PAGE10-第2節(jié)種群數(shù)量的變更學(xué)習(xí)目標核心素養(yǎng)1.駕馭建構(gòu)增長模型的方法2.理解種群數(shù)量變更的“J”型和“S”型曲線3.結(jié)合“探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變更”試驗，建構(gòu)種群數(shù)量變更的數(shù)學(xué)模型1.通過分析影響種群數(shù)量變更的因素，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀2.通過“J”型增長和“S”型增長的數(shù)學(xué)模型的分析與比較，培育歸納、比較及運用模型分析問題的實力3.通過“探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變更”試驗的學(xué)習(xí)，培育試驗設(shè)計與實施及對試驗結(jié)果的溝通與評價實力4.通過探討種群數(shù)量變更及對有害動物的防治、野生生物資源的愛護和利用等，形成關(guān)注社會，主動擔(dān)當社會責(zé)任的看法一、建構(gòu)種群增長模型的方法1．數(shù)學(xué)模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。2．探討方法及實例二、種群增長的“J”型曲線1．含義志向條件下的種群，以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，大致呈“J”型。2．數(shù)學(xué)模型(1)模型假設(shè)①條件：食物和空間條件充裕、氣候相宜、沒有敵害等。②數(shù)量變更：種群的數(shù)量每年以肯定的倍數(shù)增長，其次年的數(shù)量是第一年的λ倍。(2)建立模型：t年后種群數(shù)量為Nt＝N0λt。(3)模型中各參數(shù)的意義：N0為該種群的起始數(shù)量，t為時間(年)，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。三、種群增長的“S”型曲線1．條件：自然界中的資源和空間總是有限的。2．形成緣由3．K值又稱環(huán)境容納量，在環(huán)境條件不受破壞的狀況下，肯定空間中所能維持的種群最大數(shù)量。4．應(yīng)用建立自然愛護區(qū)，提高其環(huán)境容納量是愛護大熊貓的根本措施。四、種群數(shù)量的波動和下降1．影響因素(1)自然因素：如氣候、食物、天敵、傳染病等。(2)人為因素：種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，砍伐森林，獵捕動物，環(huán)境污染等。2．數(shù)量變更大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動中，在不利的條件下，種群數(shù)量還會急劇下降甚至消亡。3．探討意義(1)有害動物的防治。(2)野生生物資源的愛護和利用。(3)瀕危動物種群的挽救和復(fù)原。五、探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變更1．試驗原理(1)用液體培育基培育酵母菌，種群的增長受培育液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(2)在志向的無限環(huán)境中，酵母菌種群數(shù)量的增長呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群數(shù)量的增長呈“S”型曲線。2．試驗步驟推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．種群數(shù)量變更不僅受外部因素的影響，也受自身內(nèi)部因素的影響。 ()2．就食性而言，雜食性鳥類的數(shù)量波動小于其他食性的鳥類。 ()3．外來入侵物種進入一個新環(huán)境中必定表現(xiàn)為“J”型增長。 ()4．種群數(shù)量變更的全部內(nèi)容就是“J”型和“S”型增長。 ()提示：1.√2.√3．×外來物種進入新環(huán)境中，該種群也可能因不適應(yīng)新環(huán)境而被淘汰。4．×種群數(shù)量的變更包括增長、波動、下降，甚至消亡。種群增長數(shù)量曲線[問題探究]1．據(jù)圖回答種群數(shù)量變更的相關(guān)問題甲乙(1)嘗試分析曲線a、b之間的陰影部分表示的含義。提示：陰影部分表示由于環(huán)境阻力的存在，在生存斗爭中被淘汰的個體數(shù)目。(2)下列因素中能使圖乙中曲線c變?yōu)榍€d的有哪些？(填序號)。①過度放牧對某種牧草種群的影響②硬化地面、管理好糧食對鼠種群的影響③增加水中的溶氧量對魚種群的影響④大量引進外來物種對本地物種的影響⑤引進某種害蟲的天敵對害蟲種群的影響提示：①②④⑤。2．在“S”型曲線中，有一段時期近似于“J”型曲線，這一段是否等同于“J”型曲線？(1)推斷：__________(填“是”或“否”)。(2)理由：_____________________________________________________________________________________________________________。提示：(1)否(2)“J”型曲線是志向條件下的種群增長趨勢，“S”型曲線是在環(huán)境有限的條件下種群的增長趨勢3．