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1、第1、2节种群的特征种群数量的变化一、种群的数量特征1.种群密度(1)概念:种群最基本的数量特征,指在单位面积或单位体积中的个体数。(2)调查方法:样方法和标志重捕法。第1、2节种群的特征种群数量的变化2.出生率和死亡率:单位时间内新产生(死亡)的个体数占该种群个体总数的比率。3.迁入率和迁出率:单位时间内迁入或迁出的个体数占该种群个体总数的比率。4.年龄组成(1)概念:一个种群中各年龄期的个体数目所占的比例。(2)类型:增长型、稳定型、衰退型。5.性别比例:种群中雌雄个体数目的比例。性别比例是如何影响种群密度的?思考感悟第1、2节种群的特征种群数量的变化提示:性别比例通过影响种群的出生率,进
2、而影响种群密度。二、种群数量的变化1.种群增长的“J”型曲线(1)模型假设:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,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倍。(2)建立模型:t年后种群数量为Nt=N0t。(3)曲线:呈“J”型。(4)增长率:保持不变。第1、2节种群的特征种群数量的变化2.种群增长的“S”型曲线(1)成因:自然界的资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,种内斗争加剧,以该种群为食的动物数量也会增加,使该种群的出生率降低,死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时,种群的增长就会停止。(2)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。(3)K值
3、:又称环境容纳量,在环境条件不被破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。(4)增长速率:先增大后减小,在K/2时达到最大。第1、2节种群的特征种群数量的变化3.种群数量的波动和下降由于气候、食物、天敌、传染病及人类活动等因素的影响,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。1.利用人工合成的性引诱剂干扰雌雄性个体的信息传递,可以用来防治有害昆虫。这种方法直接通过下列哪项来达到治虫目的()第1、2节种群的特征种群数量的变化解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化A.aB.bC.cD.d答案:C解析解析第1、2节
4、种群的特征种群数量的变化4.自然界中的种群增长一般呈现出“S”型曲线的走势,在此增长趋势中()A.种群的增长与自身密度无关B.达到K值时种群数量不再变化C.种群的增长受到环境因素制约D.同一种群的K值始终保持固定答案:C解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化(1)三个种群密度变化趋势由大到小依次是。(2)据统计,70年代初,我国人口年龄组成与图A相似,所以在这以后一段时间内的发展趋势是。因此我们要认真执行人口的政策。5.如图为三个种群的年龄组成曲线图,请据图回答:第1、2节种群的特征种群数量的变化(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,最终使害虫种群年龄组成变为三图中类型。(4)东
5、海渔场因捕捞过度造成产量下降,现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”,一段时间后,年龄组成会变成所示。答案:(1)A、B、C(2)人口密度越来越大计划生育(3)C(4)A解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化要点一种群数量特征之间的关系第1、2节种群的特征种群数量的变化(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度,但是能够用来预测种群密度的变化趋势。可以从以下两个方面分析种群密度的变化:(1)内因:种群本身的一些特征,如出生率和死亡率、迁入率和迁出率是直接影响种群密度的因第1、
6、2节种群的特征种群数量的变化素,年龄组成与性别比例是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。(2)外因:食物和空间、天敌、气候、疾病等,这些外部因素通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度。【对点训练】下列结合种群特征的概念图所作的分析,错误的是()第1、2节种群的特征种群数量的变化A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响B.种群密度是种群最基本的数量特征C.预测种群数量变化的主要依据是D.春运期间,广州人口数量变化主要取决于图中的解析:出生率与年龄组成和性别比例有关,死亡率只与年龄组成有关,据此判定是死亡率、是出生率、是性别比例、是年龄组成。春运期间,广州人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率。答案:D
