2019高中生物种群和群落能力专题42种群的数量变化导学案新人教版必修3201810194116

1、第2节 种群的数量变化学习导读学习准备一、 种群数量变化的研究方法1 构建数学模型的一般步骤（1）观察研究对象， ；（2）提出 ； （3）根据实验数据，用适当的 表达；（4）通过实验或观察，对模型进行 。2优点与数学方程式相比，它更直观的反映出种群数量的增长趋势。三、种群数量增长的曲线1种群数量增长的“J”型曲线（1）理想条件： 条件充足、气候适宜、没有敌害等。（2）数学公式： 。（3）曲线变化：2种群数量增长的“S”型曲线（1）有限条件：自然界的 是有限的。（2）概念：种群经过一定时间的增长后，数量 的增长曲线。（3）K值：又称 ，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（4）曲

2、线变化：三、种群数量波动和下降的原因是 、 、天敌、传染病等。破疑解难一、 建构种群增长模型的方法1意义：数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断和预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。2步骤： 观察研究对象是为了发现问题、探索规律。“细菌每20分钟分裂一次”便是通过大量观察和实验得出的结论； 合理提出假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型不同，“细菌义指数函数增长”便是合理的假设； 运用数学语言进行表达。即数学模型的表达形式“Nt=N0. t” （N为种群的大小，t为时间，为种群的周限增长率）,也可以用更直观的曲

3、线“J”型曲线表示 对模型进行检验和修正。二、种群的数量变化1类型：种群的数量变化包括种群的“J”型增长、“S”型增长、波动和下降。应当注意的是，这四种情况之间的内在联系：在理想的无限环境中，即资源和空间十分充足，没有天敌和其他灾害等，种群数量会呈“J”型增长；而在自然界，资源和空间总是有限的，因此，即使出现“J”型增长，也不可能持续很久，经过一定时间的增长后，数量会在“K”值左右趋于稳定，这种增长模型为“S”型增长；在有限环境中，种群数量是否都能在“K”值维持稳定呢？不是的，由于气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动的，在不利条件下，甚至会出现持续的下降乃至消亡。“

4、种群数量的波动和下降”，注意影响种群数量的主要因素：内部因素（出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构和性比等特征，是种群统计学的重要特征，它们影响着种群的动态。）；外部因素（食物、天敌、气候）。地球的容纳量是有限的，食物、水和空间是影响人口多少和增长率的限制因素。自然界中多数生物种群都已达到稳定期，总体上看，许多种群的种群数量一般不再增长，而是波动或变动。2意义：研究种群的数量变化规律，不仅能够有一定的理论意义，而且具有重大的实际意义。例如，在对待鱼类的捕捞问题上，人们总是希望每年既能捕到较多的鱼，又不危及鱼类种群以后的持续生存，也就是希望长期获得较高的鱼产量。这就需要研究捕捞量和种群数量变

5、化之间的关系，调查种群的现有数量，对种群的数量变化作出预测等。因此，中秋的数量变化规律是种群研究的核心问题。三、存活曲线1含义：存活曲线是表示一个种群在一定时期内存活量的指标，也是衡量种群增长的基本参数。2类型： 型：曲线呈凹型，幼年期死亡率很高，一旦活到某一年龄后，死亡率低且稳定。藤壶的存活曲线接近。 型；曲线呈对角线，各年龄段死亡率相等。例如，水螅、一些鸟类和小型哺乳动物。 型：曲线呈凸型，表示接近生理寿命前只有少数个体死亡，达到生理年龄后，短期内几乎全部死亡。例如，大型兽类和人类的存活曲线。3意义：存活曲线以环境条件和对有限资源的竞争为转移。例如，人类的存活曲线因营养、医药卫生条件不同有

