1、第2课时 种群数量的变动,第3章 第1节 种群的相对稳定,目标导读 1.阅读教材，分析大肠杆菌数量增长的过程，建立种群数量指数增长的数学模型。 2.结合教材P7374的探究，尝试建构种群逻辑斯蒂增长的数学模型。 3.通过对“S”型曲线的分析，学会用种群增长模型分析实际问题，并指导实践。 重难点击 根据实例建构种群增长的“J”型、“S”型数学模型，并据此解释种群数量的变化和指导实践。,一 种群的指数增长,二 种群的逻辑斯蒂增长,当堂检测,内容索引,一 种群的指数增长,如图所示，在自然界中，种群的数量由于受到各种因素的影响总是变动着的。试结合下面的材料，阅读教材，探讨种群在理想条件下的数量变化规律
2、。,1.若细菌的营养和生存空间没有限制，请你仔细观察细菌分裂繁殖的规律，完善下表：,(1)观察上表中细菌数量(N)和繁殖代数(n)之间的关系，写出相应的方程式： 。这种增长，我们称为 增长。,4,5,6,9,16,32,64,512,N2n,指数,(2)根据所得到的方程式，在给出的坐标系中画出细菌种群数量增长的曲线。,答案,答案,答案,(3)上述得到的方程式和曲线图，实际上是在用某种恰当的数学形式来表达种群数量的变化实质。请思考同数学方程式相比，曲线图有什么优点？ 答案 同数学方程式相比，曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势。 (4)在一个培养基中，细菌的数量会一直按照上述数学模型增长吗？
3、为什么？如何验证你的观点？ 答案 不会。因为培养基中的营养物质有限，空间等也有限，细菌不可能无限繁殖。可以用实验计数法来检验或修正。,2.在20世纪30年代，人们将环颈雉(如图甲)引入美国的一个岛屿，下图乙是在19371942年期间该种群数量的增长曲线图。,(1)从图乙看出，自然界确实有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，即在理想条件下种群增长的曲线为“ ”型。,J,(2)类比前述细菌种群数量模型构建过程，若在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，某种群的起始数量为N0，并且第二年的数量是第一年的倍(该种群每年的增长倍数都保持不变)，则： 一年后种群数量N1 ，两年后种群数量N2
4、 ，t年后群数量Nt (用t表示时间，Nt表示t年后该种群的数量)。 若1，请绘出数学方程式NtN0t中种群数量Nt随t的变化曲线图。,答案,N0,N02,N0t,答案,(1)种群增长率指在一段时间内，结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例。 (2)“J型”曲线中年增长率公式可表示为种群增长率(NtNt1)/Nt11，由于是个定值，则种群增长率也是个定值。若1，种群数量不变；01，种群数量则减小；0，雌体没有繁殖，种群在下一代中灭亡。,小贴士,指数增长的解读,1.下图表示在良好的生长环境下，小球藻分裂繁殖中的个体数量、鸡产蛋数量(每天一个)和竹子自然生长的高度，这三种现象与
5、时间的关系依次是,答案,A.乙、甲、丁 B.甲、丙、丁 C.丙、甲、乙 D.丁、乙、丙,解析,解析 小球藻是分裂繁殖，速度快，生长环境良好，说明资源充足，所以呈指数增长；鸡每天产一个蛋，所以随时间(天数)的增加，产蛋数增长如图甲；竹子自然生长的高度，受到遗传因素(基因)的控制，所以长高到一定程度不再长高，因而呈逻辑斯蒂增长。,问题导析,关键 信息,小球藻为单细胞生物分裂生殖，呈 增长,鸡产蛋特点每天一枚 增长,竹子自然生长达到一定高度后， (填“不再”或“持续”)增长,2n指数式,等差,不再,二 种群的逻辑斯蒂增长,指数增长是理想条件下细菌数量增长的特点。在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的
