高中生物必修3(同步课程讲解练案)第4章第14课时

高中生物必修3(同步课程解说+练案)第4章第14课时高中生物必修3(同步课程解说+练案)第4章第14课时/高中生物必修3(同步课程解说+练案)第4章第14课时第14课时种群数目的变化[目标导读]1.阅读分析教材P65细菌数目增添的实例，学会建构种群增添模型的方法。2.通过教材P68～69研究培育液中酵母菌种群数目的变化，试一试建构种群增添的数学模型。3.联合教材P66图4－5，理解种群“J”型增添的数学模型。4.联合教材P67图4－6，理解种群“S”型增添的数学模型。[重难点击]依据实例建构种群增添的“J”型、“S”型数学模型，并据此解说种群数目的变化和指导实践。一建构种群增添模型的方法建立数学模型可以描绘、解说和展望种群数目的变化规律，试分析下边某种细菌在某条件下分裂生殖的规律。1．若该细菌的营养和生计空间没有限制，请你认真察看细菌分裂生殖的规律，圆满下表。时间(min)020406080100120180生殖代数(代)01234569细菌数目(个)12481632645122.察看上表中细菌数目(N)和生殖代数(n)之间的关系，写出相应的方程式：N＝2n。3．依据所获取的方程式，在给出的坐标系中画出细菌种群数目增添的曲线。答案4．上述获取的方程式和曲线图，其实是在用某种适合的数学形式来表达种群数目的变化实质。请思虑同数学方程式比较，曲线图有什么长处？答案同数学方程式比较，曲线图能更直观地反应出种群数目的增添趋向。5．我们从曲线的走向分析可以估计：在食品(养料)和空间条件丰裕、天气适合和没有敌害等理想条件下，细菌种群的增添不会受种群密度增添的影响，常常会连续增添。6．在一个培育基中，细菌的数目会向来依据上述数学模型增添吗？为何？答案不会。因为培育基中的营养物质有限，空间等也有限，细菌不可以能无量生殖。活学活用1．在营养和生计空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20min就分裂生殖一代。现将该细菌种群(m个个体)接种到培育基上(资源、空间无量)，Th后，该种群的个体总数是()T20T3TA．m·2B．m·2C．m·220D．m·2答案D分析在营养和生计空间等没有限制的理想条件下，种群呈指数式增添。因为该细菌每20min生殖一代，则Th后，生殖3T代，故Th后，该种群的个体总数为t3TNt＝N0·λ＝m·2。二种群增添的“J”型曲线在自然界中，种群的数目变化状况是如何的呢？试联合供应的资料达成思虑：在20世纪30年月，人们将环颈雉(如图甲)引入美国的一个岛屿，图乙是在1937～1942年期间该种群数目的增添曲线图。1．从图乙看出，自然界确实有近似细菌在理想条件下种群数目增添的形式，种群增添的曲线是“J”型。

即在理想条件下2．类比前述细菌种群数目模型建立过程，

若在食品和空间条件丰裕、

天气适合、没有敌害等条件下，某种群的初步数目为N0，而且第二年的数目是第一年的λ倍(该种群每年的增添倍数都保持不变)，则：2(1)一年后种群数目N1＝N0×λ，两年后种群数目N2＝N0×λ，t年后种群数目t(2)若λ>1，请绘出数学方程式Nt＝N0λ中种群数目Nt随t的变化曲线图。答案以以下图

tNt＝N0×λ。知识拓展1．种群增添率是指在一段时间内，结束时种群数目相对于初始种群数目的增添部分占初始数量的比率。2．“J”型曲线中年增添率公式可表示为种群增添率＝(Nt－Nt－1t－1＝λ)/N－1，因为λ是个定值，则种群增添率也是个定值。若λ＝1，种群数目不变；0<λ<1，种群数目则减小；λ＝0，雌体没有生殖，种群在下一代中消亡。3．“J”型曲线种群增添率如右图所示。活学活用2．若某种群有成鼠a头(计算时作为亲代)，每头雌鼠一世产仔16头，各代雌雄性别比率均为1∶1，子代幼鼠均发育为成鼠，全部个体的生殖力均相等。(1)从理论上计算，第n代产生的子代数为()n－1n＋1A．a×8B．a×8C．a×8nD．a×8n－2(2)以时间为横坐标，种群数目为纵坐标绘制该鼠的种群数目变化趋向，将呈________型。答案(1)C(2)“J”分析该种群有成鼠a头，因为雌雄性别比率均为1∶1，所以雌鼠为a/2，每头雌鼠一世产仔16头，把亲代看作第一代，则有鼠a头，第二代有鼠(a/2)×16＝a×8＝a×81，第三代为(8a/2)×16＝a×82，依此类推，第n代有鼠a×8n－1，其产生的子代数为a×8n。三种群增添的“S”型曲线生态学家高斯以前做过这样一个实验：在0.5mL培育液中放入5个大草履虫，此后每隔24h统计一次大草履虫的数目，连续6天，获取一曲线模式图(如右图)：1．该模型曲线近似于英文字母S，所以称为“S”型曲线，此类曲线形成的原由有：①资源和空间有限；②种群密度增大，致使种内竞争加剧；③天敌数目增添等。2．B点：出生率大于死亡率，此时种群增添快率最大；

