浙科版生物必修320第4章第2节 种群的增长方式第3节 种群的数量波动及调节.docx
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浙科版生物必修320第4章第2节种群的增长方式第3节种群的数量波动及调节
第二节 种群的增长方式
第三节 种群的数量波动及调节
1．理解：
种群指数增长和逻辑斯谛增长。
（重难点）
2．了解：
环境容纳量。
（重点）
3．应用活动：
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。
（难点）
4．了解：
种群数量的非周期性波动和周期性波动。
5．了解：
种群数量波动的调节因素。
种群的增长方式
1．指数增长
（1）条件：
资源无限、空间无限和不受其他生物制约。
（2）增长方式：
种群呈指数增长。
（3）特点
（4）曲线：
“J”形增长曲线。
2．逻辑斯谛增长
（1）条件：
资源有限、空间有限和受到其他生物制约。
（2）环境容纳量（K）：
指在长时期内环境所能维持的种群最大数量，是种群在该环境中的稳定平衡密度。
（3）特点：
起始呈加速增长，K/2时增长最快，此后便开始减速增长，到K值时便停止增长或在K值上下波动。
（4）增长曲线：
“S”形增长曲线。
探讨
：
在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿，下图是在1937～1942年期间该种群数量的增长曲线图。
结合图示，分析以下问题：
若某种群数量增长符合上图曲线需满足哪些条件？
提示：
①实验室条件下。
②当一个种群刚迁入一个新的适宜环境中最初的一段时间内的增长情况。
即食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。
探讨
：
某种群数量的逻辑斯谛增长曲线如下图所示，据图分析以下问题：
（1）图中的B点、C点时，种群的出生率均大于死亡率吗？
提示：
B点时，出生率大于死亡率；C点时出生率等于死亡率。
（2）“S”形增长曲线的增长率如何变化？
提示：
呈逐渐减小趋势。
（3）从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？
提示：
降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
探讨
：
如图为黄猩猩果蝇在人工饲养条件下的种群增长曲线，其环境容纳量约为多少？
提示：
约小于350。
1．比较两种种群增长曲线
“J”形曲线
“S”形曲线
产生条件
理想状态：
①食物、空间条件充裕
②气候适宜
③没有敌害、疾病
现实状态：
食物、空间有限②各种生态
因素综合作用
特点
种群数量以一定的百分数或倍数连续增长
种群数量达到环境容纳量K值后，将在K值上下保持相对稳定
种群增
长（速）率
环境容纳
量（K值）
无K值
有K值
曲线
2.逻辑斯谛增长曲线在生产中的应用
（1）在对野生动、植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群数量控制在环境容纳量的一半左右，即K/2值左右，此时（K/2值）种群增长速率最快，可提供的资源数量也很多，而且又不影响资源的再生。
①当过度捕猎导致种群数量小于K/2值时，种群的增长速率减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。
②当种群数量大于K/2值时，种群增长速率开始下降。
所以在开发动、植物资源时，种群数量大于K/2值时，就可以捕猎一定数量的该生物资源，而且可持续获得数量最大。
（2）对野生生物资源的保护方面，采用相应措施，如建立自然保护区，从而提高野生生物的环境容纳量，是保护野生生物资源的有效措施。
（3）农林害虫的防治方面，降低农林害虫的环境容纳量，是防治的根本。
1．下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是（ ）
【导学号：
24890034】
【解析】 种群在无环境阻力状况下的增长是指在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的情况下的增长。
在这样的条件下，种群会呈指数型曲线增长，B图所示的增长便属于此种情况。
【答案】 B
2．图示为某动物种群迁入适宜环境后的种群数量增长曲线，下列有关说法错误的是（ ）
A．该种群的增长方式为逻辑斯谛增长
B．如果此种群是某鱼类种群，应让捕捞量保持在b点所对应的数量左右
C．如果此种群是老鼠，限制其种群数量的最好方法是尽量降低K值
D．b点时该种群数量增长最快，但出生率不一定最大
【解析】 图示种群数量增长曲线的特点是：
增长速率先增快后逐渐减慢，故为逻辑斯谛增长。
曲线b点对应种群数量为
，此时，种群增长速率最大即“（出生率－死亡率）/增长时间”最大，但出生率不一定最大，若种群为有益种群鱼类，则捕捞后应使鱼群不少于
，即b点，而不是捕捞量在b点。
