第4章-第2節(jié)-種群數(shù)量的變化

建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1．?dāng)?shù)學(xué)模型的概念用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的__________形式。2．建構(gòu)步驟：提出問(wèn)題→提出________________→用適當(dāng)數(shù)學(xué)形式表達(dá)(建立模型)→檢驗(yàn)或修正。3．表現(xiàn)形式(1)數(shù)學(xué)方程式：優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確。(2)曲線(xiàn)圖：優(yōu)點(diǎn)是能____________地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。數(shù)學(xué)合理的假設(shè)直觀第1頁(yè)/共33頁(yè)

【探究與學(xué)習(xí)】建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式進(jìn)行表達(dá)；②觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題；③對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正；④提出合理的假設(shè)。下列)排列順序正確的是( A．①②③④

C．④①②③

B．②④①③

D．③①②④B第2頁(yè)/共33頁(yè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線(xiàn)1．種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)

(1)含義：在理想條件下的種群，以__________為橫坐標(biāo)，______________為縱坐標(biāo)畫(huà)出的曲線(xiàn)，大致呈“J”型。(2)形成條件①________和________條件充裕。②氣候適宜。③沒(méi)有________。(3)增長(zhǎng)特點(diǎn)①種群的數(shù)量每年以________的倍數(shù)增長(zhǎng)。②模型表達(dá)式：t年后種群數(shù)量為Nt＝N0λt。③曲線(xiàn)呈“J”型。時(shí)間種群數(shù)量食物空間敵害一定第3頁(yè)/共33頁(yè)增長(zhǎng)穩(wěn)定種內(nèi)降低增高相等穩(wěn)定破壞最大第4頁(yè)/共33頁(yè)【探究與學(xué)習(xí)】“J”型曲線(xiàn)與“S”型曲線(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)種群增長(zhǎng)的差距是什么原因造成的？

提示：主要在于環(huán)境阻力的差異。第5頁(yè)/共33頁(yè)種群數(shù)量的波動(dòng)和下降1．影響因素(1)自然因素——________、食物、__________、天敵等。(2)人為因素——對(duì)野生動(dòng)物的亂捕濫獵、人工控制種群數(shù)量的不斷增加等。

2．種群的數(shù)量變化(1)外界條件穩(wěn)定：種群數(shù)量處在________中。(2)外界條件不利：種群數(shù)量急劇下降甚至消亡。氣候傳染病波動(dòng)第6頁(yè)/共33頁(yè)【探究與學(xué)習(xí)】在一個(gè)相對(duì)封閉的小型牧場(chǎng)內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個(gè)羊群數(shù)量會(huì)()AA．維持在一個(gè)水平上C．緩慢上升B．不斷下降D．迅速上升第7頁(yè)/共33頁(yè)曲線(xiàn)名稱(chēng)“J”型曲線(xiàn)“S”型曲線(xiàn)種群數(shù)量曲線(xiàn)圖種群增長(zhǎng)率曲線(xiàn)圖前提條件環(huán)境資源無(wú)限

(理想條件)環(huán)境條件有限

種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)和“S”型曲線(xiàn)1．“J”型曲線(xiàn)和“S”型曲線(xiàn)的比較第8頁(yè)/共33頁(yè)特點(diǎn)有無(wú)K值無(wú)K值(持續(xù)增長(zhǎng))有K值曲線(xiàn)形成原因①缺少天敵②空間條件充裕③氣候適宜等①食物和空間條件有限②種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇③捕食者數(shù)量增多等續(xù)表第9頁(yè)/共33頁(yè)2.兩種增長(zhǎng)方式的差異，主要在于環(huán)境阻力的作用