6、很大的变化。如果环境变得适合，死亡率变得很低，种群就会突然爆发。不少农业害虫就是这种情况。研究存活曲线可以判断各种动物种群最易受伤害的年龄，而加以人为的有效控制这一种群的数量，以达到造福人类的目的。如可以选择最有利时间打猎或进行害虫防治。四、探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”提出问题：作出假设：实验原理：1酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下能产生较多的CO2，在无氧条件下产生酒精和少量CO2。2在理想的无限环境中，没有天敌和其他灾害，酵母菌种群呈“J”型增长，自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。3计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。进行实验：1将10mL无菌马铃薯培养液或

7、肉汤培养液加入试管中。2将酵母菌接种入试管中的培养液。3将试管放在25条件下培养。4每天取样计数酵母菌数量。5分析数据，画出曲线。表达和交流探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”，是一项有着多方面意义和价值的探究活动：（1）通过亲自研究一个真实的种群，加深对种群数量变化知识的理解；（2）尝试用数学模型解释种群数量的变化；（3）运用抽样检测的方法；（4）运用显微观察和微生物培养的方法；（5）培养收集、整理、分析数据的能力；等等。这项探究在写法上给学生留出了较大的自主探究的空间，包括作出假设、讨论探究思路、制定计划、实施计划等。经典例题例1科研人员对海洋某种食用鱼进行研究，得出了种群数量的变化曲线，

8、如图所示。分析图示，回答问题： 在 点时，种群补充量最大， 点表示种群的环境容纳量（K值）。 该图所示的原理在海洋生物捕捞中的指导意义是 。 分析：本题考查种群增长“S”型曲线在实践中的应用。根据图示可知该海洋鱼类的增长近似“S”型。在曲线b处，个体增长最快，对种群的补充里最大；在d点处种群增长速率几乎为0，个体数量接近K值，这时的种群数量最大。从曲线的变化规律可确定捕捞量，实现可持续发展。答案： b d可以根据中取得变化规律以及环境容纳量，确定最适捕捞量，实现每年既能捕到比较多的鱼类，有补危机海洋鱼类种群以后的持续生存，实现可持续生产。例2自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。在下列

9、有过种群“S”型增长的正确说法是 A“S”型增长曲线表示种群数量和食物的关系B中期增长率在各阶段是不同的C“S”型增长曲线表示种群数量鱼时间无关D种群增长不受种群密度制约分析：此题主要考查对种群增长的“S”型曲线及种群增长率的理解。解题时应注意：（1）种群增长曲线是种群数量对于时间的函数关系曲线；（2）种群增长率是在单位时间内的种群数量变化，这在“S”型曲线上表现出各阶段的不同；（3）自然条件下，会由于种群密度的增加导致生活资源的个体占有量减少，使种群出生率下降、死亡率增加，这是“S”型曲线形成的重要原因，说明种群增长受种群密度的制约。答案：B实践探究一、选择题1右图表示接种到一定溶积培养液中

10、的酵母菌的生长曲线图，曲线中表示由于有限空间资源的限制使种内斗争最为剧烈的是 ACD段BDE段CEF段DFG段2在下列哪种条件下，种群可能呈“J”型增长 A当食物受到限制时B在物种适宜的环境中，食物开始出现不足，但远不至于影响到该物种在这里生存C在一个没有捕食者的生态系统中D在实验室内的实验条件下3池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是A大量增加饵料的投入量      B大量增加鱼苗的投入量C及时、适量的捕捞成鱼      D限制捕鱼4下列影响种群数量变化的决定

11、因素是A迁入率和迁出率    B种群大小C年龄组成          D性别比例 5下列不能直接影响种群数量变化的是A年龄组成和性别比例 B人类活动C生物的生长和发育 D营养和空间条件二、 简答题下图是某一动物物种迁入一个适宜环境后的增长曲线图，请回答： 图中的增长曲线是_形，表示K值的一点是_。 图中表示种群增长速度最快的阶段是_。 迁入种群第2年后，增长明显加快的原因主要是_。 第8年后，种群数量趋于稳定，阻碍种群继续增长环境因素主要有哪些：_。达标测评一、选择题1一个新