若种群为有害种群鼠类，应设法降低最大环境容纳量K值。
【答案】 B
3．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b点之前及时控制种群密度
B．a～b段，该种群的增长率与种群密度之间呈负相关
C．利用性引诱剂诱杀雄虫改变性比率可防止c点出现
D．在d～e段，该种群的增长率不变
【解析】 图示a点东亚飞蝗数量急剧上升，此时种群增长速率达到最大，病虫防治工作应在a点所示时间之前进行，A选项错误；图示a～b段种群数量仍然在上升，但种群增长率呈下降趋势；利用性引诱剂诱杀雄虫，使种群性比率失调，从而出生率降低，种群密度降低。
在d～e段，种群数量相对稳定，增长率为0，B、C、D选项正确。
【答案】 A
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
1．原理
（1）在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。
（2）养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。
2．选材
酵母菌贮用培养液、无菌葡萄糖溶液
3．过程
（1）设计实验记录表
（2）配制样品
（3）细胞计数
（4）用比浊计测定各试管的浑浊度
（5）记录数据，画曲线
探讨
：
从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。
提示：
这是为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性。
探讨
：
怎样记录结果？
记录表怎样设计？
提示：
起始
1
2
3
4
5
6
7
甲
乙
丙
平均
探讨
：
培养液的量是有限的，其中酵母菌种群数量的变化曲线，是不是标准的逻辑斯谛增长形曲线？
若不是，应该是怎样的？
尝试绘出其数量变化曲线。
提示：
不是。
因为培养液中的营养物质等是有限的，是不能循环的。
当消耗殆尽时种群数量变为零。
曲线如下图所示：
1．注意事项
（1）通过配制多份样品，多次取样计数，求“平均值”，可以提高计数的准确性。
（2）试管B起对照作用，试管B变浑浊是因为空气中的酵母菌进入试管B繁殖而造成的。
（3）培养基的成分、空间大小、pH、温度等均会影响到酵母菌种群数量的变化。
2．酵母菌的计数方法
拧紧试管盖将试管倒转数次（使其内酵母菌细胞混合均匀），用滴管从试管中取一滴培养液到血细胞计数板的方格区，盖上盖玻片。
多余培养液用滤纸吸去。
稍待片刻，待细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。
1．在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示（图中小点代表酵母菌）。
将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后，稀释100倍，再抽样镜检，如图乙所示。
根据实验结果判断，以下叙述正确的是（ ）
甲 乙
A．培养5小时后，酵母菌种群密度增加400倍左右
B．探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法
C．用血球计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体
D．培养5小时后，酵母菌种群数量不一定达到K值
【解析】 用血球计数板计数时，除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体，5小时前每个小格内约有5个菌体，而5小时后每个小格内约有10个菌体，但这是稀释100倍后的值，所以5小时内种群密度增加200倍，此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。
【答案】 D
2．将酵母菌分为a、b、c、d四组，在相同容积的培养瓶中用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。
请据图回答下列问题。
酵母菌种群增长的曲线
（1）该实验实际上是研究________________对酵母菌种群数量增长的影响。
请分析a组能否沿此趋势无限延伸？
________。
简述原因是______________________________________________________________。
（2）随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母菌种群的增长速率趋于降低，其可能的限制因素是________________________________________________。
（3）为测定d条件下某时刻的培养液中酵母菌的数目，将500个红细胞与5mL该培养液混匀，然后制片观察，进行随机统计结果如下：
视野1
视野2
视野3
视野4
红细胞数