7、解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化两种种群数量增长曲线的比较要点二曲线比较“J”型曲线“S”型曲线适用条件食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害的“理想环境”自然条件,资源和空间有限的环境曲线模型第1、2节种群的特征种群数量的变化综合分析两种增长曲线在数量上的差值是因生存斗争加剧而被淘汰的个体,也就是如图所示的因“环境阻力”而减少的个体第1、2节种群的特征种群数量的变化不同曲线中K、K/2的表示方法第1、2节种群的特征种群数量的变化图中A、B、C、D对应的种群数量为K值,A、C、D对应的种群数量为K/2值。【典题例析】假定当年种群数量是一年前种群数量的倍,如图表示值随时间的变化曲线。下
8、列相关叙述错误的是()A.0a年,种群数量不变,其年龄组成是稳定型第1、2节种群的特征种群数量的变化B.ab年,种群数量下降,其年龄组成是衰退型C.bc年,种群数量增加,种群呈“S”型增长D.cd年,种群数量增加,种群呈“J”型增长答案试解:C解析:0a年,值等于1,种群数量不变,其年龄组成是稳定型。ab年,值小于1,种群数量减少,其年龄组成是衰退型。bc年,值小于1时,种群数量减少,值大于1时,种群数量增加,种群不呈“S”型增长。cd年,值等于2,种群数量增加,呈“J”型增长。解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化纵坐标表示的意义。纵坐标表示的是,若将纵坐标当做种群数量,则可能会将0a、
9、cd当做稳定型,bc当做“S”型曲线。误区警示:本题的关键是不但要分析曲线的变化趋势,还要看清横、第1、2节种群的特征种群数量的变化探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.实验原理(1)酵母菌可以用液体培养基来培养,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。我们可以以培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴绘制曲线,从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。(2)培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关。第1、2节种群的特征种群数量的变化(3)利用血细胞计数板在显微镜下直接计数是一种常见的细胞计数法,这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数
10、目,所以一般用于单细胞微生物数量的测定,由于血细胞计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的,所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。2.实验流程问题与假设(提出酵母菌种群增长的问题,作出假设)设计与实验(制定实验方法,实施实验)交流与合作结论与反思(反思实验结论,重复实验,尝试建立酵母菌种群动态变化的数学模型)第1、2节种群的特征种群数量的变化3.具体操作过程分装:分别将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入1、2、3号试管中。接种:分别将等量酵母菌接种到3支试管中的培养液中混合均匀。培养与取样计数:将试管在28条件下连续培养7d。每天取样计数酵母菌数量,采用抽样
11、检测方法:将盖玻片放在计数板上,用吸管吸取第1、2节种群的特征种群数量的变化培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入到计数板小方格内,显微观察计数一个小方格内的菌种数,已知小方格的培养液厚度为0.1mm,计算出培养液体积,换算出10mL培养液中酵母菌总数。分析结果得出结论:将所得数值用曲线图表示出来,分析实验结果,得出酵母菌种群数量变化规律。4.注意事项(1)显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“数上线不数下线,数左线不数右线”的原则计数。第1、2节种群的特征种群数量的变化(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。【对点
