2019-2020版生物新学案同步必修三北师大版讲义：第3章 生物群体的动态平衡 第1节 第3课时 Word版含答案.docx

第3课时种群数量的调节与平衡目标导读1.复习逻辑斯蒂增长曲线，阅读教材P75第一段，明确环境容纳量的含义。2.结合教材P75图311、P76图312，分析归纳影响种群数量的因素。重难点击 影响种群数量的因素。一环境容纳量种群是一个动态系统，种群的数量(或种群密度)随出生率和死亡率的变动以及环境条件的改变而变动。阅读教材P75第一段，结合下面的材料，分析种群数量变动的特点。材料一某生物种群的数量变化曲线材料二在对灶鸟种群的一项研究中发现，灶鸟种群数量的变化同种群密度呈负相关。在一块林地中，当种群密度少于15只时，种群数量就增加；当种群密度多于20只时，种群数量就下降；当种群密度处在1520只之间时，种群数量有时增加有时下降。可见，这块林地的环境资源只能维持1520只灶鸟的生存。1由材料一分析：种群数量或种群密度往往是围绕着某一特定值波动着。2由材料二分析：种群的数量受生存环境中的资源限制。由环境资源所决定的种群限度就称为环境容纳量。当种群密度小于环境容纳量时，种群数量就增加；当种群密度大于环境容纳量时，种群数量就减少。3环境容纳量的限制因素包括食物、空间和其他资源。4环境容纳量的决定原理：种群密度大时，种群内个体之间竞争资源的斗争也就更加激烈，斗争的结果使一部分个体被淘汰，导致种群数量下降，使种群数量趋于环境容纳量，以维持种群的相对稳定。5环境容纳量与逻辑斯蒂增长中的K值的关系是环境容纳量就是逻辑斯蒂增长中的K值，即“S”型曲线的K值。6观察下图，分析环境容纳量是不是一成不变的？答案不是。环境遭破坏，则K值下降；改善条件，则K值上升。小贴士K值的不同表示方法图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A、C、D时间所对应的种群数量为K/2值。归纳提炼在种群生态学中，环境容纳量是由环境资源所决定的种群限度。环境容纳量是环境制约作用的具体体现，有限的环境只能为有限生物的生存提供所需的资源。环境容纳量的实质是有限环境中的有限增长。在自然条件下，种群在早期发展阶段常常表现为指数增长，随着种群数量的增长和资源的消耗，资源与环境相对于种群增长的需求变得越来越有限，种群指数增长受到越来越严格的限制，最终种群数量维持在合理的环境容纳量范围内，才能维持长期的稳定和繁荣。所以，种群在有限环境中的有限增长才是自然界中普遍存在的生态现象，环境容纳量是体现生物生存环境限制的重要指标，也揭示着生态系统生产力的自然极限。 活学活用1下列关于环境容纳量的叙述，正确的是()A环境容纳量是指种群的最大数量B种群的内源性调节因素不会改变环境容纳量的大小C在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量D植食动物在自然环境条件下，一年四季的环境容纳量以冬季最大答案B解析A项，环境容纳量是在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。在某些时候种群的数量可能超过环境容纳量，但通过调节后又恢复到正常数量。B项，种群的内源性调节因素会改变种群密度的大小，不会改变环境容纳量的大小。C项，在理想条件下，不存在影响种群数量增长的因素。D项，冬季环境不适合植物的生长，因此，植食动物在冬季的环境容纳量会下降。二种群数量的调节影响种群个体数量的因素很多。阅读教材P7576，结合材料分析影响种群数量的因素及对生产实践的指导意义。1密度制约因素的反馈调节有人连续12年研究了旅鼠种群数量和草原植被之间的关系，结果如下图，请分析：(1)当旅鼠过多时，草原植被遭到破坏，结果食物缺乏，种群数量从而减少。但数量减少后，植被又逐渐恢复，旅鼠数量也随着恢复过来，草原植被再次遭到破坏。如此反复，旅鼠种群的数量呈现周期性消长。(2)由图分析可知，对一个生物种群来说，种群密度越大，个体之间对资源的竞争越激烈。(3)密度制约因素的概念：像食物这样，其作用随种群密度的大小而变化的种群调节因素称为密度制约因素。(4)用图示的方式列出旅鼠数量和植被间的反馈调节。答案(5)除食物外，密度制约因素还包括流行性传染病等，其机理是：种群密度越大，流行性传染病越容易传播蔓延，结果个体死亡多，种群密度降低。种群密度低了，疾病反而不容易传染了，结果种群密度逐渐恢复。2非密度制约因素的作用(1)温度变化对蚜虫种群数量的影响(如图所示)曲线AB段说明在46月份，由于环境条件比较适宜，蚜虫种群的数量变化形成一个典型的“J”型增长曲线。曲线BC段的形成原因是6月中旬，由于高温的到来，引起种群数量急剧下降。曲线的CD段说明：79月份，当温度降下来以后，蚜虫种群数量仍然难以回升，这就是由于高温到来之前种群密度很大，不仅消耗了大量的食物资源，而且也使叶片受到损害所造成的。