C点：出生率等于死亡率，此时种群的增添快率为零，种群数目趋于坚固，种群数目达到环境容纳量

(即K

值)。3．同一种群的

K值是固定不变的吗？同一物种的不一样样种群的

K值必然相同吗？影响

K值大小的要素有哪些？答案

不是；不用然；生物自己的遗传特点和所生计的环境条件。4．K值在实质生产生活中有重视要的指导意义，请分析：(1)大熊猫栖息地遇到损坏后，食品减少，活动范围减小，K值变小。建立自然保护区，能改善其栖息环境，进而提高环境容纳量。(2)若要控制鼠害，我们可采纳什么详细举措以便降低环境容纳量？答案养殖或开释天敌、打扫卫生、硬化地面、将食品积蓄在安全处等。5．K/2值在实质生产生活中有重视要的指导意义，请分析：(1)若要连续从池塘中获取鱼类资源，则应当使捕捞后鱼类的数目保持在B点，原由是什么？答案B点(K/2)时种群增添快率最大，这样既可获取最大利用量，又可保持种群的可连续发展。(2)如何利用

K/2

值防治有害生物？答案

实时控制种群数目，严防其达到

K/2

值处(若达

K/2值处，会致使该有害生物成灾

)。6．已知种群增添快率是指单位时间内种群数目的变化率

(即时间——种群数目曲线的斜率

)，请绘出上述曲线的种群增添快率随时间的变化曲线，并思虑：答案(1)t2时对应的种群数目为K/2，t2时该种群的年纪构成为增添型。t3时对应的种群数目为K，t2～t3时期该种群数目的变化为增添。7．在自然界中，影响种群数目变化的要素有哪些？种群数目的变化只有增添吗？答案要素有：天气、食品、天敌、传患病等；种群数目的变化除了增添外，还有坚固、波动和降落，而“J”型和“S”型曲线只研究了种群数目的增添现象。概括提炼“J”型和“S”型曲线总结活学活用3．以以下图所示为某种群的数目变化曲线，判断以下说法的正误。(1)B、b点种群增添快率最大，种群数目在K/2左右，此时种内斗争也最强烈()(2)c点种群增添快率显然减小但是由种内斗争惹起的()(3)办理好这类生物与环境的协调与均衡，需要考虑K值的大小()(4)当这类生物与环境达到协调与均衡后，在E点达到K值，K值将固定不变()(5)进行大海渔业捕捞的最正确时期是C时期()(6)C～D段种群数目仍在增添()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)√分析种群增添快率最快的点是在种群数目K/2左右，此后，食品、空间、生计条件、天敌等多方面要素致使种内斗争更为强烈，出生率降落，死亡率高升，在K值时两者相等，最后种群数目表现颠簸状态。大海渔业捕捞应保持可连续发展策略，在达到K/2时进行，能使种群数目快速恢复。方法链接K值的不一样样表示方法图中A、B、C、D时间所对应的种群数目为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数目为K/2值。四研究“培育液中酵母菌种群数目的变化”1．研究过程(1)提出问题：培育液中酵母菌种群的数目是如何随时间变化的？(2)作出假定：培育液中的酵母菌数目开始一段时间呈“J”型增添，跟着时间推移，因为营养物质的耗费、有害代谢产物的累积、pH的改变，酵母菌数目呈“S”型增添。(3)研究步骤①将10mL无菌马铃薯培育液或肉汤培育液加入试管中。②将酵母菌接种到试管中的培育液。③将试管放在25_℃条件下培育。④每日取样计数酵母菌数目。用血细胞计数板在显微镜下计数，估计10mL酵母菌的初始种群数N0，此后连续察看七天，记录每日的数值。⑤分析数据，以时间为横坐标，酵母菌数目为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数目变化规律。(4)实验结论在有限的环境条件下酵母菌种群数目呈“S”型增添。2．思虑与讨论(1)从试管中吸出培育液进行计数以前，为何要轻轻振荡几次？答案使酵母菌均匀散布，计数正确。(2)该研究需要设置比较及重复实验吗？答案酵母菌种群数目的变化在时间上形成前后自己比较，所以无需设置比较实验。但要获得正确的实验数据，必然重复实验，求得均匀值。(3)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采纳的举措是什么？答案可增大稀释倍数后再计数。(4)对于压在小方格界线上的酵母菌，如何计数？答案只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。(5)影响酵母菌种群生长的要素可能有哪些？答案养料、温度、pH及有害代谢废物等。小贴士我们测定的酵母菌种群数目变化是在恒定容积的培育基中培育测定的，与自然界中的数目变化有差别。在进行酵母菌计数时，因为酵母菌是单细胞微生物，所以必然在显微镜下计数，且我们不能正确计算其个数，只好估计。概括提炼1．酵母菌数目的计数(1)计数酵母菌：多取几个计数室取均匀值，设为a。(2)计数室体积：2mm×2mm×0.1mm＝0.4mm3＝4×10－4mL。(3)酵母菌培育液体积：

