呈“S”形增长，最终数量保持不变F．“S”形增长与种内竞争对种群数量的调节作用有关G．一定环境条件下所能达到的种群最大数量即为环境容纳量(又称K值)H．K值的大小取决于食物、生存空间等环境因素，因此K值不是固定不变的I．当种群数量达到K值时，捕捞量在K/2左右有利于持续获得较大的鱼产量J．适当采用化学和物理方法即能控制鼠害的种群数量2．以下关于影响种群数量变化因素的叙述，正确的是()A．只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量B．林冠层的郁闭度越大，林下植物的种群密度都越小C．干旱缺水会导致所有的种群数量下降D．非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的E．种群数量的变化受到种内竞争、种间竞争等生物因素的影响F．食物、天敌属于密度制约因素，气候、传染病病原体属于非密度制约因素G．猎物和捕食者之间存在循环因果关系3．以下关于培养液中酵母菌种群数量的变化，叙述正确的是()A．采用抽样检测法对培养液中的酵母菌进行计数B．吸取培养液之前需要将试管静置片刻C．用吸管吸取培养液后，再盖上盖玻片D．本实验需要设置单独的对照组，并重复计数操作E．一个计数室的体积为0.1mm3，包含400个小格F．若一个小方格酵母菌过多，难以数清，应当稀释处理G．酵母菌种群数量增长曲线一直呈“S”形增长二、过高考1．(2020·海南，24节选)培养酵母菌时需要将温度控制在20℃左右，原因是____________________________________________________________________________________________。2．(2021·海南，24节选)为严格保护海南坡鹿，有效增加种群数量，保护区将300公顷土地加上围栏作为坡鹿驯化区。若该围栏内最多可容纳426只坡鹿，则最好将围栏内坡鹿数量维持在________只左右，超出该数量的坡鹿可进行易地保护。将围栏内的坡鹿维持在该数量的依据：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(2023·全国甲，31节选)若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量，请围绕除食物外的调查内容有________________________(答出3点)。4．(2024·黑吉辽，22节选)为了合理开发渔业资源，构建生态学模型，探究岩龙虾种群出生率和死亡率与其数量的动态关系。仅基于模型(如图)分析，对处于B状态的岩龙虾种群进行捕捞时，为持续获得较大的岩龙虾产量，当年捕捞量应为________只；当年最大捕捞量不能超过________只，否则需要采取有效保护措施保证岩龙虾种群的延续，原因是________________________________________________________________________________________。答案精析考点一整合1．(1)数学形式(2)合理的假设数学形式2．(1)食物和空间该种群数量是前一年种群数量的倍数(2)资源、空间条件种群密度种内竞争出生率死亡率K/2环境容纳量降低提升K/2K/2K/23．(1)爆发(2)下降(3)衰退、消亡4．林冠层光照强度气温降低气候干旱种内竞争判断正误(1)×[入侵初期，由于环境条件类似于理想条件，种群增长曲线呈“J”形。](2)×[K/2时种群的增长速率最大，防治福寿螺应该在种群数量达到K/2之前进行。](3)√(4)×[在资源和空间有限的条件下，种群数量越少，种内竞争越小。种群增长速率最大时，种群数量为K/2，种内竞争并非最小。]提升1．t2t2t2t2t1t1t12．(1)“J”(2)“S”(3)稳定(4)衰退(5)仍在下降评价1．C[在4月喷洒农药杀死该种群部分个体，其K值不会增大，因为环境容纳量由该种群所处的环境决定，A错误；防治松墨天牛的最佳时期应在5月中旬之前，且越早越好，B错误；8—11月该种群的种群数量处于相对稳定状态，因而其年龄结构为稳定型，D错误。]2．C[种群密度由a增加至b的过程中，乙种群增长率随种群密度的增加而升高，甲种群增长率随种群密度的增加而下降。由b至c，种群密度相同时，乙种群的增长率大于甲种群的，而题干中强调甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助，因此乙种群存在种内互助，A错误；由a至b，乙种群的种群增长率随种群密度的增加而升高，说明在此期间乙种群的数量增加；由b至c，乙种群的种群增长率仍大于0，种群数量仍然增加；种群密度为c时，乙种群的种群增长率为0，出生率等于死亡率，种群数量稳定。因此，乙种群符合“S”形增长的特点。由a至c，乙种群单位时间内增加的个体数(增长速率)呈现先增加后下降的趋势，B错误，C正确；a至b阶段甲种群的增长率一直大于0，该时期甲种群数量增加，可判断甲种群的年龄结构为增长型，D错误。]3．C[气温对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素；蝗虫原本就会在秋季死亡，降温使大量蝗虫在产卵前死亡没有产生后代，导致出生率下降，所以C选项解释合理。]4．A[种群数量为K/2时的增长速率最大，因此种群密度不同时，可能具有相同的种群增长速率，A正确；(K值－种群数量)/K值越小，种群数量越大，影响种群增长的环境阻力越大，密度制约因素作用越强，B错误；为获得最大的持续捕捞量，应在种群数量高于S3点对应的时刻捕捞，捕捞后的数量处于S3点对应的种群数量，因为S3点对应的种群数量为K/2，此时的增长速率最大，C错误；螃蟹数量的增加使占用的环境资源过多，会减少生物群落的丰富度，D错误。]考点二整合1．液体培养基JS抽样检测法3．液体无菌均匀计数板上盖玻片边缘计数室底部7曲线4．(1)“S”(2)营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等5．(1)使培养液中的酵母菌均匀分布，减小估算误差(2)自身对照尽量减小误差平均值(3)稀释4～5(6)偏大评价5．C[Ⅲ期细菌的增殖速率和死亡速率基本相等，总数保持相对稳定，C错误。]6．A[由“观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56”可知，每个小格内的平均酵母菌数为56÷80＝0.7(个)，则计数室中的细胞数为400×0.7＝280(个)。死细胞的细胞膜失去选择透过性，能被台盼蓝染液染成深色，被台盼蓝着色的细胞占20%，说明活菌数占80%，因此活菌数为280×0.8＝224(个)，又因为观察之前取10mL酵母菌培养液加入90mL无菌水中，相当于稀释10倍，稀释后的培养液与台盼蓝染液进行等体积混合，这相当于将培养液进行了二等分，因此混合前培养液中的酵母菌活菌数为224×2