(2)刮风、下雨、降雪、变温等气候因素都会对种群数量产生影响，但这些因素起多大作用与种群密度是无关的，这类因素称为非密度制约因素。(3)干旱与蝗灾的发生：我国历史上的多次蝗灾，是由东亚飞蝗引起的。引起蝗虫大发生的一个重要原因是干旱。东亚飞蝗在禾本科植物的荒草地中产卵，如果雨水多，虫卵会遭水淹而大量死亡，因而不能造成蝗灾。只有气候干旱时，蝗虫才能大发生。据此推断：非密度制约因素对种群数量的作用，一般是猛烈的、灾难性的，会导致种群数量的不规则变动。3非密度制约因素与密度制约因素之间的关系虽然非密度制约因素本身对种群数量没有反馈作用，但可以通过密度制约因素的反馈机制来调节。当某些非密度制约因素发生巨大变化(如大旱、大寒)时，种群死亡率会急剧增加，而种群数量大幅度下降时，一些密度制约因素(如食物)就不再起控制作用，因而出生率就得以回升，使种群数量很快恢复到原来的水平。4种群数量调节的途径无论是密度制约因素还是非密度制约因素，它们都是通过影响种群出生率、死亡率或迁入率、迁出率而起着控制种群数量的作用。5研究种群数量调节的意义研究种群数量调节的因素和机制，就有可能对种群数量变动进行预测预报，从而制定控制种群数量的措施，为农、林、牧、渔业生产服务。归纳提炼种群数量调节活学活用2如图是某一鼠群迁入一个荒岛后的数量变化曲线。(1)试分析在曲线中，食物最可能成为鼠群繁殖速度制约因素的是哪一段()ABC段 BCD段CBE段 DEF段(2)如果因为冰山迁移导致该岛的温度骤降，鼠种群的数量急剧下降，此时食物还是不是制约因素？_。问题导析(1)种群数量最多时，种内斗争最激烈。(2)食物是种群密度制约因素，种群密度越大，食物对种群数量的影响越大，种群密度越小，食物对种群数量的影响越小。答案(1)D(2)不是解析食物是密度制约因素，与种群的密度呈负相关，种群数量越多，食物越可能成为制约因素。种群数量的调节与平衡当堂检测12011年3月11日，日本近海发生了9.0级地震，地震引发了巨大的海啸，对沿海的生态造成了毁灭性的影响。在此事件中，海啸对种群数量造成的影响属于()A密度制约因素 B非密度制约因素C自然因素 D非自然因素答案B解析对种群数量的影响，与种群密度有关的为密度制约因素，与种群密度无关的为非密度制约因素。非密度制约因素往往是猛烈的、毁灭性的，就如同日本的海啸。2在不同温度和湿度条件下，蝗虫的种群数量变化如下图所示，下列叙述正确的是()A温度为32.5 时，蝗虫对湿度的适应范围最窄B温度为35 时，相对湿度为90%时更有利于蝗虫的生存C在一定范围内，蝗虫生活的最适湿度随温度升高而升高D温度与湿度对蝗虫种群数量的影响效果相同答案C解析从曲线上看，3为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”形曲线，应使捕捞后鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上()A种群数量相对稳定B种群增长速率最大C种群数量最大D环境条件所允许的种群数量最大答案B解析根据题意，捕捞后鱼群的种群数量保持在K/2水平，可使鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕鱼量。该点在“S”形曲线上的斜率最大，即代表种群增长速率最大。它既不代表最大种群数量，也未达到环境容纳量(K值)。4将10 mL酵母菌液放在适宜温度下培养，并在不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表。请分析回答下面的问题。样品酵母菌数量(个·mm3)pH11 2104.828205.431 2103.741 0005.0(1)表中样品取样的先后顺序为_。(2)对酵母菌而言，10 mL该培养液的环境容纳量为_个。(3)若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个/mm3，产生这一结果的原因是_。答案(1)样品2、样品4、样品1、样品3(2)1.21×107(3)培养液中的营养物质不断被消耗而减少，部分酵母菌因营养缺乏而死亡并解体解析(1)在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的条件下，种群的数量将会连续增长，在自然环境条件下，由于食物、空间等生活条件有限，加之天敌的存在，种群数量不可能无限增长。当种群数量达到环境容纳量时，将趋于稳定，如果环境中的各项生态因素保持相对稳定，则种群的数量将处于动态平衡中。酵母菌异化作用类型为兼性厌氧型，既可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸，且两种呼吸方式均关系到CO2，CO2溶于水产生H2CO3，时间越长，H2CO3积累的量越多，pH越低。因此，取样先后顺序为2、4、1、3。