資源簡介

第1章　第2節(jié)
對點(diǎn)訓(xùn)練
題組一　種群數(shù)量的變化
1．?dāng)?shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟，下列排列順序正確的是(　　)
①觀察研究對象，提出問題　②提出合理的假設(shè)　③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)　④通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正
A．①②③④　　　　　 B．②①③④
C．③④①② D．②③①④
答案：A
解析：建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的一般步驟：①觀察研究對象，提出問題。要構(gòu)建一個數(shù)學(xué)模型，首先我們要了解問題的實(shí)際背景，弄清楚對象的特征。②提出合理的假設(shè)。提出合理假設(shè)是數(shù)學(xué)模型建立的前提條件，假設(shè)不同，所建立的數(shù)學(xué)模型也不相同。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)。根據(jù)所作的假設(shè)分析對象的因果關(guān)系，利用對象的內(nèi)在規(guī)律和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具，構(gòu)造各個量詞的等式關(guān)系。④通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。A項(xiàng)正確。
2．種群在理想和自然條件下分別表現(xiàn)出“J”形和“S”形增長。下列有關(guān)種群增長曲線的敘述，正確的是(　　)
A．在種群“J”形增長模型(Nt＝N0·λt)中，λ表示該種群的增長速率
B．在自然條件下，種群的環(huán)境容納量(即K值)是固定不變的
C．在魚類養(yǎng)殖中，在接近K值時進(jìn)行捕撈有利于該種群的可持續(xù)發(fā)展
D．在“S”形曲線中，種群密度不同時可能具有相同的種群增長速率
答案：D
解析：在種群“J”形增長的數(shù)學(xué)模型(Nt＝N0·λt)中，λ表現(xiàn)該種群的增長倍數(shù)，A項(xiàng)錯誤；在自然條件下，種群的環(huán)境容納量(即K值)不是固定不變的，大小取決于環(huán)境條件，改善空間和資源條件會使K值提高，B項(xiàng)錯誤；在魚類養(yǎng)殖中，在超過K/2時進(jìn)行捕撈有利于該種群的可持續(xù)發(fā)展，C項(xiàng)錯誤；在“S”形曲線中，種群增長速率先增大后減小，種群密度不同時可能具有相同的種群增長速率，D項(xiàng)正確。
3．下圖表示某海域大黃魚種群數(shù)量與種群增長速率的變化曲線。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．圖中a點(diǎn)種群年齡結(jié)構(gòu)為增長型，c點(diǎn)種群年齡結(jié)構(gòu)為衰退型
B．a(chǎn)點(diǎn)和c點(diǎn)對應(yīng)的種群增長速率相同，所以種內(nèi)競爭程度相同
C．在環(huán)境條件不受破壞的情況下，該海域大黃魚種群的K值約為2b
D．用標(biāo)記重捕法調(diào)查該種群密度時，若標(biāo)記個體易被捕食，則估計值偏小
答案：C
解析：c點(diǎn)種群增長速率大于0，種群年齡結(jié)構(gòu)應(yīng)為增長型，A項(xiàng)錯誤；c點(diǎn)與a點(diǎn)相比，c點(diǎn)種群數(shù)量多，所以種內(nèi)競爭程度較激烈，B項(xiàng)錯誤；種群的增長速率在時最大，故該海域大黃魚種群的K值約為2b，C項(xiàng)正確；標(biāo)記重捕法中計算種群數(shù)量的公式為＝，若標(biāo)記個體易被捕食，則重捕的標(biāo)記個體數(shù)目偏小，種群數(shù)量的估計值會偏大，D項(xiàng)錯誤。
4．某田鼠種群數(shù)量在數(shù)年內(nèi)的變化情況如下圖所示(R＝出生率/死亡率)，在不考慮遷入率和遷出率的情況下，下列說法正確的是(　　)
A．該田鼠種群增長為“S”形增長，c點(diǎn)時種群密度最小
B．若該種群在年初時的個體數(shù)為100，年末時為120，則該種群的該年的出生率為20%
C．田鼠種群數(shù)量在ad段對應(yīng)的曲線先上升后下降，其中cd段對應(yīng)的曲線一直在下降
D．若不考慮其他因素，則圖中a、b兩點(diǎn)對應(yīng)的年齡結(jié)構(gòu)分別為增長型和衰退型
答案：C
解析：由圖分析可知，當(dāng)田鼠種群的出生率與死亡率比值R大于1時，即出生率大于死亡率，田鼠的種群數(shù)量會越來越多；當(dāng)田鼠種群的出生率與死亡率比值R小于1時，即出生率小于死亡率，田鼠的種群數(shù)量會越來越少。d點(diǎn)時種群密度比c點(diǎn)時種群密度小，A項(xiàng)錯誤；種群年初時個體數(shù)為100，年末時為120，只能求出增長率，出生個體未知，無法計算出生率，B項(xiàng)錯誤；a、b兩點(diǎn)時R都大于1，年齡結(jié)構(gòu)都為增長型，D項(xiàng)錯誤。
5．請根據(jù)下圖所示種群數(shù)量增長的坐標(biāo)曲線圖，回答下列有關(guān)問題。
(1)馬纓丹是一種生活于熱帶地區(qū)的有毒植物，為達(dá)到觀賞目的，人們把它引種到夏威夷，一段時間后，馬纓丹大量繁殖，對夏威夷的畜牧業(yè)造成嚴(yán)重威脅，圖中曲線_____符合馬纓丹瘋狂蔓延的趨勢。