21
19
22
18
酵母菌个数
101
99
106
94
5mL该培养液中共含有酵母菌约________个。
【解析】
（1）探究酵母菌的种群数量变化实验，研究的是在不同环境条件下种群数量的变化；环境条件包括培养基的营养条件和培养的温度、pH等。
由于培养基提供的营养和培养瓶的空间是有限的，所以会导致种群数量的增长停止。
（2）由于更换培养液的时间间隔的延长造成的种群增长速率下降，说明原因是培养基的问题，营养物质不足、有害代谢产物没有及时排除。
（3）视野中红细胞的数量与酵母菌数量的比值为1∶5，所以共有酵母菌为500×5＝2500个。
【答案】
（1）环境因素（营养物质浓度或代谢废物的浓度或pH变化等合理答案即可） 不能 因为空间是有限的
（2）营养物质不足、有害代谢产物没有及时排除
（3）2500
种群的数量波动及调节
1．种群的数量波动
（1）种群是一个动态系统，种群中的个体数量是随时间而变化的。
（2）成因
①出生率和死亡率的变动。
②环境条件的改变。
（3）种类
①周期波动
a．特点：
两个波峰之间相隔的时间相等的波动。
b．举例：
ⅰ.北极旅鼠的数量波动。
原因主要是由于食料植物因旅鼠取食而发生周期性短缺。
ⅱ.伊春林区的棕背
的数量波动，与红松球果产量有关。
（特点“四年两头熟”）
②非周期波动
a．特点：
两个波峰之间相隔的时间不相等的波动。
b．举例：
如东亚飞蝗的数量波动及欧洲灰鹭在1928～1977年间的种群数量波动，原因都是气候的变化。
2．调节种群数量的两种因素
（1）外源性因素
①气候：
是对种群影响最强烈的外源性因素，特别是极端的温度和湿度。
如沙漠地区降雨量与啮齿动物和鸟类的数量关系。
②食物
a．调节过程
b．实例：
雪兔数量很少时，长耳鸮只有20%的孵窝率。
③病源物和寄生物：
种群密度
病源物和寄生物的致病力和传播速度增加
作用力
种群数量下降。
④捕食：
把种群密度压制在一个低水平上，如用灰喜鹊防治松毛虫。
（2）内源性因素
①行为调节：
如鸟的领域行为。
②内分泌调节
a．含义：
动物种群由于社会压力加大，刺激中枢神经系统引发内分泌失调，继而引起种群数量的波动。
b．实例——啮齿动物鼠种群的内分泌调节：
探讨
：
寒带针叶林中两个动物种群的数量变化如图所示，据图判断这两个种群的数量波动类型及其调节因素分别是什么？
提示：
周期波动，捕食。
探讨
：
如图为我国东亚飞蝗种群在1945～1961年的数量变化曲线，据图指出东亚飞蝗种群的数量变化属于什么类型的波动？
提示：
非周期性波动。
1．自然种群数量动态变化的常见类型
（1）季节变化：
主要与环境季节性变化和生物适应性相关，同时也受种间关系（主要是食物关系）所影响。
（2）年变动：
旅鼠、北极狐3～4年周期和美洲兔、加拿大猞猁9～10年周期。
（3）种群数量的非周期性变动：
根据现有长期种群动态记录，大多数生物属于不规则的。
环境的非周期性突然变化引起，如一些突发性的自然灾害。
人类活动对种群数量的非周期性变化也起很大作用。
（4）种群暴发或大发生（如蝗灾、赤潮）。
2．种群的非周期波动和周期波动的比较
类型
项目
非周期波动
周期波动
含义
种群中个体数量随时间发生非周期性的变化
种群数量随时间发生周期性的变化
成因
环境的非周期性变化
环境的周期性变化
波动
曲线
举例
东亚飞蝗的数量变动
雪兔和猞猁在100年间（1840～1940）的种群数量变动
关系
无论是非周期波动还是周期波动，自然界里的任何生物的种群数量都不可能永远上升，也不可能永远下降，总是围绕着种群的平衡密度上下波动
3.影响种群数量波动的因素
（1）直接因素——出生率与死亡率
两者关系
对种群数量的影响
出生率大于死亡率
增加
出生率等于死亡率
基本不变
出生率小于死亡率
减少
（2）间接因素
①外源性调节因素
a．温度、湿度等气候因素通过影响种群的出生率和死亡率而间接影响种群的数量。
b．不同种生物通过捕食、寄生和病源物的传播等方式控制种群数量，如天敌数量的增加或食物减少使种群数量减少。
②内源性调节因素
同种生物在种群密度大时，斗争加剧，死亡率增加，种群数量减少；反之，种群数量增加。
③人为因素
a．随着种植业和养殖业的发展，受人工控制的种群数量在不断增加。
b．砍伐森林、围湖造田、过度放牧、猎捕动物及污染环境等人为因素，使许多野生动植物种群数量锐减，甚至灭绝。
1．自然界里种群数量的变化情况是（ ）
【导学号：
24890035】
①种群数量永远上升 ②种群数量永远下降 ③通常在环境容纳量附近上下波动 ④大多数种群呈非周期波动，少数种群呈周期波动
A．①② B．②④
C．③④D．①③
【解析】 自然界里任何生物的种群数量都不会永远上升或永远下降，总在平衡密度附近上下波动。
【答案】 C
2．下列说法错误的是（ ）
A．温度、雨量等非生物因素能影响种群数量
B．竞争、捕食、寄生等生物因素能影响种群数量
C．内源性调节因素和外源性调节因素不能同时发挥作用
D．内分泌调节和行为调节协调配合共同调节种群数量