(2)依据表中数据，样品3与样品1中的酵母菌数量相同，随着时间延长，种群数量不再变化，说明培养液中酵母菌总量已接近或达到环境容纳量。10 mL该培养液的环境容纳量为1 210×103×101.21×107(个)。(3)随着酵母菌的生长繁殖，培养液中的营养物质因被消耗而减少，导致食物短缺，种内斗争加剧，部分个体因营养缺乏而死亡并解体。40分钟课时作业学考达标知识点一环境容纳量1当种群数量超过K值后，最可能发生的现象是()A出生率继续增大 B种群数量继续增加C种群数量降低 D环境容纳量增大答案C解析当种群数量超过K值后，超过了环境的最大负荷量，种群数量将下降。2下列有关自然界中种群数量的描述，不正确的是()A种群是一个动态系统，种群数量会发生波动B所有生物种群的数量均会出现一个达到相对平衡时的特定值C所有生物种群的数量均不会出现一个达到相对平衡时的特定值D种群数量增至最大环境容纳量时，种内斗争最为激烈答案C3如图表示鲸的生殖数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K点代表的含义分别是()A曲线1，种群的环境容纳量B曲线2，种群的环境容纳量C曲线1，某一环境条件下的种群的环境容纳量D曲线2，某一环境条件下的种群的环境容纳量答案C解析该题应先确定K值后再确定生殖数量变化速率曲线更为准确。对于生活在一特定环境中的某一种群，K值应代表某一环境条件下的种群环境容纳量。种群的增长会受到环境因素的影响，越接近K值，种群增长得越慢，甚至保持相对稳定，增长速率降为0，故表示生殖数量变化速率的曲线为曲线1。知识点二种群数量的调节4下列会使种群内种内斗争加剧的选项是()出生率增大食物充沛传染病蔓延 天敌增多A B C D答案A解析种群数量增多，则种内斗争加剧。食物充沛、出生率增大都是使种群数量增多的原因。5下列调节种群数量的因素中，全属于密度制约因素的是()A刮风、下雨 B传染病、食物C疾病、下雪 D温度、刮风答案B6对种群数量影响最强烈的调节因素是()A食物 B寄生物和病原体C气候 D捕食答案C高考提能7大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域。研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区，各处理区均设7个10 m×10 m的观测点，每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较，结果见表。处理区小蚂蚁出现率的变化/%定时灌溉不驱走大蚂蚁增加35驱走大蚂蚁增加70不灌溉不驱走大蚂蚁减少10驱走大蚂蚁减少2对本研究的实验方法和结果分析，表述错误的是()A小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长B采集实验数据的方法是样方法C大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围D土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围答案A解析不驱走大蚂蚁和驱走大蚂蚁，在定时灌溉或不灌溉的情况下，小蚂蚁出现率都有所降低，可以得出大蚂蚁和小蚂蚁在食物上的竞争较强，进而可以得出大蚂蚁抑制小蚂蚁数量的增长，大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围，A错误、C正确。驱走大蚂蚁，定时灌溉，小蚂蚁出现率增加；不灌溉，小蚂蚁出现率减少，可以得出土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围，D正确。本实验对实验数据的采集方法是“7个10 m×10 m的观测点”、“每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点”属于样方法，B正确。8如图为用不同方式培养酵母菌细胞时种群的增长曲线，曲线是对照组，保持恒定酸性，其余分别是每3 h、12 h、24 h换一次培养液。下列叙述不正确的是()A更换营养液的周期越长，种群平均增长速率越大BK值随环境条件(资源量)的改变而改变C造成的K值较小的原因有资源缺乏、有害代谢产物的积累、pH的变化D曲线表示每12 h换一次培养液，曲线表示资源基本不受限制答案A解析在微生物的培养中，无天敌(即种间竞争)时，则影响其种群生长的主要因素来自种内斗争，而引发种内斗争并使斗争加剧的原因是有限的资源及环境的恶化。一般来说，更换营养液的周期越短，酵母菌的营养越丰富，环境越适宜，越有利于其生长繁殖，在理想状态下可实现指数增长(如)，此种增长不会有K值(环境最大容纳量)。而在有限的环境中，由于存在生存斗争，使种群增长有K值，且K值随环境条件改变而改变。据此分析可知，A项叙述错误。9.