1、第4章 种群和群落 第2节 种群数量的变化 学 习 目 标1.掌握建构增长模型的方法 2.理解种群数量变化的“J”型和“S”型曲线 3.结合探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群数量变化的数学模型 核 心 素 养 1.通过分析影响种群数量变化的因素，形成稳态与平衡观 2.通过“J”型增长和“S”型增长的数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力 3.通过“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的学习，掌握实验设计与实施及对实验结果的交流与评价能力 4.通过研究种群数量变化及对有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用等，形成关注社会，主动承担社会责任的态度 自 主 预 习
2、探 新 知 一、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 。数学形式2研究方法及实例合理的假设数学形式二、种群增长的“J”型曲线1含义 条件下的种群，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，大致呈“J”型。理想2数学模型(1)模型假设条件：和 条件充裕、气候适宜、没有 等。数量变化：种群的数量每年以 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：。(3)模型中各参数的意义：N0 为该种群的 ，t 为时间(年)，Nt表示 t 年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。食物空间敌害一定的倍数NtN0 t起始数量三、种群增长的“S”
3、型曲线1条件：自然界中的 总是有限的。2形成原因资源和空间种内斗争出生率增加死亡率出生率死亡率3K 值又 称 ，在 环 境 条 件 不 受 破 坏 的 情 况下，。4应用建立自然保护区，提高其 是保护大熊猫的根本措施。环境容纳量一定空间中所能维持的种群最大数量环境容纳量四、种群数量的波动和下降1影响因素(1)自然因素：如 、食物、天敌、传染病等。(2)人为因素：种植业、养殖业的发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。2数量变化大多数种群的数量总是在 中，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。气候波动3研究意义(1)有害动物的防治。(2)野生生物资源的 。(3)濒危动物种群的拯救和恢复。保
4、护和利用五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1实验原理(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、pH、温度等因素的影响。(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群数量的增长呈“”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群数量的增长呈“”型曲线。空间JS2实验步骤无菌均匀计数板判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1种群数量变化不仅受外部因素的影响，也受自身内部因素的影响。()2就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类。()3外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”型增长。()4种群数量变化的全部内容就是“J”型和“S”型增长。()提示：1.2.3 外来物种进入新环境中，该种群也可
5、能不适应新环境会遭淘汰。4 种群数量的变化包括增长、波动、下降，甚至消亡。合 作 探 究 攻 重 难 问题探究1据图回答种群数量变化的相关问题甲 乙 种群增长数量曲线(1)尝试分析曲线 a、b 之间的阴影部分表示的含义。提示：阴影部分表示由于环境阻力的存在，在生存斗争中被淘汰的个体数目。(2)从下列因素中选出使图乙中曲线 c 变为曲线 d 的有哪些？(填序号)。过度放牧对某种牧草种群的影响 硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响 增加水中的溶氧量对鱼种群的影响 大量引进外来物种对本地物种的影响 引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响提示：。2在“S”型曲线中，有一段时期近似于“J”型曲线，这一段是否等
6、同于“J”型曲线？(1)判断：_(填“是”或“否”)。(2)理由：_。提示：(1)否(2)“J”型曲线是理想条件下的种群增长趋势，“S”型曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势 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。归纳总结 “S”型增长曲线的解读图甲 图乙 图丙三图对比分析解读：(1)t1 之前，种群数量小于 K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为 K/2 时，出生率远大于死亡率，种
7、群增长速率达到最大值。(2)t1t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。(3)t2 时，种群数量达到 K 值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为 0。1下图表示有限环境中某一种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是()K 值是环境条件所允许达到的种群数量最大值在 K 值时，种群的增长速率最大如果不考虑迁入和迁出等其他因素，在 K 值时出生率等于死亡率假设该图表示鱼的种群数量变化趋势，当种群达到 K 值时开始捕捞，可持续获得最高产量A BCDC K 值为环境容纳量，其含义为特定环境条件所允许的种群数量的最大值，正确；K 值时种群数量最大，此时种群增
8、长速率为 0，即不考虑迁入和迁出等其他因素时，出生率等于死亡率，错误、正确；K/2时，种群增长速率最大，在鱼群数量超过 K/2 时捕捞，并使剩余数量维持在 K/2 的水平，才可获得持续高产，错误。(1)影响上题图中 K 值大小变化的因素有哪些？(2)下图为种群增长速率随时间变化曲线，根据本题所述，可表示 K值的点是哪个？提示：(1)食物、活动范围、气候条件等。(2)b。a 点时种群增长速率最大，此时种群数量为 K/2；b 点时种群增长速率为 0，此时种群数量达到最大，即 K 值。2(2017全国卷)假设某草原上散养的某种家畜种群呈 S 型增长，该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示。若要
9、持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是()A甲点对应的种群数量B乙点对应的种群数量C丙点对应的种群数量D丁点对应的种群数量D 该种群数量变化曲线的纵坐标为种群增长速率，横坐标为种群数量，曲线最高点时种群增长速率最大，对应种群数量的K2。为持续尽可能多地收获该种家畜，应在种群数量超过K2时捕获，剩余量保持在K2，此时种群数量增长速率最大，可使种群数量迅速得以恢复。问题探究1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。探究培养液中酵母菌种群数量的变化提示：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。2培养液的量是有限
10、的，其中酵母菌种群数量的变化曲线，是不是标准的“S”型曲线？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。曲线如右图所示：3尝试绘出实验结果的记录表。提示：起始1234567 甲乙 丙平均归纳总结 实验中的注意事项(1)每天取样计数的时间要固定。(2)计数时先将盖玻片放在计数室上，将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸(吸水纸)吸去。(3)血球计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。(4)清洗血球计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦
11、干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。(5)用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌(类似于“样方法”)。1温度在 1535 时，酵母菌种群数量增长较快。下表是同学们进行相关探究实验得到的结果(单位：106 个/mL)：第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 第 6 次 第7次第 8次 温度()0 h24 h48 h72 h96 h120 h144 h 168 h 151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.