12、训练】某研究性学习小组据此探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化,进行了如下实验,实验操作步骤如下:第一步:配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。第二步:利用相同多套装置,按下表步骤操作。第1、2节种群的特征种群数量的变化装置编号ABCD装置容器内的溶液无菌马铃薯葡萄糖培养液/mL101055无菌水/mL-55活化酵母菌液/mL0.10.10.10.1温度()525525第1、2节种群的特征种群数量的变化第三步:用血细胞计数板计数装置中起始酵母菌数目,做好记录。第四步:将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。第五步:连续7天,每天随机抽时间取样计数,做好记录。回
13、答下列问题:(1)改正实验操作步骤中的一处错误:。(2)某同学第5天在使用血细胞计数板计数时做法如下:振荡摇匀试管,取1mL培养液并适当稀释(稀释样液的无菌水中加第1、2节种群的特征种群数量的变化入了几滴台盼蓝染液)。先将放在计数室上,用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘,让培养液自行渗入,多余培养液,制作好临时装片。显微镜下观察计数:在观察计数时只记(填“被”或“不被”)染成蓝色的酵母菌。(3)如所使用的血细胞计数板有16个中方格,每1个中方格中有25个小方格,每1个小方格容积为0.1mm3(1mL=1000mm3)。请推导出1毫升培养液中酵母菌细胞的计算公式:酵母细胞个数/mL=。解析:(1
14、)实验中要注意遵循单一变量和对照原则,该实验中要注意在每天同一时间取样,否则由于时间不同而影响结果的准确性。解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化(2)计数室的刻度一般有两种规格,一种是一个大方格分成16个中方格,而每个中方格又分成25个小方格;另一种是一个大方格分成25个中方格,而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板,每一个小方格中的小方格数都是相同的,即1625=400个小方格。每一个小方格边长为1mm,则每一小方格的面积为1mm2,盖上盖玻片后,载玻片与盖玻片之间的高度为0.1mm,所以计数室的容积为0.1mm3。在计数时,通常数五个中方格的总菌数,然后求得每个中方
15、格的平均值,再乘上16或25,就得出一个大方格中的总菌数,然后再换算成1mL菌液中的总菌数。第1、2节种群的特征种群数量的变化(3)计数时,如果使用16格25格规格的计数室,要按对角线位,取左上、右上、左下、右下4个中格(即100个小格)的酵母菌数。如果规格为25格16格的计数板,除了取其4个对角方位外,还需再数中央的一个中格(即80个小方格)的酵母菌数。对每个样品计数三次,取其平均值,按下列公式计算每1毫升菌液中所含的酵母菌个数。16倍25倍的血细胞计数板计算公式:酵母细胞数/mL=(100个小格内酵母细胞个数/100)400104稀释倍数。25倍16倍的血细胞计数板计算公式:酵母细胞数/m
16、L=(80小格内酵母细胞个数/80)400104稀释倍数。第1、2节种群的特征种群数量的变化答案:(1)第五步中应每天同一时间(定时)取样(2)盖玻片用滤纸(吸水纸)吸去不被(3)平均每个小方格的酵母菌数400104稀释倍数【变式演练】在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干,抽样镜检,视野下如图甲所示(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,视野下如乙图所示。根据实验结果判断,以下叙述正确的是()第1、2节种群的特征种群数量的变化A.培养5小时后,酵母菌种群密度增加200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.用血细胞计数板计数酵母
17、菌数量时只统计方格内菌体第1、2节种群的特征种群数量的变化D.培养5小时后,酵母菌种群数量已经达到K值解析:比较甲、乙两图中央两格酵母菌数,乙是甲的两倍,乙是稀释100倍后的镜检结果,故培养5小时后,酵母菌种群密度增加200倍左右。标志重捕法适用于活动能力强、体型较大的动物,酵母菌的种群数量计数不能用标志重捕法。用血细胞计数板计数酵母菌数量时应统计方格内和压在相邻两边上的菌体。培养5小时后,酵母菌种群数量并不能确定是否已经达到K值。答案:A解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化第1、2节种群的特征种群数量的变化第1、2节种群的特征种群数量的变化A.该地的人口增长率保持不变B.该地的人口增长