12、的物种进入某地后，其种群数量变化，哪一项是不正确的A先呈“S”形增长，后呈“J”形增长B先呈“J”形增长，后呈“S”形增长C种群数量达到K值以后会保持稳定DK值是环境条件允许的种群增长的最大值2如果一个种群的密度愈来愈小，下列选项中与之无关的是A种群处于衰退期B种群内雄性趋于不育C种群死亡率超过出生率D群落结构太复杂3下列关于种群的叙述不正确的是A种群的个体之间可以相互交配繁殖B一个种群由许多个同种个体组成C种群的个体数量是通常保持相对稳定D种群内的个体间常因空间和食物发生竞争4脊椎动物在自然界长期存在的基本单位是A个体    B成对（） C种群 

13、60; D群落5某鼠种群被高速公路分隔成A、B两个种群，A区因建化工厂而环境剧变，污水横流，B区地势较高无变化，经数十年后，种群A的进化速率很可能A比B慢         B比B快C与B相同       D开始比B慢，后来比B快6下列对种群概念的正确叙述是A不同地域中同种生物个体的总称B同一地域中同种生物个体的总称C一个湖泊中各种鱼类的总称 D一个生态环境中有相互关系的动植物7下列关于生物种群出生率和人口出生率的叙述，不正确的是A生物种群的出生率是指单位数

14、量的个体在单位时间内新产生的个体数目B人口出生率是指单位数量的人口在单位时间内新出生的人口数目C影响人口出生率和生物种群出生率的因素完全相同D影响人口生率和生物种群出生率的因素有很大区别二、简答题1某市（包括郊区）每年都定期进行一次全市性的投放毒饵的灭鼠活动，试分析填表：  城区老鼠种群效区老鼠种群灭鼠3周后种群密度    死亡率    灭鼠9个月后年龄组成    出生率    迁入率    “打洞”的本领    躲避敌害的能力    220世纪

15、30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。环颈雉引入该岛的增长曲线于下图：环颈雉引入该岛的增长曲线为_，环须雉的种群数量的K值是_，在19371942年，环须雉的增长曲线相当于_。拓展延伸调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32只，将捕获的鼠标记后在原地释放，数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30只，其中有上次标记的个体10只，请回答下列问题：（1）若该地区田鼠种群个体总数为N，则N= 只 A30 B32 C64D96（2）要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，则在调查期必须满足的两个条件是A有较多个体迁出调查区B调查区内没有较多的个

16、体死亡C调查区内没有较多的个体出生D有较多的个体迁入调查区（3）若某种群有成鼠a只（计算时作为亲代），每只雌鼠一生产仔16只，各代性别比例均为1:1，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代数为 Aa×8n1 Ba×8n+1 Ca×8n Da×8n2 （4）若将雌雄成鼠各若干只，放在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给充足的饵料和水，则笼内鼠数量变化和饲养时间之间的关系应是右图曲线 。轻松阅读老鼠的毁灭研究人员把8只老鼠放进一个大铁盒中，4雄4雌配成对。每个老鼠家庭都有宽松独立的房间。研究人员允许这些老鼠无节制的进行繁殖。假如是在自然界中，老鼠会自动将鼠数控制在一个范围之内。然而，铁盒子里的条件太好了，没有严寒酷暑，食物应用尽油，所以，繁殖的成活率差不多是百分之百。很快，铁盒子里就有了660只老鼠。越来越多的老鼠组成一个个单独的社会集团，俨然一个个小国家。当小老鼠试图加入这些集团时，就遭到大老鼠的拒绝。这些小老鼠就处于社会集团的外部，它们变得极其残暴，相互攻击，相互残杀，弄得个个伤痕累累。同时，加入了社会集团的老鼠继续繁殖，在这本来已经很拥挤，而且充满敌意的环境中，又有了1600只老鼠出生了。于是，当这些老鼠长大后，它们大都不会繁殖了。因为，当它们想要交配时