(2)自然界中種群增長曲線表現(xiàn)為圖中的曲線_____。
(3)若此圖表示太湖藍(lán)細(xì)菌增長曲線，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到_____點(diǎn)后，增長速率為0。
(4)依據(jù)自然界“種群增長”的特點(diǎn)，人們在進(jìn)行狩獵或海洋捕撈作業(yè)時，應(yīng)在_____點(diǎn)后進(jìn)行，原因是_______________________________。
(5)若圖中曲線Ⅱ表示某地老鼠種群數(shù)量變化，如果滅鼠時只采用殺死的辦法，采取措施后老鼠的數(shù)量會很快恢復(fù)到原有的數(shù)量。請你根據(jù)上圖提出更有效地控制鼠害的方案：__________________________________________________
___________________________________________________________。
答案：(1)Ⅰ　(2)Ⅱ　(3)F　(4)E　E點(diǎn)時種群數(shù)量的增長速率最大　(5)增加老鼠的生存環(huán)境阻力(可從食物來源、生活場所、天敵等方面考慮)，使其環(huán)境容納量降低
解析：(1)外來物種因?yàn)橐N地條件適宜，在一段時間內(nèi)往往呈“J”形曲線瘋狂增長。(2)自然情況下，種群數(shù)量的增長呈“S”形曲線增長。(3)當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到F點(diǎn)后，出生率＝死亡率，即種群增長速率為0。(4)種群數(shù)量達(dá)到E點(diǎn)時，種群增長速率最大，對狩獵或海洋捕撈作業(yè)具有重要的指導(dǎo)意義。(5)滅鼠時若只是殺死一部分老鼠，鼠種群數(shù)量下降，但很快又會恢復(fù)原來的數(shù)量。若降低環(huán)境容納量(即K值)，如清除垃圾、封存好糧食、硬化地面等，可有效地控制鼠害。
題組二　培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化
6．為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學(xué)進(jìn)行了如下操作，其中正確的是(　　)
A．將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養(yǎng)
B．將培養(yǎng)液靜置一段時間后，用吸管從錐形瓶中吸取一定量的培養(yǎng)液
C．在血細(xì)胞計數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片，并用濾紙吸去邊緣多余培養(yǎng)液
D．將計數(shù)板放在載物臺中央，立即在顯微鏡下觀察、計數(shù)
答案：A
解析：應(yīng)將培養(yǎng)液振蕩均勻后，再吸取培養(yǎng)液，B項(xiàng)錯誤；在進(jìn)行計數(shù)時，應(yīng)將蓋玻片放在計數(shù)板上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入到計數(shù)板小方格內(nèi)，C項(xiàng)錯誤；將計數(shù)板放在載物臺中央，應(yīng)先靜置一段時間，待酵母菌沉降到計數(shù)室底部，再進(jìn)行觀察、計數(shù)，否則酵母菌不在一個平面上，在顯微鏡下就不能觀察到所有細(xì)胞，使計數(shù)結(jié)果偏小，D項(xiàng)錯誤。
7．(2024·河南卷，6)用一定量的液體培養(yǎng)基培養(yǎng)某種細(xì)菌，活細(xì)菌數(shù)隨時間的變化趨勢如圖所示，其中Ⅰ～Ⅳ表示細(xì)菌種群增長的4個時期。下列敘述錯誤的是(　　)
A．培養(yǎng)基中的細(xì)菌不能通過有絲分裂進(jìn)行增殖
B．Ⅱ期細(xì)菌數(shù)量增長快，存在“J”形增長階段
C．Ⅲ期細(xì)菌沒有增殖和死亡，總數(shù)保持相對穩(wěn)定
D．Ⅳ期細(xì)菌數(shù)量下降的主要原因有營養(yǎng)物質(zhì)匱乏
答案：C
解析：有絲分裂是真核細(xì)胞的增殖方式，細(xì)菌是原核細(xì)胞，進(jìn)行二分裂，所以培養(yǎng)基中的細(xì)菌不能通過有絲分裂進(jìn)行增殖，A正確；Ⅱ期由于資源充足，細(xì)菌經(jīng)過一段的調(diào)整適應(yīng)，種群增長可能會短暫出現(xiàn)“J”形的增長，B正確；Ⅲ期細(xì)菌的增殖速率和死亡速率基本相等，總數(shù)保持相對穩(wěn)定，C錯誤；Ⅳ期培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)含量減少和代謝產(chǎn)物積累，細(xì)菌種群數(shù)量會下降，D正確。
綜合強(qiáng)化
一、選擇題
1．科學(xué)工作者為了監(jiān)測和預(yù)報某草原鼠害的發(fā)生情況，采用標(biāo)記重捕法對田鼠種群數(shù)量進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在最初調(diào)查的一個月內(nèi)，種群數(shù)量每天增加1.5%，下列分析正確的是(　　)
A．最初調(diào)查的一個月內(nèi)，田鼠種群數(shù)量呈“S”形增長
B．田鼠種群增長模型可構(gòu)建為Nt＝N0λt，其中λ為1.015