(2)環(huán)境阻力：指在種群生長(zhǎng)的環(huán)境中存在著限制因素，種群數(shù)量越接近K值，環(huán)境阻力越大(如圖4－2－1所示)。圖4－2－1第10頁(yè)/共33頁(yè)(3)圖中的陰影部分是表示在生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體數(shù)；當(dāng)種群數(shù)量＝K值時(shí)，出生率≈死亡率。種群數(shù)量變化曲線(xiàn)的判斷①資源和環(huán)境無(wú)限，種群可連續(xù)增長(zhǎng)——“J”型曲線(xiàn)。②資源和環(huán)境有限，種群不能無(wú)限增長(zhǎng)——“S”型曲線(xiàn)。③種群的數(shù)量處于動(dòng)態(tài)平衡——略有波動(dòng)的“S”型曲線(xiàn)。第11頁(yè)/共33頁(yè)【例1】在下列選項(xiàng)中，不能表示種群數(shù)量變化的曲線(xiàn)是()

【名師點(diǎn)撥】種群數(shù)量變化包括增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降等。在生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到成熟階段，由于各種生物之間存在相互制約的關(guān)系，則種群的數(shù)量將處于動(dòng)態(tài)平衡中，如D項(xiàng)。

【答案】C第12頁(yè)/共33頁(yè)

【變式訓(xùn)練1】在營(yíng)養(yǎng)、資源較好的培養(yǎng)基上接種少量細(xì)菌，每隔一段時(shí)間測(cè)量細(xì)菌的個(gè)體數(shù)量，繪制成曲線(xiàn)，如圖4－2－2所示。下列各圖中能正確表示細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線(xiàn)是()A

解析：題中所示的曲線(xiàn)是“J”型增長(zhǎng)曲線(xiàn)，呈該曲線(xiàn)增長(zhǎng)的種群以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率不變。4－2－2第13頁(yè)/共33頁(yè)種群數(shù)量的波動(dòng)和下降1．影響種群數(shù)量變動(dòng)的因素(1)生物因素

①種內(nèi)關(guān)系：種群通過(guò)種內(nèi)斗爭(zhēng)調(diào)節(jié)種群密度。種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇，死亡率和遷出率增加時(shí)種群數(shù)量減少；反之，種群數(shù)量增加。②種間關(guān)系：種群數(shù)量變動(dòng)還受一系列種間關(guān)系變化的影響，如天敵數(shù)量的增加使種群數(shù)量減少。第14頁(yè)/共33頁(yè)(2)非生物因素：陽(yáng)光、溫度、水分等，如氣候可以通過(guò)影響種群的出生率、死亡率而間接影響種群數(shù)量。

(3)人為因素：人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然界中種群數(shù)量變化的影響越來(lái)越大。一方面通過(guò)養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)使某些種群數(shù)量不斷增加；另一方面由于砍伐森林、圍湖造田、過(guò)度放牧、環(huán)境污染等因素，使得許多野生動(dòng)植物種群數(shù)量銳減，甚至滅絕。第15頁(yè)/共33頁(yè)2．研究種群數(shù)量變化在實(shí)際生產(chǎn)中的指導(dǎo)意義

(1)對(duì)野生動(dòng)植物資源的合理開(kāi)發(fā)和利用有重要意義。當(dāng)種群數(shù)量大于K/2值時(shí)，可以捕獵或捕撈，使剩余量維持在K/2值左右，這樣既可保證種群增長(zhǎng)速率最快，可提供的資源數(shù)量最多，又不影響資源再生。(2)有害動(dòng)物的防治。(3)野生生物資源的保護(hù)和利用。(4)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。第16頁(yè)/共33頁(yè)種群數(shù)量的變化與K值的關(guān)系①種群數(shù)量＝K值時(shí)：種群增長(zhǎng)停止，增長(zhǎng)率為0。②種群數(shù)量＝K/2值時(shí)：種群增長(zhǎng)最快。③種群數(shù)量<K/2值時(shí)：種群增長(zhǎng)逐漸增加。④種群數(shù)量>K/2值時(shí)：種群增長(zhǎng)逐漸減少。第17頁(yè)/共33頁(yè)【例2】池塘養(yǎng)魚(yú)，若要穩(wěn)定和長(zhǎng)期地保持較高的魚(yú)產(chǎn)量，應(yīng)采取的最佳措施是()

