《高考生物一轮复习 4.56种群数量的变化课件 新人教版修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习 4.56种群数量的变化课件 新人教版修3（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五十六课时种群数量的变化,考点一种群数量变化的数学模型,【基础知识整合】,1.种群增长的“J”型曲线 (1)条件： ， 、 等理想条件下。 (2)特点：种群数量 。 (3)数学模型： 。,食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害,每年以一定的倍数增长,NtN0t,2种群增长的“S”型曲线 (1)原因：自然环境条件是 ，如资源、空间、天敌等的制约。 (2)特点：种群达到环境条件所能允许的 最 大 值 (即K值)后有时停止增长，有时在K值上下波动。 3种群数量的变化包括： 、 、 ，甚至消亡。“J”型曲线和“S”型曲线只研究了种群数量增长的规律。,环境容纳量,增长,波动,下降,有限的,4影响种群数
2、量变化的因素 (1)起始种群个体数量。 (2)导致种群数量增加的因素： 和 。 (3)导致种群数量减少的因素： 和 。 (4)自然因素(如气候、食物、天敌、传染病等)和人为因素 对自然界种群数量的变化影响越来越大，有时甚至成为决定性的因素。,出生率,迁入率,死亡率,迁出率,人类活动,【知识拓展】,1“J”型曲线和“S”型曲线的比较,2.种群数量变化学习中的几个误区分析 种群数量的变化规律在生物群落的演替、种群变化的预测以及农业生产中存在着广泛的应用，是生物高考的一个重要考点。而对于种群增长率、增长速率时常混淆不清，学习过程中存在一些明显的误区，现综合分析如下： 误区一把种群“J”型增长公式中的
3、“”当成种群增长率 误区分析：由种群“J”型增长曲线中种群数量变化公式：NtN0tNt1推导出Nt/Nt1，由于“”在“J”型曲线中是一定值，进而认为“”就是种群增长率。错因在于对“增长率”理解不够。,正确理解：所谓增长率是指在一段时间内，结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例。也可理解为：增长率出生率死亡率。公式可表示为： 种群增长率(NtNt1)/ Nt1Nt/ Nt111 公式变形可得，“1种群增长率”，由于“J”型增长曲线中种群增长率不变，故不变。显然，为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。当1时，种群密度增大；1时，保持稳定；1时，种群密度减小。,误
4、区二把种群增长率等同于种群增长速率 误区分析：种群的增长率和增长速率都是一段时间内种群数量改变造成的，前者是一段时间内种群数量增加的部分占初始数的比例，后者则是种群数量在单位时间内的改变数。由于考生只关注造成两率的改变部分(即种群数量增加值)，忽视参考依据的不同(前者为初始时间种群数量，后者为造成种群数量发生变化的时间)而导致错误。 正确理解：种群增长速度，即种群增长速率，是种群数量在单位时间内的增加值，若用V表示增长速度，t为统计种群数量变化的时间，NtNt1为t时间内种群数量增加值，公式可表示为：V(NtNt1)/t,种群增长速度不反映种群的起始数量，只与造成种群数量增加的时间和种群数量增
5、加值的大小有关。根据种群增长率的公式可知：种群增长率与种群的起始数量呈反相关，与增加值呈正相关。即种群数量增加值不变时，种群起始数量越大种群增长率越小，反之，种群增长率越大；若统计时间相同，对一个种群而言，种群增长率与增长速度呈正相关，与初始数量的大小呈反相关，若增长速度不变，种群初始数量越大增长率越小，反之，种群增长率越小。由于种群初始数量的大小不同，增长速度快的增长率不一定大，增长速度小的增长率也不一定小，即不能把种群增长率与种群增长速率等同起来。,误区三把过种群增长曲线一点切线的斜率视作增长率 误区分析：由于讲“J”型曲线时，又特别强调了种群数量的增长率，由于缺乏对曲线的细致分析，导致误
6、区形成。,正确理解：如图1所示，过A点作A点的切线AB，并过A、B两点分别向X轴和Y轴作垂线，由图可知，BC为种群数量增加值，AC为种群数量增加所用时间，因此过A点切线的斜率(BC/AC)应该是种群在该时间段内的增长速度，而不是种群增长率，该时间段内种群的增长率应该是BC/OD。,误区四认为种群“S”型增长曲线中的K/2时的增长率是种群的最大增长率 误区分析：如图2所示，曲线中K/2点的斜率是最大的，因将该点切线的斜率当成增长率而出错。,正确理解：K/2时，不是增长率最大，而是增长速度最快。,误区五把增长率或增长速度最大视作种群数量最大值 正确理解：种群增长率或增长速度最大时，种群数量增加较快
7、，并没有达到种群数量的最大值。实际上，当种群数量达到最大值时，种群增长率或增长速率变为0。 综上所述，总结如下： 在“J”型增长曲线中，每年的增长率不变(如图A)；由于“J”型增长曲线的斜率是在不断变化的，逐渐增大，直至无穷，所以其增长速率也就不断增大(如图B)。在“S”型增长曲线中，每年的增长率由最初的最大值，在环境阻力(空间压力、食物不足等)的作用下，导致出生率下降、死亡率上升，种群数量到达最大值(K值)时，出生率和死亡率相等，,因此，其增长率不断下降至0，故在“K”时，其增长率为0(如图C)；而增长速率会有先升后降的变化过程，呈现钟罩形变化曲线，即在“S”型曲线中，开始时斜率为0，斜率逐
8、渐增大，增长速率也就越大，且斜率在 1/2K时最大，即在“ 1/2K”时增长速率最大，过后，随着环境阻力的进一步增大，增长速率开始下降，在K值时降至为0，故在“K”时，其增长速率为0(如 图D)。,3逻辑斯谛曲线(“S”型曲线)常划分为5个时期：开始期(潜伏期)，种群个体数很少，密度增长缓慢；加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；转折期，K/2时，密度增长最快；减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；饱和期，种群个体数达到K值而饱和。如下图：,4关于K值和K/2值的应用：(1)K值：在害虫的防治和珍稀动植物保护方面要考虑K值。对于害虫，要增大环境阻力，如使用药物或捕捉器具、增加天敌、
9、施放性引诱剂等，最终达到降低其K值的目的；对于珍稀动植物，要减小环境阻力，如扩大生存的空间、增加食物或营养、减少天敌，最终达到增大其K值的目的。(2)K/2值：在“S”型曲线的种群数量达到环境容纳量的一半K/2时，种群增长速度最大，资源再生能力最强。若超过K/2，增长速率下降，但个体数仍然增多。因此，在野生动植物资源的合理开发和利用方面，如渔业捕捞量、毛皮兽产量的确定，应在种群数量大于K/2时才可确定，并且应使种群数量保持在K/2。这样做既可获得较大捕获量或毛皮兽产量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。,特别提醒 (1)自然条件下，种群数量变化都是“S”型，包括外来物种入侵，除非题目中