12、54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6以下分析错误的是()A可以用血细胞计数板在显微镜下对酵母菌进行计数B据表分析，酵母菌种群数量增长的最适温度约为 25 C不同温度条件下酵母菌种群数量达到 K 值的时间不同D每天取样检测一次即可，不需要固定取样的时间D 每天取样检测一次即可，但需要固定取样的时间，否则无法进行比较酵母菌在每天某一特定时间的数量的变化。2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
13、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D 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。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳 1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群
14、数量呈“J”型增长，数学模型为：NtN0t。2.正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。3.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称为环境容纳量，又称 K 值。4.“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。5.影响种群数量的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。当 堂 达 标 固 双 基 1数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。调查某种一年生植物的种群时有下列情形，只有 80%的种子能发育成成熟植株，每株植物平均产 400 粒种子，目前有 a 粒种子，则 m 年
15、后种子数量为()A0.8a400m B400a0.8mCa320mD320amC 由于每株植物每年产生 400 粒种子，只有 80%发育成成熟植株，即 320 株，则 m 年后变为 320m，现有 a 粒种子，则 m 年后种子数量为a320m。2.如图所示种群数量增长曲线，下列叙述正确的是()A鱼类种群数量的增长不受自身种群密度的制约B气候条件的改变不会影响种群的环境容纳量C防治蝗灾应在害虫数量达到 c 点时进行D渔业捕捞后剩余量需控制在 c 点以保持最高的增长速率D 由于环境资源有限，种群密度越大，种内斗争会越剧烈，从而会影响种群数量的增长；种群的环境容纳量受环境(包括气候条件)的影响；c
16、点时种群的增长最快，不利于防治蝗灾；c 点时种群的增长速率最大，渔业捕捞后剩余量需控制在 c 点，有利于种群数量得到快速恢复。3为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作，其中错误的是()A将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养B将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液C在血球计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液D将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数C 在探究酵母菌种群数量变化的实验时，将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内
17、。4向某天然牧场引入良种肉牛 100 头，任其自然放养，自然繁殖。如图表示种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A在 t0t2 时间内，种群数量呈“J”型增长B若在 t2 时种群的数量为 N，则在 t1 时种群的数量约为 N/2C捕杀肉牛的最佳时期为 t1 时D在 t1t2 时，该肉牛的种群数量呈下降趋势B 在 t0t2 时间内，种群数量呈“S”型增长；t2 时种群达到环境最大容纳量，即 K 值，所以 t1 时种群的数量约为 N/2；捕杀肉牛的最佳时期为t2；在 t1t2 时，种群增长速率下降，但种群数量仍然上升。5用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌，其数量随时间变化情况绘
18、制如图甲，a 表示每 3 h 换一次培养液的培养曲线，d 表示不更换培养液的培养曲线。甲 乙(1)曲线 a 表示种群呈“_”型增长。理论上讲，呈现这种增长模型的条件是_、_、_等。(2)曲线 d 表示的增长为“_”型增长。属于这种增长模型的种群 随 种 群 密 度(个 体 数 量)的 增 加，种 群 的 增 长 速 率 的 变 化 是_。当种群个体数量达到最大值的一半时，种群的增长速率达到_。(3)在实际情况下，塔斯马尼亚绵羊种群增长情况如图乙所示，说明在自然界中，种群数量变化会出现_现象。解析：(1)曲线 a 对应的酵母菌种群，在每 3 h 更换一次培养液的情况下，处于理想状态，呈“J”型增长。呈现“J”型增长的种群必须处在食物和空间充裕、气候适宜和没有敌害等条件下。(2)曲线 d 对应的种群，由于不更换培养液，生活条件受到限制，呈“S”型增长。呈“S”型曲线增长的种群的增长速率先增后减，最后为零，其在种群个体数量达到环境容纳量的一半时达到最大。(3)题图乙显示种群数量达到 K 值时并非固定不变，而是在 K 值附近波动。答案：(1)J 食物和空间充裕 气候适宜 没有敌害(2)S 先增大，再减小，最后为零 最大(3)波动课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!