10mL。10mL

培育液中酵母菌数目：

10mL4×10－4

mL

4×a＝2.5a×10个。2．酵母菌增添曲线图

(如图

1)及转变后的增添快率曲线图

(如图

2)图

1

图

2活学活用4．为研究培育液中酵母菌种群数目的变化，某研究性学习小组达成了

A、B、C三组实验。按期对不一样样培育液中的酵母菌进行计数，分别绘制出酵母菌细胞数目变化曲线挨次为c，见以以下图。对于对此图的分析，不正确的选项是()

a、b、A．三组的环境容纳量可能不一样样，B组的环境容纳量大．研究的课题可能是影响种群数目变化的外界要素C．三组的培育温度可能不一样样，A组的培育温度最适合D．三组的营养初始供应可能不一样样，C组营养初始供应最少答案C分析由题图可知，B组培育温度最适合，种群数目的降落可能是营养物质的耗费造成的。当堂检测1．建立数学模型一般包含以下步骤：①依据实验数据，用适合的数学形式对事物的性质进行表达；②察看研究对象，提出问题；③经过进一步实验或察看等，对模型进行查验或修正；④提出合理的假定。以下排序正确的选项是()A．①②③④B．②④①③C．④①②③D．③①②④答案B分析数学模型的建构步骤包含：提出问题→作出假定→建立模型→查验或修正。2．以下对于种群数目变化的表达中，不正确的选项是()．在理想条件下，种群数目增添可用必然的数学模型表示．一个物种引入新的地域后，必然呈“J”型增添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“S”型增添的种群的增添快率可展望其K值答案B分析一个物种引入新的地域后，当地环境可能不适合其生长生殖，故其增添也不用然呈“J”型。呈“S”型增添的种群，其增添快率最大值一般出此刻K/2时，只需统计此时的种群密度即可估计出K值。3．以下对研究酵母菌种群数目变化规律实验的表达，正确的选项是()．用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适合培育液直接滴加到计数室内．对于压在一个方格界线上的酵母菌的办理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数C．已知血细胞计数板的方格为

2mm×2mm，若盖玻片下经稀释

10倍的培育液厚度为

0.1mm，计数时察看值为

M，则10mL培育液中酵母菌的总数约为

2.5M×105个D．与一般的生物实验相同，该研究实验也需要独自设置比较组答案C分析培育液应加在盖玻片边沿，让培育液自行浸透，其实不是直接滴加到计数室内；在统计血细胞计数板每格内的酵母菌数时，压在边上的个体只计数相邻两边及其顶角的个体；C项所10cm3叙的计算结果是×10M＝2.5M×105；该实验不需要独自设置比较组，0.2cm×0.2cm×0.01cm只需分组重复实验，结果取均匀值即可。4．在0.5mL培育液的培育瓶中放入5只大草履虫，此后每隔一天统计一次大草履虫的数目。经过频频实验，得出以以下图的结果，对这一结果的分析，错误的选项是()A．大草履虫的生长表现出“S”型增添．从大草履虫放入瓶内第一天起进入指数增添久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答案B分析依据图像可看出，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极少，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添久。第4、5、6天因为食品减少、空间不充分，大草履虫的种内斗争加剧，种群数目相对坚固。5．以以下图为种群在不一样样环境条件下的增添曲线，据图回答以下问题。(1)AJ______________(2)B曲线呈“S”型，表示种群在______________时的增添，暗影部分表示________________________________________________________________________