C．若已被捕捉、標(biāo)記過的田鼠不易再次被捕捉到，則估算數(shù)值會偏小
D．?dāng)?shù)月之后，當(dāng)田鼠種群的出生率等于死亡率時，是防治鼠害的最佳時期
答案：B
解析：在最初調(diào)查的一個月內(nèi)，種群數(shù)量每天增加1.5%，田鼠種群數(shù)量呈“J”形增長，A項(xiàng)錯誤；田鼠種群增長模型可構(gòu)建為Nt＝N0λt，其中λ為1＋0.015＝1.015，B項(xiàng)正確；若已被捕捉、標(biāo)記過的田鼠不易再次被捕捉到，則估算數(shù)值會偏大，C項(xiàng)錯誤；數(shù)月之后，當(dāng)田鼠種群的出生率等于死亡率時，種群數(shù)量達(dá)到K值，不是防治鼠害的最佳時期，有害動物的防治越早越好，D項(xiàng)錯誤。
2．如圖表示出生率、死亡率和種群密度的關(guān)系，據(jù)此分析得出的正確表述是(　　)
A．在K/2時控制有害動物最有效
B．圖示規(guī)律可作為控制人口增長的依據(jù)
C．該圖可用于實(shí)踐中估算種群最大凈補(bǔ)充量
D．在K/2時捕撈魚類最易得到最大日捕獲量
答案：C
解析：K/2時種群增長速率最大，控制有害動物應(yīng)在K/2之前最有效，A項(xiàng)錯誤；圖示為自然種群的變化規(guī)律不完全適用于作為控制人口增長的依據(jù)，B項(xiàng)錯誤；可通過出生率和死亡率來估算種群最大凈補(bǔ)充量，C項(xiàng)正確；K值時種群密度最大，此時進(jìn)行捕撈最易得到最大日捕獲量，D項(xiàng)錯誤。
3．某小組進(jìn)行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn)時，分別在4支試管中進(jìn)行培養(yǎng)(具體見下表)，其他實(shí)驗(yàn)條件相同，均獲得了“S”形增長曲線。據(jù)此分析錯誤的是(　　)
試管號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
培養(yǎng)液體積/mL 10 5 10 5
起始酵母菌數(shù)/個 10 5 5 10
A.4支試管內(nèi)的種群達(dá)到K值的時間是Ⅳ＝Ⅰ>Ⅱ＝Ⅲ
B．4支試管內(nèi)的種群在K/2時增長最快
C．試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同
D．試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ的開始下降
答案：A
解析：由表格可知培養(yǎng)液的體積不同，起始酵母菌數(shù)不同，因此4支試管內(nèi)的種群到達(dá)K值的時間不同。4支試管內(nèi)種群達(dá)到K值的時間：Ⅲ>Ⅱ＝Ⅰ>Ⅳ；種群數(shù)量K/2時增長速度最大；試管Ⅲ和試管Ⅱ培養(yǎng)液體積(環(huán)境資源量)不同，所以K值不同；試管Ⅳ的接種量大而培養(yǎng)液體積小，環(huán)境阻力大，應(yīng)先下降。
4．科研小組對某地兩個種群的數(shù)量進(jìn)行了多年的跟蹤調(diào)查，并研究λ＝隨時間的變化趨勢，結(jié)果如下圖所示(圖中Nt表示第t年的種群數(shù)量，Nt＋1表示第t＋1年的種群數(shù)量)。下列分析正確的是(　　)
A．甲種群在t1～t2段的種群數(shù)量不斷增加
B．乙種群在t1～t2段的種群數(shù)量一直減少
C．乙種群在t3后種群數(shù)量保持不變
D．甲種群在t3后數(shù)量相對穩(wěn)定可能是生存條件得到了改善
答案：C
解析：甲種群在t1～t2段，λ一直小于1，故甲種群在t1～t2段的種群數(shù)量不斷減少，A項(xiàng)錯誤；乙種群在t1～t2段，λ先大于1，種群數(shù)量增加，后λ小于1，種群數(shù)量下降，B項(xiàng)錯誤；乙種群在t3后λ等于1，種群數(shù)量不再變化，C項(xiàng)正確；甲種群在t3后，λ大于1，且保持不變，種群數(shù)量不斷增加，D項(xiàng)錯誤。
5．研究種群的變化規(guī)律以及影響種群數(shù)量變化的因素，對有害動物的防治以及對野生生物資源的保護(hù)和利用有著重要意義。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．種群增長的開始階段不受自身密度的影響
B．增加遷入率、降低遷出率可增加本種群的K值
C．若某種群的年齡結(jié)構(gòu)為增長型，則該種群數(shù)量一定增加
D．魚塘中某種魚的初始養(yǎng)殖密度不同時，單位水體該魚的產(chǎn)量有可能相同
答案：D
解析：種群增長受自身密度的影響，剛開始時種群密度較小，種群密度對種群增長的影響也較小，A項(xiàng)錯誤；增加遷入率、降低遷出率可增加本種群的密度，但不能增加該種群的K值，B項(xiàng)錯誤；種群數(shù)量增長還受環(huán)境的影響，年齡結(jié)構(gòu)為增長型的種群，如果環(huán)境條件惡劣，種群數(shù)量不一定增加，C項(xiàng)錯誤；因?yàn)樵擊~塘的環(huán)境容納量是一定的，所以魚塘中該種魚的初始養(yǎng)殖密度不同時，單位水體中該種魚的產(chǎn)量有可能相同，D項(xiàng)正確。
二、非選擇題
6．下圖是種群增長的“J”形曲線和“S”形曲線以及在A點(diǎn)之后的三條變化曲線圖。請回答下列問題：
(1)對呈“J”形增長的種群而言，其λ值(當(dāng)年的種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù))的大小與種群密度_______(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。