某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是()A若a点时环境因素发生变化，但食物量不变，则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯蒂增长B若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅超过b点C天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与bc段相似D年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与cd段相似答案A解析a点时，若环境因素发生变化，可影响种群和个体数量，但种群个体数量的变化仍符合逻辑斯蒂增长。若该种群出生率提高，则因存在生存斗争，死亡率也将会随之升高，故种群个体数量不会大幅超过b点。天敌的大量捕食会使种群个体数量减少，下降趋势与bc段相似。年龄结构变动会使种群个体数量发生变动，但无论增加还是减少，其种群个体数量始终会在K值上下波动，变化过程与cd段相似。10下图中的曲线14是W、X、Y、Z四种条件下细菌种群的生长曲线，这四种条件是：W不断提供食物、水、氧气，除去废物X随时间延续，食物耗尽，有害物质积累Y随时间延续，食物耗尽，无毒害物质积累Z随时间延续，食物耗尽，由于产生基因突变的结果，出现了新的菌株，它们能代谢原有细菌产生的有害物质以下哪项的生长条件和生长曲线1、2、3、4正确配对()AW、X、Y、Z BX、Y、Z、WCY、Z、W、X DX、Y、W、Z答案C解析W能无限增殖，与图3对应；X食物耗尽且有害物质积累，种群数量将会下降，与图4对应；Y食物耗尽，种群数量不再增加，短期内数量不会减少，与图1对应；Z由于能利用原来的废物，所以种群数量仍可增加，与图2对应。11如图是1845年到1943年的90年间，北美加拿大森林中猞猁和雪兔种群数量的变化曲线。据图回答有关问题：(1)雪兔的种群数量变化用字母_表示，其数量最多的年份曾达到_千只。(2)雪兔的数量在一段时间内能够急剧增加的密度制约因素主要是：_；_。(3)猞猁的存在对整个森林生态系统的稳定所起到的作用具体是_。(4)在所研究的18901935年间，该生态系统中雪兔的环境容纳量为_左右。从图中任意一时段可以看出，当雪兔种群达到环境容纳量后，猞猁种群的环境容纳量变化是_(填“早于”或“晚于”)雪兔种群的环境容纳量出现(注：不考虑其他生物因素)。答案(1)A140(2)可食的植物增加猞猁的数量急剧减少(3)猞猁捕食一定数量的雪兔，使森林植被不致被过度破坏，从而维持了森林生态系统的稳定(4)60千只晚于解析根据图中曲线可以判断出B随A的变化而变化，符合B捕食A的捕食关系，即B为猞猁，A为雪兔。12回答下列有关生态学的问题：(1)研究人员将S1和S2两个种群放在一起培养，在环境温度为T1和T2的条件下，测得种群数量的变化如A图和B图所示：如果环境温度是不稳定的，在一定频率下发生T1、T2的交替变化，S1种群数量随时间的变化如C图，S2种群数量变化将会怎样？试在C图的坐标中表示出来。(2)科研人员对海洋中的某种食用生物进行研究，得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化，如图所示。分析下图，回答问题：在_点时，种群数量的净增长量最大；在_点时，表示种群的环境容纳量。该图所示的原理在海洋生物捕捞中有什么指导意义？_。答案(1)如图(2)BD可以根据种群的变化规律以及环境容纳量，确定最适捕捞量，实现可持续发展解析(1)环境条件不同时，在竞争中处于优势的一方不同，所以若环境温度是不稳定的，在一定频率下发生T1、T2的交替变化，S1种群数量随时间的变化如图C。S2种群数量变化将会呈现相应的变化，即S1多时，S2少，反之亦然。(2)出生率和死亡率是影响种群密度的重要因素，当出生率与死亡率之差最大时，种群增长速率最大。个性拓展13拟谷盗是危害粮食的一类昆虫，现将甲、乙两种拟谷盗等量混养在不同环境条件下的同种面粉中。培养一段时间后，分别统计两种拟谷盗种群的数量(以两种拟谷盗数量总和为100%)，结果如下表：环境条件甲拟谷盗(%)乙拟谷盗(%)湿热1000干热1090湿温8614干温1387湿冷3169干冷0100(1)根据上表数据，绘制湿冷、干温条件下拟谷盗数量百分比的柱形图。(2)在本实验中，引起两种拟谷盗种群数量变化的非密度制约因素是_。(3)从实验中可看出，在同一环境条件下两种拟谷盗种群的数量变化不同，表明物种的_因素起重要作用。答案(1)如图(2)温度和湿度(3)遗传解析根据题意，湿冷环境中甲拟谷盗与乙拟谷盗两个种群所占比例分别为31%和69%，干温环境中相应比例分别为13%和87%。由题意可知，在本实验中，引起两种拟谷盗种群数量变化的非密度制约因素是温度和湿度。在同一环境条件下生物的表现性状主要是由遗传因素决定的。