【解析】 种群数量受非生物和生物因素的影响；外源性因素和内源性因素共同调节种群数量的变化，如食物不足时，也会引起行为调节和内分泌调节，因此，行为调节和内分泌调节协调配合共同调节种群数量。
【答案】 C
3．下图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图（图中不同阴影的面积表示不同比例尺下的个体数量）。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．图中所含的食物链为捕食食物链
B．这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C．旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D．旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
【解析】 旅鼠的天敌以旅鼠为食，旅鼠以植物为食，三者形成捕食关系的食物链，由于捕食关系的存在，三种种群的数量最终会在各自的K值上下波动，这是种群数量变化的外源性因素，由于旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数目因捕食和被捕食相互抑制，它们之间存在一种负反馈调节。
【答案】 D
1．在下列哪种条件下，种群可能呈指数增长（ ）
A．当食物受到限制时
B．在物种适宜的环境中，食物开始出现不足，但远不至于影响到该物种在这里生存
C．在一个没有捕食者的生态系统中
D．在实验室内的实验条件下
【解析】 在实验室的人为设置的理想状态下，种群可能呈指数增长。
【答案】 D
2．有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是（ ）
A．该实验设置了不加酵母菌的对照组实验，目的是排除空气中的酵母菌对实验结果的影响
B．用样方法调查酵母菌数量的变化，取样时需随机吸取试管上层、中层、下层液体
C．取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D．实验过程中若每天添加葡萄糖，其他条件不变，酵母菌将保持指数增长
【解析】 实验设置了不加酵母菌的对照实验，目的是排除空气中的酵母菌对实验结果的影响。
【答案】 A
3．我国伊春林区的棕背
的种群数量变动属于（ ）
A．季节消长 B．非周期波动
C．周期波动D．种群平衡
【解析】 棕背
每三年出现一次种群数量高峰，这种三年周期与通常说的“四年两头熟”的红松球果有关，即种群数量波动出现明显的周期性，为周期波动的典型代表。
【答案】 C
4．鸟类的领域行为属于（ ）
【导学号：
24890036】
①外源性调节因素②内源性调节因素
③行为调节④内分泌调节
A．①②B．③④
C．①③D．②③
【解析】 领域行为是鸟类等生物在生殖季节独占并保卫一块领域的现象，能保证鸟类种群不致因繁殖过剩而过度消耗资源，属于内源性调节因素中的行为调节。
【答案】 D
5．如图所示为某种群在不同生态环境中的增长曲线模式图，据图回答：
（1）若在不受限制的环境下增长，该种群数量如______曲线增长。
但由于受环境阻力的制约，结果表现为________曲线的增长。
环境制约因素有______________等。
（2）当种群数量增长到环境容纳量时，种群的增长率为________。
（3）对于m曲线来说，该种群增长速率由缓慢逐渐加快是在________点以后，环境阻力显著增大是在______点以后，在________段食物最可能成为种群繁殖的限制因素。
（4）若m曲线代表鲫鱼的增长曲线，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，则应使该动物捕获后的种群数量保持在______点所代表的水平上。
（5）控制鼠害的最佳时期是________内。
【解析】 本题考查对种群增长曲线的分析及实际应用等知识，“J”形增长曲线是无限环境的理想条件下的增长曲线，而“S”形增长曲线则受环境阻力的制约，来自捕食、食物、气候等，在“S”形增长曲线的K/2时增长速率最大，该动物捕获后的种群数量保持在此点时，即能获得较大捕获量，又能使该动物资源的更新能力不受破坏。
【答案】
（1）f m 天敌、食物、气候
（2）0 （3）a c cd （4）b （5）t1
课堂小结：
网络构建
核心回扣
1.在理想条件下，种群会呈指数增长。
2.指数增长的种群数量会持续增长。
3.在自然条件下，种群呈逻辑斯谛增长。
4.种群的逻辑斯谛增长总是受到环境容纳量的限制。
5.种群数量通常在环境容纳量附近上下波动。
6.种群是一个动态系统，种群中的个体数量是随时间而变化的。
7.大多数种群呈非周期波动，少数种群呈周期波动。
8.种群数量波动是由出生率和死亡率的变动以及环境条件的改变引起的。
9.能够调节种群数量的因素包括气候、食物等外源性因素和领域行为、内分泌调节等内源性因素。
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