(2)A點(diǎn)之后，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三條曲線對應(yīng)環(huán)境條件的優(yōu)越程度的大小關(guān)系是_____________，做出該判斷的理由是_______________________________。
(3)圖中AB段，不考慮遷入、遷出，種群的出生率_______(填“大于”“小于”或“等于”)死亡率。
答案：(1)無關(guān)　(2)Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ　K值越大，說明環(huán)境條件越優(yōu)越　(3)小于
解析：(1)對呈“J”形曲線增長的種群而言，其λ值不變，但種群密度在不斷增大，所以二者沒有直接關(guān)系。(2)由題圖分析可知，圖中Ⅰ曲線是環(huán)境條件變得更好所致，Ⅱ曲線是環(huán)境條件變得更差所致，Ⅲ曲線是環(huán)境受到破壞使種群無法適應(yīng)而逐漸遭到淘汰，由此推斷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線所對應(yīng)的環(huán)境條件的優(yōu)越程度是依次減小的，其判斷的關(guān)鍵依據(jù)是K值的變化。(3)種群數(shù)量由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定，若不考慮遷入率和遷出率，當(dāng)種群處于圖中AB段時，其種群數(shù)量不斷減少，說明種群的出生率小于死亡率。
7．依據(jù)“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的實(shí)驗(yàn)過程和要求，回答下列問題：
(1)某學(xué)生的部分實(shí)驗(yàn)操作過程是這樣的。
①從靜置試管中吸取酵母菌培養(yǎng)液進(jìn)行計數(shù)，記錄數(shù)據(jù)。
②把酵母菌培養(yǎng)液放置在冰箱中培養(yǎng)。
③第七天再取樣計數(shù)，記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析繪成曲線。
請糾正該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作過程中的錯誤：_____________________________
_________________________________________________________________________________________________________。
(2)利用血球計數(shù)板可在顯微鏡下對微生物細(xì)胞進(jìn)行直接計數(shù)。血球計數(shù)板是一個特制的可在顯微鏡下觀察的玻片，樣品就滴在計數(shù)室內(nèi)。每個計數(shù)室由25×16＝400個小格組成，容納液體的總體積為0.1 mm3。現(xiàn)將1 mL酵母菌樣品加99 mL無菌水稀釋，用無菌吸管吸取少許滴在蓋玻片邊緣，使其自行滲入計數(shù)室，并用濾紙吸去多余菌液。
現(xiàn)觀察到上圖中該計數(shù)室所示a、b、c、d、e 5個中方格80個小格內(nèi)共有酵母菌44個，則上述1 mL酵母菌樣品中約有菌體_______個。為獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)值，減少誤差，你認(rèn)為采取的做法是_________________________________。
答案：(1)①應(yīng)將試管輕輕振蕩幾次再吸取酵母菌培養(yǎng)液進(jìn)行計數(shù)；②應(yīng)將酵母菌培養(yǎng)液放置在適宜溫度下進(jìn)行培養(yǎng)；③應(yīng)連續(xù)7天，每天觀察、取樣計數(shù)并記錄數(shù)據(jù)　(2)2.2×108　多取樣、取平均值
解析：理解實(shí)驗(yàn)過程中各個步驟的要求及其原因，才能更好地理解實(shí)驗(yàn)原理。在實(shí)驗(yàn)過程中，對酵母菌的總數(shù)進(jìn)行計數(shù)是很難的，所以要采用抽樣檢測法。每次從試管中吸出培養(yǎng)液時，都要進(jìn)行振蕩，目的是讓酵母菌在培養(yǎng)液中分布均勻，減少計數(shù)時的誤差；培養(yǎng)酵母菌時，要提供酵母菌生活的最適條件，包括溫度、無菌條件等，所以不應(yīng)該放在冰箱里進(jìn)行培養(yǎng)；7天中，酵母菌種群數(shù)量是不斷變化的，所以應(yīng)連續(xù)7天，每天都要進(jìn)行取樣、觀察、計數(shù)，而不是僅在第7天進(jìn)行計數(shù)。利用顯微鏡觀察時，要注意多取樣、取平均值，盡量減少誤差。計算酵母菌總數(shù)時，要先計算出每個計數(shù)室中酵母菌的數(shù)量，然后乘酵母菌樣品總體積，所以上述1 mL酵母菌樣品中的總數(shù)為44÷80×400×100×1 000÷0.1＝2.2×108個。
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第1章　種群及其動態(tài)
第2節(jié)　種群數(shù)量的變化
1．說明建構(gòu)種群數(shù)量增長模型的方法。(生命觀念、科學(xué)思維)
2．用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化規(guī)律。(科學(xué)思維)
