陕西省榆林市育才中学高中生物 第三章 第1节 生物群落的基本单位 种群 第2课时 种群数量的变化导学案 新人教版必修3
【学习目标】
1.分析种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线
2.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。 3.说明制约种群数量变动的因素。
【学习重点、难点】
1.种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线。2.制约种群数量变动的因素。
【自主学习】
四、种群数量的增长、波动和下降
时间
种群数量
种群增长的J型曲线
(一)J型曲线
(1)含义:在理想条件下种群内个体数量
用坐标图表示而形成的曲线。
(2)理想条件:食物(养料)和 充裕、气候适宜和没有敌害等。
(3)发生时期:①实验室条件下;②当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。
(4)种群J型增长方式的数学模型是(后代中第t代的数量表达式): 。
时间
种群数量
K值
种群增长的S型曲线
(5)特点:种群数量连续增长,增长率保持不变。
(二)S型曲线
(1)含义:在 (如空间、食物、天敌等)制约下种群个体数量的增长方式用坐标图表示而形成的曲线。
(2)特点:种群内个体数量达到 所允许的 (K值)时不再增加。
(3)意义:反映或体现达尔文自然选择中的生存斗争。
(三)“J”型增长曲线与“S”型增长曲线的分析
1.曲线比较
2.列表比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
环境资源无限
环境资源有限
种群增长率
保持稳定
随种群密度上升而下降
K值的有无
无
有
曲线形成的原因
无种内斗争,缺少天敌
种内斗争加剧,天敌数量增多
3.联系:两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同。因而有:“J”型曲线因环境阻力增大而成“S”型曲线。
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4.K值变动的示意图及应用
(1)同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响,在环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动。
(2)当环境遭受破坏时,K值下降;当生物生存环境改善时,K值上升。
(3)应用:当环境中种群数量大于K/2值时,即可采取适当捕捞等手段合理利用,但捕捞后数量应为K/2值,因为此时种群增长率最大,有利于提高生物利用的总量。
(四)影响种群数量变化的因素
1.内因:
(1)种群的起始个体数量。
(2)决定种群数量的因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
2.外因:
(1)自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。
(2)人为因素:种植业、养殖业发展,砍伐森林,猎捕动物、环境污染等。
(五)研究种群数量变化的意义
对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有着重要意义。
五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
试管编号
A
B
C
管内
液体
培养液/mL
10
10
无菌水/mL
10
酵母液/mL
0.1
0.1
0.1
温度条件
28℃
5℃
28℃
1、问题:培养液中酵母菌种群数量的变化是怎样随时间变化的?或不同温度(或O2、CO2等)条件下酵母菌种群数量变化情况?或不同培养液(加糖和不加糖)中酵母菌种群数量变化情况如何?
2、假设:根据上述问题,大胆提出合理的假设。
3、设计实验(如右表)。
4、采用抽样检测方法——显微计数。
5、注意事项
(1)显微镜计数时,对于压在小方格边线上的酵母菌,应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。
时间/天
1
2
3
4
5
6
…
数量/个
(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。
(3)结果记录最好用记录表,如下(请设计):
(4)每天计数酵母菌量的时间要固定。
(5)培养和记录过程要尊重事实,不能主观臆造。
我的疑惑:
【合作探究】
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.如果在营养和生存空间等条件都适宜的情况下,1个细菌会增殖为多少?
时间(min)
20
40
60
80
100
120
140
细菌数量
数学方程式:
N =
2.如果我们用N表示细菌数量,n表示细菌繁殖的代数,请尝试写出细菌种群增长的公式。
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细菌数量
3.利用表格中的数据,以时间(繁殖代数)为横轴,细菌数量为纵轴,尝试在右图中画出细菌种群增长的曲线。
细菌起始数量为1
【课后作业】
1.下列关于种群数量变化的叙述中,错误的是( )
A.种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等
B.种群数量的变化主要是由迁入率和迁出率、出生率和死亡率引起的
C.在自然界中,种群的增长一般是“J”型曲线
D.在自然界中,种群的增长一般是“S”型曲线
2.“食人鱼”是一种有极强生存能力的肉食鱼类,一旦进入自然生态水域,就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入某湖泊,下图中的曲线能准确表达其种群数量变化特点的是 ( )
3.在一普通的锥形瓶中,加入含有酵母菌的葡萄糖溶液,如图所示。在以下有关坐标图中,不正确的是( )
4.在种群“S”型增长曲线的数学模型中,K值不是固定不变的。下列条件会使种群K值增加的是( )
A.地面进行硬化后的家鼠
B.干旱环境中的东亚飞蝗
C.引入北极狐后的旅鼠
D.干旱环境中的大熊猫
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5.某研究所调查发现:某种鱼迁入一新的环境后,某种群数量增长速率随时间变化的曲线如下图所示,请分析回答:
(1)在T0~T2时间内,种群数量增长曲线呈______;若在T2时种群的数量为N,则在T1时种群的数量为______,T1时该种群的年龄组成可能为________。
(2)捕获该鱼的最佳时期是________时,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该鱼在T2时期后,种群数量变化是__________,主要原因是____________和____________。
6.下图是一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线,请回答:
(1)图中表示的是种群增长的__________型曲线,表示K值的一点是________。
(2)图中表示种群增长速率最快的一点是________。
(3)影响该种群增长的环境阻力明显增大是在迁入第______年后开始的。
(4)既要获得最大的捕获量,又要使该动物资源的更新能力不受破坏,应该使该动物种群的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?________。
(5)你认为种群增长速度在迁入一段时间之后明显加快的原因主要是
________________________________________________________________________。
(6)第8年后,种群数量趋于稳定,阻碍种群继续增长的环境因素主要有
________________________________________________________________________。
【课后自主反思】
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【课后作业答案】
1. C 2.A 3.B 4.B
5.(1)S型 N/2 增长型 (2)T1 在T1时种群增长速率最大,捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生 (3)不增加 种内斗争加剧 捕食者数量增加
6. (1)“S” d (2)b (3)6 (4)b (5)食物充足,没有天敌 (6)食物减少,天敌增加等
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