6、呢？试结合教材实验进行探究。 1.探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 (1)提出问题 ？ (2)作出假设 酵母菌的种群数量变化可能是 、 和波动这三种形式不同顺序的组合。,培养液中酵母菌种群的数量是怎样变化的,加速增长,减速增长,(3)探究步骤 将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中； 将酵母菌 到试管中的培养液里； 将试管放在 条件下培养； 每次取材料的时间间隔要相等(例如1 h)，用 计数。并将实验结果填入自己设计的记录表中。,接种,25 ,显微镜,分析数据，画出曲线。进行数形转换，以 为横坐标，_ 为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。,时间,
7、酵母菌数量,2.思考与讨论 (1)从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？_ 。 (2)该探究需要设置对照及重复实验吗？_ _。 (3)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取的措施是什么？_ 。 (4)对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？_ 。,使酵母,菌均匀分布，计数准确,不需要设置对照实验，但需要重复实验。随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值,增大,稀释倍数后再计数,只计算相邻两边及其顶,角的酵母菌,3.将实验结果绘制成曲线如下，请分析：,(1)该模型曲线类似于英文字母 ，
8、因此称为 型曲线。该曲线大致分为四个阶段： ab调整期：最初阶段，酵母菌到了新环境有一个适应的过程，增长缓慢。,S,“S”,bc加速增长期：酵母菌适应了环境，这时种群数量 ，营养、空间 ，出生率 死亡率，增长加快。 cd减速增长期：种群数量增加，对食物和空间的争夺加剧，出生率 ，死亡率 ，增长变缓。 de稳定期：增长速度继续变缓，最终出生率 死亡率，种群的数量不再增加，达到 。此时种群的数量达到最大值K。,少,充足,显著大于,下降,上升,等于,动态平衡,(2)K的含义及其应用 当种群数量N小于K/2时，种群 ；当种群数量N达到K/2时，种群增长速度 ；当种群数量N大于K/2时，种群开始 ；当N
9、接近于K时，出生率 死亡率，此时种群的增长速率为 ，种群数量趋于 ，种群不再 。 同一种群的K值是固定不变的吗？同一物种的不同种群的K值一定相同吗？影响K值大小的因素有哪些？ 答案 不是；不一定；生物自身的遗传特性和所生存的环境条件。,快速增长,最大,减速增长,等于,零,稳定,增长,答案,K值在实际生产生活中有着重要的指导意义，请分析： a.大熊猫栖息地遭到破坏后，食物和活动范围缩小，K值变 ，而建立自然保护区，改善其栖息环境，可以提高 ，从根本上保护大熊猫。 b.若要控制鼠害，我们可采取什么具体措施以便降低K值？ 答案 养殖或释放天敌、打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处。 c.若要持续从
10、池塘中获得鱼类资源，则应该使捕捞后鱼群的数量维持在 ，原因是 。,小,K值,答案,K/2,K/2时，种群增长速率最大，这样既可获得最大利用量，又可保持种群的可持续性发展,(3)已知种群增长速率是指单位时间内种群数量的变化率(即时间种群中的个体数曲线的斜率)，请在下面坐标系中绘出上述曲线的种群增长速率随时间的变化曲线，并思考：,答案,答案,t2时种群数量为 ，t2时该种群的年龄结构为 。 t3时种群数量为 ，t2t3该种群数量的变化为 。,K/2,增长型,K,增加,“J”型和“S”型曲线总结,2.如图所示为某种群的数量变化曲线，判断下列说法的正误：,答案,(1)B、b点种群增长速率最大，种群数量