3．通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。(科學(xué)探究)
4．關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響。(社會責(zé)任)
1．種群數(shù)量變化的內(nèi)容包括種群數(shù)量的增長、穩(wěn)定、下降、波動、消亡等。
2．?dāng)?shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，如曲線圖和數(shù)學(xué)公式。
3．種群增長的“J”形曲線產(chǎn)生條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等理想的條件下。
4．種群增長“J”形曲線的數(shù)學(xué)公式：Nt＝N0λt(N0為該種群的起始數(shù)量，t為時間，Nt為t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù))。
5．種群的“S”形增長：①產(chǎn)生條件：自然條件(現(xiàn)實(shí)狀態(tài))——自然界的資源和空間總是有限的；
②數(shù)量變化：當(dāng)種群密度增大時，種內(nèi)競爭就會加劇，其捕食者數(shù)量也會增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率升高。
6．環(huán)境容納量是指一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量，又稱K值。
7．探究酵母菌數(shù)量變化規(guī)律可用抽樣檢測的方法。
教材梳理
1.建構(gòu)種群增長模型的方法
(1)數(shù)學(xué)模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，主要包括數(shù)學(xué)公式模型和曲線圖模型，其中更精確的是____________________，更直觀的是_________________。
(2)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法步驟：觀察研究對象，提出問題→提出合理的假設(shè)→根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)腳_____________對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→進(jìn)一步檢驗(yàn)或修正模型。
知識點(diǎn)一　種群數(shù)量的變化
數(shù)學(xué)公式模型
曲線圖模型
數(shù)學(xué)形式
(3)實(shí)例：若N代表細(xì)菌數(shù)量，n代表第幾代，則在資源和生存空間沒有限制的條件下，細(xì)菌增長的數(shù)學(xué)公式模型是__________，曲線圖模型為：
Nn＝2n
2．種群的“J”形增長
(1)概念：自然界有類似細(xì)菌在_________________種群增長的形式，如果以時間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈“_____”形。
(2)模型假設(shè)：_______________________充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等條件。
理想條件下
J
食物和空間條件
(3)建立模型
①曲線圖模型
②數(shù)學(xué)公式模型：______________。
③參數(shù)含義：N0為該_______________________，t為時間，Nt為t年后該種群的數(shù)量，_____表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)。
Nt＝N0λt
種群的起始數(shù)量
λ
3．種群的“S”形增長
(1)概念：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量______________，增長曲線呈“S”形。
(2)模型假設(shè)：食物等資源和空間總是有限的(自然條件)。
建立模型
趨于穩(wěn)定
(3)環(huán)境容納量：________的環(huán)境條件所能________的種群________數(shù)量，又稱K值。
(4)應(yīng)用
①野生大熊貓數(shù)量銳減的原因：___________遭到破壞，食物減少和活動范圍縮小，________變小。
②應(yīng)對措施：建立_________________，改善棲息環(huán)境，提高_(dá)________________。
一定
維持
最大
棲息地
K值
自然保護(hù)區(qū)
環(huán)境容納量
(2)數(shù)量變化：①大多數(shù)種群的數(shù)量總是在________中；②處于波動狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群________；③長久處于不利的條件下，種群數(shù)量會出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的________。
波動
爆發(fā)
下降
判斷正誤
1.理想條件下，影響種群數(shù)量增長的主要因素是環(huán)境容納量。(　　 )
2．將20 mL無菌培養(yǎng)液等量分裝到甲、乙2支試管中，向甲試管放入5只大草履蟲，乙試管放入10只大草履蟲，則一段時間后，甲試管的K值大于乙試管。(　　 )
