1、第2节 种群数量的变化 建构种群增长模型的方法 1 数学模型的概念：用来描述一个系统或它的性质的 _形式。 数学 2建构步骤：提出问题提出_用适当 的数学形式表达(建立模型)检验或修正。 合理的假设 3表现形式： (1)数学方程式：优点是准确。 (2)曲线图：优点是能_地反映出种群数量的增 长趋势。 直观 探究与学习 建立数学模型一般包括以下步骤：根据实 验数据，用适当的数学形式进行表达；观察研究对象，提出 问题；对模型进行检验或修正；提出合理的假设。下列排 ) B D 列顺序正确的是( A C 答案B 种群数量的增长曲线 1种群增长的“J”型曲线： 种群数量 (1)含义：在理想条件下的种群，
2、以_为横坐标， _为纵坐标画出的曲线，大致呈“J”型 。 (2)形成条件： 空间 _和_条件充裕。 气候适宜。 敌害 没有_。 (3)增长特点： 一定 种群的数量每年以_的倍数增长。 模型表达式：t 年后种群数量为 NtN0t。 曲线呈“J”型。 时间 食物 2种群增长的“S”型曲线： (1)含义：种群经过一定时间的_后，数量趋于 增长 稳定 _的增长曲线。 (2)形成条件：种群密度增大 _斗 争加剧，天敌增加该种群的出生率_，死亡率_ 出生率与死亡率_，增长停止。 种内 降低 增高 相等 (3)增长特点： 稳定 种群经过一定时间的增长后，数量趋于_。 曲线呈“S”型。 有最大值(K 值)。
3、破坏 最大 (4)K 值：即环境容纳量，指在环境条件不受_的情况 下，一定空间中所能维持的种群_数量。 探究与学习 “J”型曲线与“S”型曲线在相同时间内种群增 长的差距是什么原因造成的？ 提示：主要在于环境阻力的差异。 种群数量的波动和下降 1影响因素： 气候 传染病 (1)自然因素_、食物、_、天敌等。 (2)人为因素对野生动物的乱捕滥猎、人工控制种群数 量的不断增加等。 2种群的数量变化： 波动 (1)外界条件稳定：种群数量处在_中。 (2)外界条件不利：种群数量急剧下降甚至消亡。 探究与学习 在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群 ) 绵羊，8 年后发展到 500 只左右，这个羊群数量
4、会( A维持在一个水平上 B不断下降 C缓慢上升 D迅速上升 答案A 曲线名称 “J”型曲线 “S”型曲线 种群数量 曲线图 种群增长 率曲线图 前提条件 环境资源无限 (理想条件) 环境条件有限 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线 1“J”型曲线和“S”型曲线的比较： (续表) 曲线名称 “J”型曲线 “S”型曲线 特点 连续增长 增长率不变：公式 Nt N0t中，“t”为时间，是自 变量，为该种群数量是一 年前种群数量的倍数，所 以增长率为一个常数 增长到一定数量时就保持 相对稳定 增长率先增大，后减小 数量达到稳定状态时，增 长率为0 有无K值 无 K 值(持续增长) 有 K 值 曲线
5、形 成原因 缺少天敌 空间条件充裕 气候适宜等 食物和空间条件有限 种内斗争加剧 捕食者数量增多等 K 2 值处增长率最大 2.两种增长方式的差异，主要在于环境阻力的作用。 (1)“J”型增长曲线 “S”型增长曲线。 (2)环境阻力：指在种群生长的环境中存在着限制因素，种 群数量越接近 K 值，环境阻力越大(如图 4-2-1 所示)。 图 4-2-1 (3)图中的阴影部分是表示在生存斗争中被淘汰的个体数； 当种群数量K 值时，出生率死亡率。 种群数量变化曲线的判断 资源和环境无限，种群可连续增长“J”型曲线。 资源和环境有限，种群不能无限增长“S”型曲线。 种群的数量处于动态平衡略有波动的“S
6、”型曲线。 【例 1】 在下列选项中，不能表示种群数量变化的曲线是 ( ) 名师点拨：种群数量变化包括增长、波动、稳定和下降等。 在生态系统达到成熟阶段，由于各种生物之间存在相互制约的 关系，则种群的数量将处于动态平衡中，如 D 项。 答案：C 【变式训练 1】在营养、资源较好的培养基上接种少量细 菌，每隔一段时间测量细菌的个体数量，绘制成曲线，如图4-2-2 所示。下列各图中能正确表示细菌数量增长率随时间变化趋势 的曲线是( ) 图 4-2-2 A C B D 解析题中所示的曲线是“J”型增长曲线，呈该曲线增长的 种群以一定的倍数增长，增长率不变。 答案A 种群数量的波动和下降 1影响种群数