11、在K/2左右，此时种内斗争也最激烈( ),解析,(2)c点种群增长速率明显减小只是由种内斗争引起的( ) (3)处理好这种生物与环境的协调与平衡，需要考虑K值的大小( ) (4)当这种生物与环境达到协调与平衡后，在E点达到K值，K值将固定不变( ) (5)进行海洋渔业捕捞后，鱼类的数量应维持在b点( ) (6)CD段种群数量仍在增长( ),答案,学习小结,种 群 数 量 的 变 动,适宜环境中 细菌的繁殖,培养液中酵 母菌数量的 动态变化,增长,增长,“ ”型曲线,公式：,“ ”型曲线,K的含义及应用,指数,逻辑斯蒂,J,NtN0 t,S,当堂检测,1.下列关于种群数量变化的叙述中，不正确的是
12、 A.在理想条件下，种群数量增长可用一定的数学模型表示 B.一个物种引入新的地区后，一定呈指数增长 C.对家鼠等有害动物的控制，要尽量降低其K值 D.研究一个呈逻辑斯蒂增长的种群的增长速率可预测其K值,答案,1,2,3,4,解析,解析 一个物种引入新的地区后，当地环境可能不适宜其生长繁殖，故其增长也不一定呈指数增长。呈逻辑斯蒂增长的种群，其增长速率最大值一般出现在K/2时，只要统计此时的种群数量就可估算出K值。,2.如图为某地东亚飞蝗种群数量变化的示意图，下列叙述错误的是 A.为有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群 密度 B.ab段，该种群的增长率与种群密度之间成正 相关 C.利用性引诱剂诱
13、杀雄虫改变性别比可防止c点出现 D.在de段，该种群的增长率不变,答案,解析,1,2,3,4,解析 图示a点东亚飞蝗数量急剧上升，此时种群增长速率达到最大，病虫防治工作应在a点所示时间之前进行，A项正确； 图示ab段种群数量仍然在上升，但种群增长率呈下降趋势，B项错误； 利用性引诱剂诱杀雄虫，使种群性别比失调，从而出生率降低，种群密度降低，C项正确； 在de段，种群数量相对稳定，增长率为0，D项正确。,1,2,3,4,3.在有0.5 mL培养液的培养瓶中放入5只大草履虫，然后每隔一天统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出如图所示的结果，对这一结果的分析，错误的是,答案,解析,1,2,3,4
14、,A.大草履虫的生长呈现出逻辑斯蒂增长 B.从大草履虫放入瓶内第一天起进入指数增长期 C.在第四天至第六天中，种群的出生率约等于死 亡率 D.该瓶中大草履虫种群的K值约为400,1,2,3,4,解析 根据图像可看出，这是典型的“S”型曲线。大草履虫放入瓶内第一天产生的新个体很少，这是因为大草履虫要对新环境有一个短暂的调整或适应过程。从第2天开始，草履虫进入到指数增长期。4、5、6天由于食物减少、空间不充足，大草履虫的种内斗争加剧，种群数量相对稳定。,4.如图为种群在不同环境条件下的增长曲线，据图回答问题。,1,2,3,4,(1)A曲线呈“J”型，表示种群在_中的增长。 (2)B曲线呈“S”型，
15、表示种群在_中的增长，阴影部分表示_。用达尔文进化理论解释，这是_的结果。,无环境阻力,答案,有环境阻力,由于环境阻力，导致种群个体数实际增长与理论值的差异,生存斗争,(3)若“S”型曲线表示某个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线，那么，K点以后曲线保持不变的原因是_ _。,答案,1,2,3,4,由于食物短缺等因素的限制，种群在达到环境容纳量以后在一段时间内相对稳定,(4)根据种群变动的曲线，解释投药灭鼠在短期内能控制鼠害，但很快又会鼠灾泛滥的原因是_ _。对此，应采取哪些有效措施？_ _。,答案,1,2,3,4,老鼠种群的抗药性增强；毒杀一部分个体，剩余的个体数目在环境容纳量以下很快又恢复到原来数量,原则上是降低环境负载能力，无污染，具可行性。如：严密封储粮食；清除生活垃圾；生物防治，保护老鼠天敌等(其他方法符合以上原则也可),