3．在“S”形增長曲線中，當(dāng)種群數(shù)量超過K/2后，種群增長速率減慢，其對應(yīng)的年齡結(jié)構(gòu)為衰退型。(　　 )
4．“S”形增長曲線中，種群數(shù)量未達(dá)到K/2前的增長是“J”形增長。(　　 )
×
×
×
×
核心探討
1.增長速率和增長率的界定
(2)種群增長速率：指單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)(即種群數(shù)量增長曲線的斜率)，即增長速率＝一定時間內(nèi)增加的個體數(shù)量/時間。“J”形曲線增長速率一直上升，也呈“J”形，“S”形曲線增長速率呈“鐘形”。
假設(shè)某一種群的數(shù)量在某一單位時間t(如一年)內(nèi)，由初始數(shù)量N0增長到Nt，則該種群的增長率和增長速率的計算公式分別為
(3)請在下圖中繪出“J”形增長和“S”形增長的增長率、增長速率曲線。
提示：如圖所示：
2．對“λ”的理解
當(dāng)λ>1時，增長率>0，種群數(shù)量________；當(dāng)λ＝1時，增長率_____0，種群數(shù)量________；當(dāng)λ<1時，增長率<0，種群數(shù)量________。
增加
＝
穩(wěn)定
下降
核心歸納
1.種群增長的“J”形曲線與“S”形曲線的比較
項(xiàng)目 “J”形曲線 “S”形曲線
前提
條件 理想狀態(tài)：①食物、空間等資源充足；②氣候適宜；③不受天敵、病原體等其他生物制約 現(xiàn)實(shí)狀態(tài)：①食物、空間等資源有限；②受其他生物因素、非生物因素制約
增長
模型
項(xiàng)目 “J”形曲線 “S”形曲線
種群增
長率
(無單位)
項(xiàng)目 “J”形曲線 “S”形曲線
K值 無 有
適用
范圍 一般只適用于實(shí)驗(yàn)條件下和種群遷入新環(huán)境中最初一段時間內(nèi)的增長 一般為自然種群的增長
兩者
聯(lián)系
2.λ值典型曲線解讀
(1)0～4年(包括第4年)：λ>1且恒定，種群數(shù)量呈“J”形增長。
(2)4～5年(不包括第5年)：盡管λ值減小，但仍大于1，種群數(shù)量一直增加。
(3)5～9年(包括第5年和第9年)：λ＝1，種群數(shù)量維持相對穩(wěn)定。
(4)9～10年(不包括第9年和第10年)：λ<1，種群數(shù)量不斷減少。
(5)10～11年(包括第10年和第11年)：λ＝0.5，小于1，種群數(shù)量不斷減少。
(6)11～12年(不包括第12年)：盡管λ值呈上升趨勢，但仍小于1，故種群數(shù)量持續(xù)減少，至第12年時種群數(shù)量達(dá)到最小。
(7)12～13年(不包括第12年)：λ>1，種群數(shù)量開始不斷增加。
3．K值的幾點(diǎn)總結(jié)
(1)對K值的解讀
①K值是可變的。K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當(dāng)環(huán)境遭到破壞時，K值會下降，達(dá)到一個新的K值；當(dāng)環(huán)境條件狀況改善后，K值會上升。
②達(dá)到K值后種群數(shù)量仍是可變的，會在K值附近上下波動。當(dāng)種群數(shù)量偏離K值的時候，會通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)使種群數(shù)量回到K值。
③K值并不是種群數(shù)量的最大值：K值是環(huán)境容納量，即一定的環(huán)境條件所能維持的種群的最大值；種群所能達(dá)到的最大值會超過K值，但這個值存在的時間很短，因?yàn)橐殉^環(huán)境承載量。
(2)K值的不同表示方法
典題應(yīng)用
1.下列關(guān)于種群的“J”形增長曲線的敘述中，錯誤的是(　　 )
A．條件是食物和空間條件充裕、氣候適宜、 沒有天敵等
B．“J”形增長曲線有K值，只是K值較大， 圖中沒有表示出來
C．?dāng)?shù)學(xué)公式模型可表達(dá)為t年后種群數(shù)量：Nt＝N0λt
D．“J”形增長曲線模型中λ的含義為該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)
答案：B
解析：“J”形增長的數(shù)學(xué)模型假設(shè)條件為食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等，A正確；“J”形增長的數(shù)學(xué)模型中，沒有K值，B錯誤；N0為種群起始數(shù)量，t為時間，λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)(λ>1)，則t年后種群數(shù)量Nt＝N0λt，C、D正確。
2．下列有關(guān)種群增長的“S”形曲線的敘述，錯誤的是(　　 )
A．通常自然界中的種群增長曲線最終呈“S”形
B．達(dá)到K值時種群增長率為零
C．種群增長受自身密度的影響
D．種群的增長速率逐步降低
答案：D
解析：自然條件下，由于受到環(huán)境資源、天敵以及傳染病等的限制，種群增長曲線最終呈“S”形，A正確；達(dá)到K值時種群數(shù)量不再增加，種群增長率為零，B正確；自然條件下，由于食物和空間有限，種群增長受自身密度的影響，C正確；“S”形曲線的增長速率先增大后減小，D錯誤。
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄颗囵B(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化并總結(jié)影響種群數(shù)量變化的因素。
