生物必修3《稳态与环境》第2节 种群数量的变化教学设计

第4章　种群和群落

第2节  种群数量的变化

学习目标

1.说明建构种群增长模型的方法。

2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

3.用数学模型解释种群数量的变化。

4.关注人类活动对种群数量变化的影响。

学习重点难点

1.学习重点　尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。

2.学习难点　建构种群增长的数学模型。

【自主学习】

一、构建种群增长模型的方法——数学模型

1．数学模型：是用来描述一个系统或它的            的             形式。

2．研究方法或步骤：

提出问题→提出         →根据实验数据，用         对事物的性质进行表达→检验或修正

3．表达形式

例：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一次。

（1）用数学方程式表示：n代以后细菌的数量N=         。

（2）请将该细菌产生的后代在不同时期的数量填入下表,并画出细菌的种群增长曲线：

数学方程式的优点：科学、准确；

曲线图的优点：能更               地反映出种群数量的增长趋势。

二、种群增长的“J”型曲线

1．含义：在          条件下的种群，以       为横坐标，以         为纵坐标画出的曲线图，曲线大致呈“J”型。

2．“J”型增长数学模型：

（1）模型假设：

条件：在                       条件充裕、气候适宜、没有敌害；

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年以后种群的数量表达式为：                   

各参数含义：N0表示                ；Nt表示               

t表示                 ；λ表示                 。

想一想：（1）当λ>1、λ=1、0<λ<1、λ=0时，种群的数量变化分别会怎样？

（2）自然界中“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么？

三、种群增长的“S”型曲线

    1．含义：种群经过一定时间的增长后，数量                   的曲线，称为“S”型曲线。

2．产生原因：

自然界的资源和空间总是      的，当种群密度增大时，种内竞争就会          ，以该种群为食的动物数量也会        ，这就会使种群的出生率        ，死亡率          。当种群的死亡率与出生率相等时，种群就稳定在一定的水平。

3．环境容纳量：在环境条件               的情况下，一定空间中所能维持的种群     
             ，又称        值。

想一想：（1）K值是不是一个固定值？

（2）试从环境容纳量上分析保护大熊猫和控制鼠害的根本措施。

四、种群数量的波动和下降

1．影响因素

（1）直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出

（2）自然因素：           、食物、               、传染病等。

（3）人为因素：人类活动的影响

2．数量变化

大多数种群的数量总是在        中，在不利条件下，种群的数量还会急剧         甚至          。

3．研究意义

有害动物           、野生动物资源的          和利用，濒危动物的拯救和        。

【主干网络】

【巩固练习】

1. 使种群的基因频率定向改变的因素是

  A．自然选择    B．生殖隔离    C．基因突变    D．生存斗争

2. 在一个种群中随机抽取100个个体，其中基因型AA的个体占40％，基因型Aa的个体占50％，基因型aa的个体占10％，基因a和A的频率分别为

A．60％，40％  B．90％，10％  C．35％，65％ D．65％，35％型

3．下列直接影响动物密度变化的是

A．出生率、死亡率和迁入、迁出          B．年龄组成和出生率、死亡率

C．性别比例和出生率、死亡率            D． 性别比例和年龄组成

4．图甲、图乙为某种生物种群的年龄组成曲线，如不考虑其他因素，种群甲和种群乙未来个体数量的发展趋势是

A、衰退型和增长型  B、增长型和衰退型  C、稳定型和衰退型  D、稳定型和增长

5．下图表示的是鹞鹰对不同的鸽群进行攻击时的成功概率，并以此表示鸽群的功能。下列说法正确的是：

① 单独的鸽子被抓住的概率比在鸽群中的鸽子小②鹞鹰攻击较大群体的鸽群时不大容易成功③鹞鹰只攻击单独的鸽子④攻击成功的比例与鸽群的数量成反比。

 A、①②        B、①④         C、②③          D、②④

6．在对某种鼠的种群密度调查中，第一次捕获46只，将其全部标记后释放，第二次捕获25只，其中标记鼠12只，则该种群的数量约为

A、21      B、46      C、71      D、96

7．右图所示为自然环境中生物种群数量变化曲线，下列有关叙述错误的是

   A．d处波动主要是因为出生率和死亡率变动所致

   B．“竭泽而渔”会使鱼虾数量下降至b以下，使生态系统发展停滞甚至崩溃

   C．灭鼠时如果仅杀死一半老鼠，可能效果适得其反

   D．微生物初级代谢产物在a 阶段大量合成，因此，生产上发酵必须在a时停止

8．(多选)原产于墨西哥的紫茎泽兰传到中国，在中国长势疯狂，占地为王，成了我国西南地区的绿色灾难，紫茎泽兰在我国泛滥成灾的原因是

A.我国西南地区的气候适宜紫茎泽兰的生长

B.脱离原产地后，失去天敌的控制

C.脱离原产地后，失去与其竞争关系的物种的制约

D.一旦脱离原产地，就发生基因突变，变得生命力特别强

9．下图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的是

    ①环境中影响种群增长的阻力    ②环境中允许种群增长的最大值

    ③其数量表示种群内迁出的个体数  ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数

    A. ①③   B. ②③   C. ①④   D. ②④

10. 右图表示了鲸的生殖数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K点代表的含义分别是

    A．曲线1，种群的最大数量

    B．曲线2，种群的最大数量

    C．曲线1，某一环境条件下的种群的最大数量

    D．曲线2，某一环境条件下的种群的最大数量

11．右图中曲线1和曲线2代表物种1和物种2的耐热范围。请分析在什么情况下，物种2比物种1的竞争能力强

A．温度在t1~t2范围内

B．温度在t2~t3范围内

C．温度在t2以下

D．温度在t3以上

12．在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃，气候宜人，若干年后，岛上人口增长如下图所示。请回答：

（1）该岛在m年内，人口增长呈       曲线。当人口数量接近n线时，环境阻力越来越大，n是该岛环境                      ；

（2）当人口数量强行增长到0点时，就会很快下降到P点，原因是人口剧增后，岛上生活资源发生短缺，各种人为因素使          遭到破坏。

（3）若干年后，岛上该动物数又从P点上升到Q点并稳定在n线以下，以上说明岛上生态系统的___________________是有限的，生物的发展必须遵循生态系统的_______________，实现生态系统的良性循环。