。(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添曲线，那么，

K点此后曲线保持不变的原由是_______________________________________________________________。(4)依据种群改动的曲线，解说投药灭鼠在短期内能控制鼠害，但很快又会鼠灾泛滥的原由是_______________________________________________________________________________。对此，应采纳哪些有效举措？____________________________________________________。答案(1)无环境阻力(2)有环境阻力生计斗争中被裁汰的个体数目(3)因为空间资源有限，天敌增添等要素的限制，种群的出生率等于死亡率，数目趋于坚固(4)①老鼠种群的抗药性加强；②毒杀一部分个体，节余的个体数目在环境容纳量以下很快会恢复到本来数目原则上是降低环境负载能力，无污染，具可行性。如：①严实封储粮食；②除掉生活垃圾；③生物防治，保护老鼠天敌等(其余方法符合以上原则即可)40分钟课时作业基础过关知识点一种群增添模型的比较和应用1．以以下图为种群在理想环境中呈“

J”型增添，在有环境阻力条件下，

呈“S”型增添。下列对于种群在某环境中数目增添曲线的表达，正确的选项是

(

)A．当种群数目达到e点后，种群数目增添快率为0B．种群增添过程中出现环境阻力是在d点此后C．图中暗影部分表示战胜环境阻力生计下来的个体数目D．若该种群在c点时数目为100，则该种群的K值为400答案A分析当种群数目抵达e点后，种群数目不再增添，所以增添快率为0；环境阻力在d点之前就已出现；暗影部分表示被裁汰的个体数目；该种群的K值为200。2．以以下图表示某物种迁入新环境后，种群增添快率随时间的变化关系。在第10年时经检查该种群数目为200只，估计该种群在此环境中的环境容纳量约为()A．100只B．200只C．300只D．400只答案D分析要注意题中纵坐标为种群增添快率，所以第10年时增添快率最大，相当于“S”型曲线的K/2的水平，所以环境容纳量为2×200＝400(只)。3．以下有关种群增添的“S”型曲线的表达，错误的选项是()A．平常自然界中的种群增添曲线最后呈“S”型B．达到K值后种群的增添快率也可能为负值C．种群增添的开始阶段不受自己密度的影响D．相同的种群K值也可能不一样样答案C分析在自然状况下，种群都是按“S”型曲线增添的。在达到K值时出生率等于死亡率，种群增添快率为零，但也有可能在某个时辰出生率小于死亡率，种群增添快率为负值。种群增添受自己密度的影响，刚开始时种群密度较小，种群密度对种群增添的影响也较小。K值会跟着环境的变化而变化。4．种群在理想和自然条件下分别表现出“J”型和“S”型增添。以下有关种群增添曲线的叙述中，正确的选项是()A．在种群“J”型增添模型(Nt＝Nt0·λ)中，λ表示该种群的增添快率B．在自然条件下，种群的环境容纳量(即K值)是固定不变的C．在鱼类养殖中，在凑近K值时进行捕捞有益于该种群的可连续发展D．在“S”型曲线中，种群密度不一样样时可能拥有相同的种群增添快率答案D分析t在Nt＝N0·λ中，λ表示该种群数目是一年前种群数目的倍数，其实不等同于种群的增添速率；种群的K值受环境要素影响，在优胜环境中，K值将增大；在鱼类养殖中，使捕捞后的节余量凑近K/2时，种群的增添快率最大，有益于该种群的可连续发展；在“S型”曲线中，种群增添快抢先快后慢，最后为0，故处于不一样样的种群密度下可以拥有相同的增添快率。知识点二研究“培育液中酵母菌种群数目的变化”5．有关“研究培育液中酵母菌数目动向变化”的实验中，正确的选项是()A．改变培育液的pH不影响K值(环境容纳量)大小．用样方法检查玻璃容器中酵母菌数目的变化C．取适合培育液滴于一般载玻片后对酵母菌正确计数D．营养条件其实不是影响酵母菌种群数目变化的独一要素答案D分析营养条件、pH和温度的变化都会影响种群数目。6．某小组进行“研究培育液中酵母菌种群数目的动向变化”实验时，相同实验条件下分别在4个试管中进行培育(如图)，均获取了“S”型增添曲线。以下有关该实验的说法中，错误的是()A．4个试管内的种群同时达到K值B．4个试管内种群的增添快率都是先增大后减小到零C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不一样样D．试管Ⅳ内的种群数目先于试管Ⅱ内的降落答案