2．實(shí)驗(yàn)原理：酵母菌是單細(xì)胞________生物，生長周期短，增殖速度快，可以用________培養(yǎng)基來培養(yǎng)。
3．提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？
4．作出假設(shè)：培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量一開始呈“J”形增長；隨著時間的推移，由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、pH的改變，酵母菌數(shù)量呈“_____”形增長。
　知識點(diǎn)二　培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化
真核
液體
S
5．實(shí)驗(yàn)設(shè)計
(1)變量分析：自變量為________；因變量為_________________；無關(guān)變量為____________________等。
(2)怎樣對酵母菌進(jìn)行計數(shù)？
①方法：______________法。
②用具：______________________________、顯微鏡等。
③步驟：先將______________________________________________ →__________________________→_______________________→讓培養(yǎng)液自行滲入→用濾紙吸去多余的培養(yǎng)液→酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部→顯微計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量→估算試管中酵母菌的總數(shù)。
時間
酵母菌數(shù)量_
培養(yǎng)液的體積
抽樣檢測
試管、滴管、血細(xì)胞計數(shù)板
蓋玻片放在血細(xì)胞計數(shù)板的計數(shù)室上
用吸管吸取培養(yǎng)液
滴于蓋玻片邊緣
6．實(shí)施計劃：首先通過顯微鏡觀察，估算出10 mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量(N0)，在此之后連續(xù)觀察7天，分別記錄下這7天的數(shù)值。
7．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：酵母菌增長曲線圖(如圖1)及酵母菌增長速率曲線圖(如圖2)如下：
增長曲線的總趨勢是____________________，原因是在開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足、空間充裕、條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗、pH變化、____________積累等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。
先增加再降低
有害產(chǎn)物
判斷正誤
1.可用抽樣檢測的方法監(jiān)測酵母菌數(shù)量。(　　 )
2．應(yīng)先向計數(shù)室滴加樣液，再蓋蓋玻片。(　　 )
3．待酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部再開始計數(shù)。(　　 )
√
×
√
核心探討
酵母菌的計數(shù)
1．從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計數(shù)之前，需將試管輕輕振蕩幾次，試分析其原因。
提示：使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。
2．若一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，采取的措施是什么？
提示：當(dāng)小方格中的酵母菌過多時，可以增大稀釋倍數(shù)然后再計數(shù)，即計數(shù)前應(yīng)搖勻→取樣→稀釋→計數(shù)。
3．對于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計數(shù)？
提示：對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計數(shù)相鄰兩邊及其夾角(一般是左上邊界及其夾角)的酵母菌。
4．探究本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)嗎？需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？
提示：酵母菌在不同時間內(nèi)的數(shù)量可以相互對照，不需另設(shè)對照實(shí)驗(yàn)，但需要做分組重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲取平均值，以保證計數(shù)的準(zhǔn)確性。
5．怎么分辨死亡細(xì)胞和有活性的細(xì)胞？
提示：可以借助臺盼藍(lán)染液進(jìn)行染色(死亡細(xì)胞呈藍(lán)色)。
6．設(shè)計記錄表記錄結(jié)果。
提示：如表所示
　　　時間/天
次數(shù)　　　 1 2 3 4 5 6 7
1
2
3
平均