從環(huán)境容納量的角度思索，對家鼠等有害動物的限制，應(yīng)實行什么措施？提示：降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物貯存在平安處，斷絕或削減它們的食物來源；室內(nèi)實行硬化地面等措施，削減它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵等。[歸納總結(jié)]“S”型增長曲線的解讀圖甲圖乙圖丙三圖對比分析解讀：(1)t1之前，種群數(shù)量小于K/2，由于資源和空間條件相對充裕，種群數(shù)量增長較快，當種群數(shù)量為K/2時，誕生率遠大于死亡率，種群增長速率達到最大值。(2)t1～t2，由于資源和空間有限，當種群密度增大時，種內(nèi)斗爭加劇，天敵數(shù)量增加，種群增長速率下降。(3)t2時，種群數(shù)量達到K值，此時誕生率等于死亡率，種群增長速率為0。1．下圖表示有限環(huán)境中某一種群的增長曲線。下列有關(guān)敘述正確的是()①K值是環(huán)境條件所允許達到的種群數(shù)量最大值②在K值時，種群的增長速率最大③假如不考慮遷入和遷出等其他因素，在K值時誕生率等于死亡率④假設(shè)該圖表示魚的種群數(shù)量變更趨勢，當種群達到K值時起先捕撈，可持續(xù)獲得最高產(chǎn)量A．①② B．①④C．①③ D．③④C[K值為環(huán)境容納量，其含義為特定環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量的最大值，①正確；K值時種群數(shù)量最大，此時種群增長速率為0，即不考慮遷入和遷出等其他因素時，誕生率等于死亡率，②錯誤、③正確；K/2值時，種群增長速率最大，在魚群數(shù)量超過K/2時捕撈，并使剩余數(shù)量維持在K/2的水平，才可獲得持續(xù)高產(chǎn)，④錯誤。](1)影響上題圖中K值大小變更的因素有哪些？(2)下圖為種群增長速率隨時間變更曲線，依據(jù)本題所述，可表示K值的點是a點還是b點？提示：(1)食物、活動范圍、氣候條件等。(2)b點。a點時種群增長速率最大，此時種群數(shù)量為K/2；b點時種群增長速率為0，此時種群數(shù)量達到最大，即K值。2．(2024·全國卷Ⅰ)假設(shè)某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈S型增長，該種群的增長率隨種群數(shù)量的變更趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，則應(yīng)在種群數(shù)量合適時起先捕獲，下列四個種群數(shù)量中合適的是()A．甲點對應(yīng)的種群數(shù)量B．乙點對應(yīng)的種群數(shù)量C．丙點對應(yīng)的種群數(shù)量D．丁點對應(yīng)的種群數(shù)量D[該種群數(shù)量變更曲線的縱坐標為種群增長率，橫坐標為種群數(shù)量，曲線最高點時種群增長率最大，對應(yīng)種群數(shù)量的K/2。為持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，應(yīng)在種群數(shù)量超過K/2時捕獲，剩余量保持在K/2，此時種群數(shù)量增長率最大，可使種群數(shù)量快速得以復(fù)原。]探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變更[問題探究]1．從試管中吸出培育液進行計數(shù)之前，需將試管輕輕振蕩幾次，試分析其緣由。提示：這是為了使培育液中的酵母菌勻稱分布，以保證估算的精確性。2．培育液的量是有限的，其中酵母菌種群數(shù)量的變更曲線，是不是標準的“S”型曲線？若不是，應(yīng)當是怎樣的？嘗試繪出其數(shù)量變更曲線。提示：不是。因為培育液中的養(yǎng)分物質(zhì)等是有限的，是不能循環(huán)的。當消耗殆盡時種群數(shù)量變?yōu)榱?。曲線如右圖所示：3．嘗試繪出試驗結(jié)果的記錄表。提示：起始1234567甲乙丙平均[歸納總結(jié)]試驗中的留意事項(1)每天取樣計數(shù)的時間要固定。(2)計數(shù)時先將蓋玻片放在計數(shù)室上，將培育液滴于蓋玻片邊緣，讓培育液自行滲入，多余培育液用濾紙(吸水紙)吸去。(3)血球計數(shù)板必需保持干燥，否則培育液將不能滲入計數(shù)室。(4)清洗血球計數(shù)板的正確方法是浸泡和沖洗，不能用試管刷或抹布擦洗。沖洗干凈后不能用紗布或吸水紙擦干，應(yīng)自然晾干或烘干或用吹風(fēng)機吹干。(5)用顯微鏡計數(shù)時，對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌(類似于“樣方法”)。1．溫度在15～35℃時，酵母菌種群數(shù)量增長較快。下表是同學(xué)們進行相關(guān)探究試驗得到的結(jié)果(單位：×106個/mL)：溫度(℃)第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0h24h48h72h96h120h144h168h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6以下分析錯誤的是()A．可以用血細胞計數(shù)板在顯微鏡下對酵母菌進行計數(shù)B．據(jù)表分析，酵母菌種群數(shù)量增長的最適溫度約為25℃C．不同溫度條件下酵母菌種群數(shù)量達到K值的時間不同D．