A．大量地投入魚(yú)的飼料

B．大量地增加魚(yú)苗的投入量

C．及時(shí)、適量地捕撈出成魚(yú)

D．大量地增加池塘的水量

【名師點(diǎn)撥】餌料的投放要根據(jù)需要投放；大量增加魚(yú)苗的投入量會(huì)加大斗爭(zhēng)；當(dāng)種群數(shù)量超過(guò)K/2時(shí)增長(zhǎng)率就降低，這時(shí)應(yīng)適量地捕撈成魚(yú)。

【答案】C第18頁(yè)/共33頁(yè)【變式訓(xùn)練2】在滅鼠時(shí)，如果我們殺死老鼠總量的一半，再過(guò)一段時(shí)間后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)()A

A．很快恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)量

B．會(huì)繼續(xù)下降

C．保持?jǐn)?shù)量不變

D．先增加，然后減小

解析：種群數(shù)量為K/2(種群數(shù)量最大值的一半)時(shí)，種群增長(zhǎng)率最大，所以滅鼠時(shí)應(yīng)降低K值。第19頁(yè)/共33頁(yè)探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”【體驗(yàn)過(guò)程】1．實(shí)驗(yàn)原理：(1)酵母菌屬兼性厭氧型微生物，有氧時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和水，無(wú)氧時(shí)產(chǎn)生①________和酒精。(2)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長(zhǎng)受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(3)在理想的無(wú)限環(huán)境中，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“J”型曲線(xiàn)；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈②____________。二氧化碳“S”型曲線(xiàn)第20頁(yè)/共33頁(yè)2．實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(1)將10mL無(wú)菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。(2)將適量酵母菌接種入試管培養(yǎng)液中混合均勻。(3)將試管在28℃條件下連續(xù)培養(yǎng)7天。(4)每天取樣計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量，并記錄。3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得如圖4－2－3所示的增長(zhǎng)曲線(xiàn)。圖4－2－3第21頁(yè)/共33頁(yè)【提煉方法】1．顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在小方格界線(xiàn)上的酵母菌，應(yīng)只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。

2．從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。3．每天計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量的時(shí)間要固定。4．由于酵母菌是單細(xì)胞微生物，因此計(jì)數(shù)必須在顯微鏡下進(jìn)行。5．本探究不需要設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，需分組重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得平均值。6．影響酵母菌種群數(shù)量的因素：養(yǎng)料、溫度、pH及有害代謝廢物等。第22頁(yè)/共33頁(yè)

【典例】在環(huán)境良好、營(yíng)養(yǎng)充足的培養(yǎng)基上接種少量酵母菌，每隔一段時(shí)間測(cè)量酵母菌的個(gè)體數(shù)量，繪制成曲線(xiàn)，如圖4－2－4所示，下列圖中能正確表示酵母菌種群增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線(xiàn)是()圖4－2－4第23頁(yè)/共33頁(yè)

【解答提示】圖4－2－4為“S”型曲線(xiàn)，當(dāng)環(huán)境良好、營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)，酵母菌數(shù)量不斷增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率上升；由于營(yíng)養(yǎng)、空間有限，酵母菌數(shù)量不能無(wú)限增長(zhǎng)；當(dāng)酵母菌數(shù)量達(dá)到最大值(K值)時(shí)，酵母菌數(shù)量不再增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率為0?！敬鸢浮緿第24頁(yè)/共33頁(yè)

1．?dāng)?shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。調(diào)查發(fā)現(xiàn)某種一年生植物(當(dāng)年播種、當(dāng)年開(kāi)花結(jié)果)的種群中存在下列情形：①因某種原因?qū)е略撝参镏写蠹s只有80%的種子能夠發(fā)育成成熟植株；②該植物平均每株可產(chǎn)生400粒種子；③該植物為自花傳粉植物。目前種子數(shù)量為a，則m年后該植物的種子數(shù)量N可以表示為()A．400a·0.8mB．0.8a·400mC．a(chǎn)·320m