18、较快第1、2节种群的特征种群数量的变化C.该地年龄结构为衰退型D.该地的老年人口比重较高解析:决定种群数量大小的因素主要为出生率和死亡率,该图中出生率和死亡率的差值越来越大,且出生率大于死亡率,因此可以判断该地的人口数量增长较快。答案:B解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化3.(密码改编)如果种群的增长率为0,可能会出现以下哪种情况()A.种群数量不断增加,并出现激烈的食物和栖息地的竞争B.种群数量不断增加,寄生和被捕食的情况增加C.种群数量会因有毒废物的积累而逐渐减少D.出生率=死亡率,种群数量接近K值解析:增长率为0,表明出生率=死亡率,种群数量达到最大,即K值。答案:D解析解析第1
19、、2节种群的特征种群数量的变化4.(密码原创)实验室在密封培养皿里培养大肠杆菌,如图是实验过程中根据监测数据绘制的曲线,关于大肠杆菌种群的描述中正确的是()A.该种群数量在C点达到了K值B.该种群数量的增长曲线为“J”型曲线第1、2节种群的特征种群数量的变化C.在F点由于资源等因素导致种群数量开始减少D.在曲线CD段,出生率小于死亡率解析:在种群增长速率的曲线图中,最大值C点对应的种群数量应该是K/2值,而E点对应的才是K值;由于没有环境阻力,“J”型曲线的种群增长速率将一直增长;由于在密封的环境中资源不断减少,当大肠杆菌达到K值后(EF段),数量必然下降;CD段的种群数量仍然处于增长阶段,出
20、生率大于死亡率。答案:C解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化5.下列有关种群和群落的研究和分析中,正确的是()A.田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,统计得到的种群密度比实际数值要低B.对培养液中酵母菌进行计数采用的是抽样检测法C.对小动物的种群密度进行调查时,不能采用标志重捕法,一定要采用样方法D.某同学决定以校园内的池塘为对象进行生物种类调查,应在同一水层取样第1、2节种群的特征种群数量的变化解析:田鼠在第一次被捕后很难再次被捕,即重捕标志数(m)变小,根据公式:种群数量(N)重捕总数(n)=标志总数(M)重捕标志数(m),因此种群数量(N)比实际值偏高;是否采用标志重捕法主要取决于动物的
21、活动能力或活动范围,而与动物本身的大小无关;对生物种类的调查,应该随机取样,尽可能覆盖所研究区域的各个地方,以保证数据的客观准确。答案:B第1、2节种群的特征种群数量的变化6.(密码改编)为研究酵母菌种群密度的动态变化,某同学用1000mL的锥形瓶作为培养容器,棉塞封口,装入200mL培养液,接种酵母菌后在适宜条件下培养,培养过程中下列描述正确的是()A.用血细胞计数板计数,不同时间取样后显微镜视野中酵母菌细胞数量不断增加B.一段时间后酵母菌可以达到K值C.氧气的消耗量等于二氧化碳的产生量D.可直接从静置的培养瓶中取出培养原液稀释后进行计数第1、2节种群的特征种群数量的变化解析:酵母菌是兼性厌
22、氧型微生物,因此在培养过程中,既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸,因此O2的消耗量小于CO2的产生量。一段时间内酵母菌以“J”型方式增长。用血细胞计数板计数,相同时间取样才能说明问题。应该振荡混合均匀后取出培养原液稀释后进行计数而不是从静置的培养瓶中取样。答案:B第1、2节种群的特征种群数量的变化7.某科研人员在资源和空间充足的适宜场所通过对100个大草履虫的培养和研究发现,平均一个草履虫每24h能增殖2309个新个体。为了研究大草履虫的种群数量的变化情况,设计了如下数学模型。请对该模型进行补充:大草履虫情况研究方法平均一个大草履虫每24h能增殖2309个新个体观察研究对象,(1)在资源和空间无
23、限的环境中,大草履虫种群的增长不会受种群密度增加的影响(2)(3)(写出t天后种群的个体数量的数学模型,注明数学式中各字母所表达的含义)根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达第1、2节种群的特征种群数量的变化观察、统计大草履虫的数量,对自己所建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察,对模型进行检验或修正(1)。(2)。(3)。解析:根据题意可知,题表是调查种群密度的增长曲线的过程:观察研究对象,提出问题;根据问题作出合理假设;据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达,由题意可列出数学公式:Nt=N0t,解析解析第1、2节种群的特征种群数量的变化答案:(1)提出问题(2)提出合理的假设(3)Nt=N0t(其中Nt:t天后种表达式中Nt、N0、t分别表示t天后种群的数量、该种群起始数量、该种群数量是前一年种群数量的倍数、时间;对模型进行检验和修正。群的数量;N0:种群起始数量;:种群数量是前一年种群数量的倍数;t:时间)