7、量变动的因素： (1)生物因素： 种内关系：种群通过种内斗争调节种群密度。种群密度 增大时，种内斗争加剧，死亡率和迁出率增加时种群数量减少； 反之，种群数量增加。 种间关系：种群数量变动还受一系列种间关系变化的影 响，如天敌数量的增加使种群数量减少。 (2)非生物因素：阳光、温度、水分等，如气候可以通过影 响种群的出生率、死亡率而间接影响种群数量。 (3)人为因素：人类活动对自然界中种群数量变化的影响越 来越大。一方面通过养殖业和种植业使某些种群数量不断增加； 另一方面由于砍伐森林、围湖造田、过度放牧、环境污染等因 素，使得许多野生动植物种群数量锐减，甚至灭绝。 2研究种群数量变化在实际生产中
8、的指导意义： (1)对野生动植物资源的合理开发和利用有重要意义。当种 群数量大于 K/2 值时，可以捕猎或捕捞，使剩余量维持在 K/2 值左右，这样既可保证种群增长速率最快，可提供的资源数量 最多，又不影响资源再生。 (2)有害动物的防治。 (3)野生生物资源的保护和利用。 (4)濒危动物种群的拯救和恢复。 种群数量的变化与 K 值的关系 种群数量K 值时：种群增长停止，增长率为 0。 种群数量K/2 值时：种群增长最快。 种群数量K/2 值时：种群增长逐渐减少。 【例 2】 (2013 年广东清远期末)为了保护鱼类资源不受破 坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”型曲线， 应使被
9、捕鱼群的种群数量保持在( AK 水平 CK/4 水平 ) BK/2 水平 DK/8 水平 名师点拨：种群增长的“S”型曲线中，种群数量为 K/2 水平 时种群增长率最大。种群数量最大，即环境条件所允许的种群 数量最大值为 K。 答案：B 【变式训练 2】在灭鼠时，如果我们杀死老鼠总量的一半， 再过一段时间后，你会发现( ) A很快恢复到原来的数量 B会继续下降 C保持数量不变 D先增加，然后减小 解析种群数量为 K/2(种群数量最大值的一半)时，种群增 长率最大，所以灭鼠时应降低 K 值。 答案A 探究“培养液中酵母菌种群数量的变化” 【体验过程】 1实验原理：(1)酵母菌属兼性厌氧型微生物，
10、有氧时产 生二氧化碳和水，无氧时产生_和酒精。 二氧化碳 (2)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成 分、空间、pH、温度等因素的影响。 “S”型曲线 (3)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线； 在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈_。 2实验过程：(1)将 10 mL 无菌马铃薯培养液或肉汤培养 液加入试管中。 (2)将适量酵母菌接种入试管培养液中混合均匀。 (3)将试管在 28 条件下连续培养 7 天。 (4)每天取样计数酵母菌数量，并记录。 3实验结果：根据实验数据可得如图 4-2-3 所示的增长曲线。 图 4-2-3 【提炼方法】 1显微镜计数时，对于压在小方格
11、界线上的酵母菌，应只 计数相邻两边及其顶角的酵母菌。 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每天计数酵母菌数量的时间要固定。 4由于酵母菌是单细胞微生物，因此计数必须在显微镜下 进行。 5本探究不需要设对照实验，需分组重复实验获得平均值。 6影响酵母菌种群数量的因素：养料、温度、pH 及有害 代谢废物等。 【典例】在环境良好、营养充足的培养基上接种少量酵母 菌，每隔一段时间测量酵母菌的个体数量，绘制成曲线，如图 4-2-4 所示，下列图中能正确表示酵母菌种群增长率随时间变化 的趋势曲线是( ) 图 4-2-4 解答提示：图 4-
12、2-4 为“S”型曲线，当环境良好、营养充足 时，酵母菌数量不断增长，增长率上升；由于营养、空间有限， 酵母菌数量不能无限增长；当酵母菌数量达到最大值(K 值)时， 酵母菌数量不再增长，增长率为 0。 答案：D 1数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 调查发现某种一年生植物(当年播种、当年开花结果)的种群中 存在下列情形：因某种原因导致该植物中大约只有 80%的种 子能够发育成成熟植株；该植物平均每株可产生 400 粒种子； 该植物为自花传粉植物。目前种子数量为 a，则 m 年后该植 ) 物的种子数量 N 可以表示为( A400 a 0.8m Ca 320m B0.8 a 400m