A分析

在该实验中，

4个试管均获取了“S”型增添曲线，表示它们的种群数目增添快率均是先增大后减小到零；因为试管

Ⅲ和试管Ⅱ内的培育液体积不一样样，其内的种群的

K值也不一样样；试管Ⅳ内初步酵母菌数目比试管

Ⅱ的多一倍，而培育液体积相等，故试管

Ⅳ内的种群数目先于试管Ⅱ的降落，这也说明

4个试管内的种群不会同时达到

K值。能力提高7．以以以下图，曲线Ⅰ表示某种群的出生率，曲线Ⅱ表示其死亡率。则()A．种群在c点以前呈“J”型曲线增添，c点此后呈“S”型曲线增添B．种群数目增添最快的时期是a点对应的时期C．c点时此种群的个体总数达到环境容纳量D．曲线表示种群数目变化受食品的影响答案

C分析

由图可知，跟着时间的变化，种群死亡率渐渐高升，出生率渐渐降落；

c点时出生率等于死亡率，说明此种群的个体总数达到环境容纳量；种群在

c点以前表现增添趋向，

c点此后表现降落趋向，种群数目增添最快的时期位于a点以前；从曲线中不可以得出种群数目变化受食品影响的结论。8．如图甲表示某一经济鱼类的种群特点，图乙是某时期该鱼类种群的年纪构成曲线。以下分析正确的选项是()A．图乙为c点后该经济鱼类年纪构成曲线B．在b点时捕捞鱼类最易获取最大日捕捉量C．估计一个种群的出生率和死亡率，即可确立种群密度的大小D．d点时种群数目达到最大值答案D分析由图甲可以看出：b点时，出生率大于死亡率，且出生率与死亡率的差值最大，此时种群数目的增添率最大；d点时，出生率与死亡率相等，种群密度达到最大；图乙代表衰败型年纪构成，而超出d点后出生率小于死亡率，种群的数目会愈来愈少，年纪构成才属于衰退型；保持在b点有益于该种群的连续增添，在d点时捕捞鱼类获取的日捕捉量最大；出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度和种群大小的直接要素，其余性别比率、年纪构成等也影响着种群密度和种群大小，所以，仅估计一个种群的出生率和死亡率，其实不可以确定种群密度的大小。9．假定当年种群数目是一年前种群数目的λ倍，如图表示λ值随时间变化的曲线表示图。下列有关表达错误的选项是()A．O～a年，种群数目不变，其年纪构成为坚固型B．a～c年，种群数目降落，其年纪构成是衰败型C．b～d年，种群数目增添，种群呈“S”型曲线增添D．d～e年，种群数目增添，种群呈“J”型曲线增添答案C分析当λ小于1时，种群的数目是渐渐减少的，所以a～c年，种群的数目应当是渐渐减少的，c年时种群的数目最小，故C项错误。10．以以以下图所示为自然环境中的生物种群数目变化曲线，以下有关表达错误的选项是()A．d处颠簸可能是因为出生率和死亡率改动所致B．“涸泽而渔”会使鱼的数目降落至b处以下，使生态系统发展阻滞甚至崩溃C．灭鼠时假如仅杀死一半的老鼠，可能会事与愿违D．c处种群个体数目不再上涨的原由与环境容纳量没关答案D分析A项中，d处颠簸可能是出生率和死亡率颠簸造成的；B项中，“涸泽而渔”使鱼的种群数目过少，小于K/2，增添快率低，使生态系统发展阻滞甚至崩溃；C项中，灭鼠时杀死一半的老鼠，即节余K/2，鼠群增添快率最高，很快能恢复到原状；D项中，环境容纳量限制了c处种群个体数目的上涨。11．以以下图所示为某种群在不一样样生态系统中的增添曲线模式图，请据图回答：(1)假如种群生活在一个理想的环境中，种群数目是按a曲线增添，但实质上，在自然环境中________和________都是有限的。种群达到必然数目后必然加剧____________，使种群数目增添遇到影响，不可以按

a曲线方式增添。(2)在必然环境中，除上述影响外，种群数目还受其余环境要素的限制。如无机环境方面主要是__________________的影响。种群数目增添按

b曲线方式增添，最多达到

K点为止，此时种群增添快率为

____________。其余，还有直接影响种群兴衰的两对变量是该种群的________和________、________和________。年纪构成是经过影响____________而间接对种群动向变化起作用的。答案(1)生活资源(食品)空间种内斗争(2)阳光、温度、水分0(3)出生率死亡率迁入率迁出率出生率