每天取樣檢測一次即可，不須要固定取樣的時間D[每天取樣檢測一次即可，但須要固定取樣的時間，否則無法進行比較酵母菌在每天某一特定時間的數(shù)量變更。]2．如圖表示在一個10mL封閉培育體系中酵母細胞數(shù)量的動態(tài)變更。下列相關(guān)敘述正確的是()A．40～60h時，λ＜1[λ＝t時種群數(shù)量/(t－1)時種群數(shù)量]B．種內(nèi)斗爭導(dǎo)致0～10h酵母細胞數(shù)量增長緩慢C．調(diào)查酵母細胞種群密度時，應(yīng)用抽樣檢測法D．70h后，該體系中酵母細胞活菌數(shù)將始終維持穩(wěn)定C[40～50h時種群數(shù)量仍在增大，λ>1，50～60h種群數(shù)量穩(wěn)定，λ＝1，A錯誤；0～10h的初始階段增長緩慢是由于種群數(shù)量太少，B錯誤；由于養(yǎng)分物質(zhì)的消耗和有害代謝產(chǎn)物的積累，70h后，該體系中酵母細胞活菌數(shù)可能下降，D錯誤。][課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.在食物和空間條件充裕、氣候相宜、沒有敵害等志向條件下，種群數(shù)量呈“J”型增長，數(shù)學(xué)模型為Nt＝N0λt。2.正常狀況下，自然界的資源和空間是有限的，種群數(shù)量會呈“S”型增長。3.在環(huán)境條件不受破壞的狀況下，肯定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。4.“J”型曲線的增長率是不變的，“S”型曲線的增長速領(lǐng)先增大后減小。5.影響種群數(shù)量的因素許多，因此，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動中；在不利條件下，種群數(shù)量還會急劇下降甚至消亡。1．數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。調(diào)查某種一年生植物的種群時有下列情形，只有80%的種子能發(fā)育成成熟植株，每株植物平均產(chǎn)400粒種子，目前有a粒種子，則m年后種子數(shù)量為()A．0.8a·400m B．400C．a(chǎn)·320m D．320aC[由于每株植物每年產(chǎn)生400粒種子，只有80%發(fā)育成成熟植株，即320株，則m年后變?yōu)?20m，現(xiàn)有a粒種子，則m年后種子數(shù)量為a·3202.如圖為種群數(shù)量增長曲線，下列敘述正確的是()A．魚類種群數(shù)量的增長不受自身種群密度的制約B．氣候條件的變更不會影響種群的環(huán)境容納量C．防治蝗災(zāi)應(yīng)在害蟲數(shù)量達到c點時進行D．漁業(yè)捕撈后剩余量需限制在c點以保持最高的增長速率D[由于環(huán)境資源有限，種群密度越大，種內(nèi)斗爭會越猛烈，從而會影響種群數(shù)量的增長；種群的環(huán)境容納量受環(huán)境(包括氣候條件)的影響；c點時種群的增長速率最大，不利于防治蝗災(zāi)；c點時種群的增長速率最大，漁業(yè)捕撈后剩余量需限制在c點，有利于種群數(shù)量得到快速復(fù)原。]3．為了探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變更，某同學(xué)進行了如下操作，其中錯誤的是()A．將適量干酵母放入裝有肯定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在相宜條件下培育B．將培育液振蕩搖勻后，用吸管從錐形瓶中吸取肯定量的培育液C．在血球計數(shù)板中心滴一滴培育液，蓋上蓋玻片，并用濾紙吸去邊緣多余培育液D．將計數(shù)板放在載物臺中心，待酵母菌沉降到計數(shù)室底部，在顯微鏡下視察、計數(shù)C[在探究酵母菌種群數(shù)量變更的試驗時，將蓋玻片放在計數(shù)板上，用吸管吸取培育液，滴于蓋玻片邊緣，讓培育液自行滲入到計數(shù)板小方格內(nèi)。]4．向某自然牧場引入良種肉牛100頭，任其自然放養(yǎng)，自然繁殖。如圖表示種群數(shù)量增長速率隨時間變更的曲線，下列敘述正確的是()A．在t0～t2時間內(nèi)，種群數(shù)量呈“J”型增長B．若在t2時種群的數(shù)量為N，則在t1時種群的數(shù)量約為N/2C．捕殺肉牛的最佳時期為t1時D．在t1～t2時，該肉牛的種群數(shù)量呈下降趨勢B[在t0～t2時間內(nèi)，種群數(shù)量呈“S”型增長；t2時種群達到環(huán)境最大容納量，即K值，所以t1時種群的數(shù)量約為N/2；捕殺肉牛的最佳時期為t2；在t1～t2時，種群增長速率下降，但種群數(shù)量仍舊上升。]5．用肯定量的培育液在相宜條件下培育酵母菌，其數(shù)量隨時間變更狀況繪制如圖甲，a表示每3h換一次培育液的培育曲線，d表示不更換培育液的培育曲線。請回答下列問題：甲乙(1)曲線a表示種群呈“________”型增長。理論上講，呈現(xiàn)這種增長模型的條件是______、______、______等。(2)曲線d表示的增長為“________”型增長。屬于這種增長模型的種群隨種群密度(個體數(shù)量)的增加，種群的增長速率的變更是________________。當種群個體數(shù)量達到最大值的一半時，種群的增長速率達到________。(3)在實際狀況下，塔斯馬尼亞綿羊種群增長狀況如圖乙所示，說明