10、明确告知以下信息才可考虑“J”型变化：理想条件下；实验室条件下；食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足，只要有一个未满足都被认为是有限条件，就会变成“S”型增长；外来物种入侵早期阶段；无环境阻力状况。 (2)“J”型、“S”型曲线横坐标代表时间，纵坐标代表个体数量。不能认为“S”型曲线的开始部分就是“J”型曲线。 (3)Nt N0t，代表增长倍数，不是增长率，增长率1。1时，种群密度增大；1时，保持稳定；1时，种群密度减小。,5种群数量的波动、稳定与下降：自然界中，一个种群的数量变化并不是只增不减，也未必完全符合上述数学模型，其数量变化有一些基本特性，如周期性变化、不规则波动
11、、种群的暴发等。事实上，自然界中多数生物种群都已达到稳定期，总体上看，许多种群的种群数量一般不再增长，而是波动或变动。,如：褐色雏蝗是每年只有一个世代的一年生昆虫，从卵经若虫到成虫，其季节消长曲线呈现单峰型，高峰在卵期，低谷在成虫期。至于年间变动，虽然卵和若虫数变化比较大，成虫数却相当稳定，属于数量稳定的类型(如下图)。,又如：旅鼠过多时，大量吃草，草原植被遭到破坏，结果食物缺乏(加上其他因素，如生殖力降低，容易暴露给天敌等)，种群数量因而减少。但数量减少后，植被又逐渐恢复，旅鼠的数量也随着恢复过来(如下图)。,【例1】某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如右
12、图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁,入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是( ) A若a点时环境因素发生变化，但食物量不变，则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长 B若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅超过b点 C天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与bc段相似 D年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与cd段相似,A,【典例精析】,【考查类型】本题考查生态系统中影响种群数量波动的因素。 【解析】从图中个体数量随着季节的变化在K值附近波动可以看出，该生态系统是一个相对稳定的生态系统，具有一定的自我调节能力，当外界环境改变、出生率和死亡率的变化、
13、天敌的捕食、年龄结构的变动，种群个体数量还是在K值附近波动，所以a点时环境因素发生变化时，个体数量变化还是符合逻辑斯谛增长，A项错误；B项中没有提到死亡率，因此B项是正确的；C、D项中，天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降、年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动都是正确的。 【方法归纳】充分理解种群数量变动的实质，打牢基础，才能正确判断和解题。,【例2】(2011江苏)在野外试验站，研究棉蚜发生期开放和封闭条件下，不同初始密度(1和20头/叶)的棉蚜种群密度变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如下图所示。有关叙述正确的是(多选)( ),AB,A初始密度相同的种群开放条件下先于封闭
14、条件下衰退，可能与迁出有关 B初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能与迁入有关 C开放和封闭条件下种群数量均在达到K值时开始衰退 D开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱,【考查类型】本题考查种群的数量变化，同时考查考生从图中获取信息的能力和分析判断能力。 【解析】开放条件下的种群，其种群密度受迁入和迁出的影响较大，A、B正确；在初始密度为1头/叶的开放条件下，在第20天时就达到了K值，到第25天时才开始衰退，C错误；种群密度为20头/叶的开放种群，在第20天时开始衰退，在第25天时衰退更加剧烈，这时的种内斗争最激烈，D错误。,考点二探究“培养液中酵母菌种群数量的
15、变化”,【知识拓展】,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实验原理 (1)酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水，无氧时产生二氧化碳和酒精。 (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。 (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“S”型曲线。,4实验步骤 (1)将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试
16、管中； (2)将酵母菌接种到试管中的培养液中混合均匀； (3)将试管在28条件下连续培养7 d； (4)每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测方法：将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板上方格内，显微观察计数一个方格内的菌种数，已知小方格的培养液厚度为0.1 mm，计算出培养液体积，换算出10 mL培养液中酵母菌的总数； (5)分析结果、得出结论：将所得数值用曲线表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量的变化规律。,5注意事项 (1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，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)结果的记录最好用记录表。表格如下：,(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 (5)培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造，应真实记录。 6探究“培养液中酵母菌种群数量