D．320am第25頁(yè)/共33頁(yè)解析：據(jù)題意可知：該種群一年后種子的數(shù)量為a×80%×400，則兩年后種子的數(shù)量為a×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)2，三年后種子的數(shù)量為a×80%×400×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)3，以此類(lèi)推，m

年后種子的數(shù)量為a×(80%×400)m＝a×320m。答案：C第26頁(yè)/共33頁(yè)2．下列關(guān)于種群的“J”型增長(zhǎng)敘述錯(cuò)誤的是()D

A．?dāng)?shù)學(xué)模型可表示為：t年后種群數(shù)量為Nt＝N0

λt(第二年的數(shù)量為第一年的λ倍) B．條件是食物和空間充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等

C．出生率大于死亡率

D．K值是固定的

解析：種群的“S”型增長(zhǎng)過(guò)程中，一定空間所能維持的種群最大數(shù)量是K值，而“J”型增長(zhǎng)是在理想條件下發(fā)生的，因此沒(méi)有K值。第27頁(yè)/共33頁(yè)3．圖4－2－5是某一種動(dòng)物物種遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長(zhǎng)曲線(xiàn)圖，下列說(shuō)法不正確的是()

A．圖中的增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈“S”型，d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是K值

B．圖中表示種群增長(zhǎng)速率最快的點(diǎn)是c C．圖中種群數(shù)量的增長(zhǎng)在遷入第2年后明顯加快

D．圖中第8年后，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定圖4－2－5第28頁(yè)/共33頁(yè)

解析：某動(dòng)物遷入一個(gè)新的環(huán)境，開(kāi)始需要適應(yīng)一段時(shí)間，然后種群數(shù)量會(huì)迅速增加，a點(diǎn)的增長(zhǎng)率開(kāi)始增加，b點(diǎn)種群的增長(zhǎng)率最大，超過(guò)b點(diǎn)種群的增長(zhǎng)率開(kāi)始下降，到c點(diǎn)種群的增長(zhǎng)率明顯變小，d

點(diǎn)種群的增長(zhǎng)率趨向于0，種群數(shù)量達(dá)到K值，種群的數(shù)量變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，d點(diǎn)之后種群的數(shù)量將在一定范圍內(nèi)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。答案：B第29頁(yè)/共33頁(yè)4．有關(guān)“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的實(shí)驗(yàn)，正確的敘述是()

A．改變培養(yǎng)液的pH值不影響K值(環(huán)境容納量)大小

B．用樣方法調(diào)查玻璃容器中酵母菌數(shù)量的變化

C．取適量培養(yǎng)液滴于普通載玻片后對(duì)酵母菌準(zhǔn)確計(jì)數(shù)

D．營(yíng)養(yǎng)條件并非影響酵母菌種群數(shù)量變化的唯一因素

解析：養(yǎng)分、空間、溫度和有毒排泄物等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)的限制因素。

答案：D第30頁(yè)/共33頁(yè)5．(雙選)海洋漁業(yè)生產(chǎn)中，合理使用網(wǎng)眼尺寸較大的網(wǎng)具)進(jìn)行捕撈，有利于資源的可持續(xù)利用。下列正確的解釋是( A．更多細(xì)小的個(gè)體逃脫，得到生長(zhǎng)和繁殖的機(jī)會(huì)AC

B．減少捕撈強(qiáng)度，使種群數(shù)量維持在K值

C．維持良好的年齡結(jié)構(gòu)，有利于種群數(shù)量的恢復(fù)

D．改變性別比例，提高種群出生率

解析：合理使用較大的網(wǎng)眼、網(wǎng)具進(jìn)行捕撈，是為了使細(xì)小個(gè)體得以逃脫，使種群處于增長(zhǎng)型；減少捕