13、 D320am 解析据题意可知：该种群一年后种子的数量为 a80% 400，则两年后种子的数量为 a80%40080%400a (80%400)2，三年后种子的数量为a80%40080%400 80%400a(80%400)3，以此类推，m 年后种子的数量为 a(80%400)ma320m。 答案C 2下列关于种群的“J”型增长，叙述错误的是( ) A数学模型可表示为：t 年后种群数量为 NtN0t(第二年 的数量为第一年的倍) B条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等 C出生率大于死亡率 DK 值是固定的 解析种群的“S”型增长过程中，一定空间所能维持的种群 最大数量是K 值，而“J”型
14、增长是在理想条件下发生的，因此没 有K 值。 答案D 3图 4-2-5 是某一种动物物种迁入一个适宜环境后的增长 曲线图，下列说法不正确的是( ) 图 4-2-5 A图中的增长曲线呈“S”型，d 点对应的是 K 值 B图中表示种群增长速率最快的点是 c C图中种群数量的增长在迁入第 2 年后明显加快 D图中第 8 年后，种群数量趋于稳定 解析某动物迁入一个新的环境，开始需要适应一段时间， 然后种群数量会迅速增加，a 点的增长率开始增加，b 点种群的 增长率最大，超过 b 点种群的增长率开始下降，到 c 点种群的 增长率明显变小，d 点种群的增长率趋向于0，种群数量达到 K 值，种群的数量变化是
15、一个动态的过程，d 点之后种群的数量 将在一定范围内发生动态变化。 答案B 4有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验， 正确的叙述是( ) A改变培养液的 pH 值不影响 K 值(环境容纳量)大小 B用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化 C取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数 D营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素 解析养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量 持续增长的限制因素。 答案D 5(双选)海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具 进行捕捞，有利于资源的可持续利用。下列正确的解释是( ) A更多细小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会 B减少捕捞强度，使种
16、群数量维持在 K 值 C维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复 D改变性别比例，提高种群出生率 解析合理使用较大的网眼、网具进行捕捞，是为了使细 小个体得以逃脱，使种群处于增长型；减少捕捞强度是为了使 种群维持在 K/2 值，使其增长率最大；控制网具的网眼尺寸是 不能控制被捕捞鱼中的性别比例的。 答案AC 6图 4-2-6 所示为某种群在不同生态系统中的增长曲线模 式图，请据图回答相关问题。 图 4-2-6 (1)如果种群生活在一个理想的环境中，种群数量是按 a 曲 线增长，但实际上，在自然环境中_和_ 都是有限的。种群达到一定数量后势必加剧_， 使种群数量增长受到影响，不能按 a 曲线方式增长。 (2)在一定环境中，除上述影响外，种群数量还受其他环境 因素的限制。如无机环境方面主要是_的 影响。种群数量增长按 b 曲线方式增长，最多达到 K 点为止， 此时种群增长率为_。 (3)此外，还有直接影响种群兴衰的两对变量，为该种群的 _和_、_和_。年龄组成是通过 影响_而间接对种群动态变化起作用。 空间 种内斗争 答案(1)生活资源(食物) (2)阳光、温度、水分 0 (3)出生率 死亡率 迁入率 迁出率 出生率和死亡率