7.若使用的血細(xì)胞計數(shù)板(規(guī)格為1 mm×1 mm×0.1 mm)每個計數(shù)室分為25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數(shù)，發(fā)現(xiàn)計數(shù)室四個角及中央共5個中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為__________________________________ 個/mL。
20×(25÷5)×100×10 000＝1×108
核心歸納
1.酵母菌的計數(shù)方法
(1)儀器：血細(xì)胞計數(shù)板(如下圖)。
如上圖所示，一個大方格的容積為0.1 mm3，每個大方格又分為16個中方格，共有25×16個小方格。
2．實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)
(1)本實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，因不同時間取樣已形成相互對照，需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)，目的是減少誤差，即對每個樣品計數(shù)三次，取其平均值。
(2)顯微鏡計數(shù)時，對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)遵循“計上不計下，計左不計右”的原則。
(3)從錐形瓶中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計數(shù)前，需將錐形瓶輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。
(4)每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。
(5)制片時，要先在計數(shù)室上蓋上蓋玻片，然后用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。
(6)若視野中細(xì)胞數(shù)目多，培養(yǎng)液要進(jìn)行定量稀釋重新計數(shù)，以每個小方格內(nèi)含有4～5個酵母菌為宜。
(7)由于計數(shù)室中的菌懸液有一定的高度(0.1 mm)，故需要讓細(xì)胞沉降到計數(shù)室底部，避免細(xì)胞分布在不同液層深度，導(dǎo)致計數(shù)時被遺漏。
典題應(yīng)用
3.下列關(guān)于探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是(　　 )
A．改變培養(yǎng)液的pH不影響K值的大小
B．培養(yǎng)酵母菌時，必須去除培養(yǎng)液中的溶解氧
C．為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，對培養(yǎng)后期的培養(yǎng)液計數(shù)前不能做稀釋處理
D．酵母菌種群數(shù)量在不同時間的增長速率可能相同
答案：D
解析：改變培養(yǎng)液pH會影響K值的大小，A項(xiàng)錯誤；酵母菌在有氧條件下可以進(jìn)行有氧呼吸，不需要去除溶解氧，B項(xiàng)錯誤；為了方便酵母菌計數(shù)，對培養(yǎng)后期的培養(yǎng)液應(yīng)先稀釋后再計數(shù)，C項(xiàng)錯誤；酵母菌種群數(shù)量在不同時間的增長速率可能相同，D項(xiàng)正確。
4．將10 mL酵母菌培養(yǎng)液放在適宜的溫度下培養(yǎng)，并于不同時間內(nèi)等量均勻取樣4次，分別測定樣品中酵母菌的數(shù)量和pH，結(jié)果如下表所示。據(jù)表分析不正確的是(　　 )
樣品 酵母菌數(shù)量/(個·mm－3) pH
1 1 210 4.8
2 820 5.4
3 1 210 3.7
4 1 000 5.0
A．培養(yǎng)過程中酵母菌始終出生率>死亡率
B．樣品的取樣先后順序?yàn)?、4、1、3
C．對酵母菌而言，10 mL該培養(yǎng)液的環(huán)境容納量可能為1.21×107個
D．若進(jìn)行第5次均勻取樣，10 mL樣品中的酵母菌數(shù)量有可能低于1.21×107個
答案：A
解析：將10 mL酵母菌培養(yǎng)液放在適宜溫度下培養(yǎng)，可根據(jù)培養(yǎng)液pH的變化來確定取樣順序，因?yàn)榻湍妇拇x活動消耗營養(yǎng)物質(zhì)，不斷產(chǎn)生CO2等代謝產(chǎn)物使培養(yǎng)液pH不斷下降，因此取樣順序?yàn)?、4、1、3。從表中數(shù)據(jù)分析可知，樣品1與樣品3的酵母菌數(shù)量相同，說明酵母菌數(shù)量可能已經(jīng)達(dá)到最大值，此時，出生率＝死亡率；已知1 mm3＝10－3mL,10－3mL酵母菌培養(yǎng)液中，酵母菌數(shù)量的最大值為1 210個，則10 mL酵母菌培養(yǎng)液中，酵母菌數(shù)量為1 210×103×10＝1.21×107(個)，10 mL該培養(yǎng)液的環(huán)境容納量可能為1.21×107個。繼續(xù)培養(yǎng)，隨著環(huán)境條件惡化，種群進(jìn)入衰退期，出生率會小于死亡率，種群數(shù)量將不斷下降，所以繼續(xù)取樣，酵母菌的種群數(shù)量有可能低于1.21×107個。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

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