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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：是用来描述一个系统或它的性质的 。2建构步骤：提出问题作出合理假设用 表达 。3表达形式 (1)数学方程式：优点是 。 (2)曲线图：优点是 。,数学形式,数学形式,检验或修正,科学、准确,直观,思维激活1 种群增长速率与种群数量间存在怎样的关系？提示 增长速率与种群数量不是一个概念，只要增长速率为正值，种群数量就在增加；增长速率为零，种群数量恒定不变；增长速率为负值时，种群数量应下降。,1研究实例(见下表),数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的
2、有效途径之一。特别提醒 (1)相对于曲线模型，数学模型更准确，但缺乏直观性。(2)构建数学模型需建立在统计学基础之上，必须经过大量数据统计与分析方可得出数学模型，而且对所得出的数学模型，应予以检验与修正。,2. 意义,【巩固1】 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(m个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，T h后，该种群的个体种数是 ()。Am2T Bm220 C2 Dm23T解析在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，种群呈指数增长。由于该细菌每20 min繁殖一代，则T h后，繁殖3T代，故T h后，该种群的个体总数为NtN0tm
3、23T。答案D,种群数量的变化,(1)模型假设条件： 和 条件充裕、气候适宜、没有敌害等。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年后种群数量表达式为 。,1种群增长的“J”型曲线,食物,空间,一定的倍数,NtN0t,2种群增长的“S”型曲线 (1)形成原因,种群密度增长达到平衡，数量趋于稳定，呈“S”型增长。(2)环境容纳量是指在 的情况下，一定空间中所能维持的种群 数量，又称“K”值。同一种群的K值不是 ，会随着环境条件的改变而变化。,环境条件不受破坏,最大,固定不变的,有限,加剧,天敌增加,降低,3种群数量的波动和下降,(2)数量变化大多数种群的数量总
4、是在 中，在不利的条件下，种群数量还会急剧 甚至消亡。(3)研究意义 有害动物；保护和利用 ；拯救和恢复 。,波动,下降,防治,野生生物资源,濒危动物种群,气候,天敌,人类活动,思维激活2 哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？同种生物的K值是固定不变的吗？提示 食物、栖所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。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。当种群偏离平均值的时候会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。当环境遭受破坏时，K值会下降；当生物生存的环境改善时，K值会上升。,1两种曲线模型比较,(1)对于濒危动植物而言，
5、由于环境污染、人类破坏等，导致此种生物的K值变小，通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量，是保护这些生物的根本措施。,2.农业生产中的应用,(3)在农林害虫的防治方面，降低农林害虫的环境容纳量是防治的根本，杀虫效果最好的时期则在潜伏期。特别提醒 最大捕获量最大日捕获量,【巩固2】 (2011西安质检)如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是 ()。,A图甲为“J”型增长，每年增加的个体数量始终不变B图乙为“S”型增长，G点时增长速率达到最大值C防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行D渔业捕捞后剩余量应该在E点左右解析图甲曲线的斜率代表种群的增长
6、速率(即单位时间内种群个体的增加数目)，由题图曲线特征可以看出，在不同的时间点，曲线的斜率不同，即种群的增长速率不同，故A错误。图乙中G点时种群的数目不再变化，增长速率为0，故B错误。,防治蝗灾应该在D点附近，超过D点，蝗虫增长速率加快，灭虫效果差，故C错误。渔业捕捞应该在超过时进行，且每次捕捞后的剩余量应保持在E点左右，此时种群的增长速率最快，故D正确。 答案D,建构种群增长模型的方法,【例1】 下图表示在良好的生长环境下，小球藻分裂繁殖中的个体数量、鸡产蛋数量(每天一个)和竹子自然生长的高度，这三种现象与时间的关系依次是 ()。,A乙、甲、丁 B甲、丙、丁C丙、甲、乙 D丁、乙、丙思维导图
7、：,深度剖析小球藻分裂繁殖，速度快，生长环境良好，说明资源充足，所以呈“J”型曲线增长；鸡每天产一个蛋，所以随时间(天数)的增加，蛋数增长如图甲；竹子自然生长的高度，受到遗传因素(基因)的控制，所以长高到一定程度不再长高，因而呈“S”型曲线增长。答案C,思维深化在“研究细菌的种群数量变化”时，提出的数学模型是：Nn2n(N代表细菌数量，n代表细菌繁殖代数)，则建立该数学模型的合理假设应为：在资源和空间无限多的环境中，细菌种群数量增长不受种群密度的制约。,种群数量的变动,【例2】 (2011江苏单科，25)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
8、变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如下图。有关叙述正确的是(多选) ()。,A初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退，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思维导图：,深度剖析相同面积叶片放置相同数量的棉蚜，分别置于开放和封闭条件下，开放条件下的叶片会由于外来个体的迁入而先达到密度峰值，故B正确；随着棉蚜数量的增加，种内斗争加剧，开放条件下的叶片上的棉蚜在没有达到K值时便会有部分个体迁出，使种群密度先于封闭条件而降低，故A正确、C错
9、误；种群衰退时，种群内个体之间的斗争加剧，故D错误。答案AB,探究培养液中酵母种群数量的变化,技法必备1实验原理(1)可用液体培养基(培养液)培养酵母菌，培养基中种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。(3)可采用抽样检测的方法，进行显微镜计数。2实验目的初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。,3材料用具探究所需要的菌种和无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板(2 mm2 mm方格)、滴管、显微镜等。,4方法步骤试管中加入10 mL无菌马铃薯培养液
10、或肉汤培养液接种酵母菌到试管中并混合均匀把试管在28 条件下连续培养7 d,每天抽样检测计数酵母菌数量：将盖玻片放在计数室上，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小方格内；显微镜观察计数一个小方格内的酵母菌数，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培养液中酵母菌总数。,将所得数值用曲线图表示，分析酵母菌数量变化规律,(1)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。(2)结果的记录最好用记录表(如下表)。(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。,能力展示(2011江苏)如图为不同培养阶段酵
11、母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：,(1)曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是_；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为_。(2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外，还有_、_。(3)在T1T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_、_。(4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量，原因可能有_、_和用血球计数板计数时出现错误等。,解析本题主要考查“探究培养液中酵母菌数量动态变化”实验的相关知识，重点考查酵母菌呼吸的方式、场所和影响酵母菌细胞代谢的相关因素，意在考查考生对酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲
12、线的分析能力。(1)图中曲线AB段无乙醇产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，其场所是细胞质基质和线粒体；BC段有乙醇产生，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。(2)从C点开始，由于葡萄糖被大量消耗，乙醇含量升高，二氧化碳增加导致培养液的pH下降，致使酵母菌种群数量开始下降。,(3)在T1T2时段，一方面酵母菌种群数量增加，另一方面酵母菌细胞无氧呼吸强度迅速增加，致使单位时间内酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加。(4)图中酵母菌种群数量是在不同时段、多次取样的平均值，若在T3时取样统计其种群数量高于D点对应的数量，可能的原因是取样时培养液未充分摇匀，从底部取样；或是没有染色，将已死亡的酵母菌菌体也计算
13、在内等。答案(1)细胞质基质和线粒体有氧呼吸和无氧呼吸(2)乙醇含量过高培养液的pH下降(3)酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少酵母菌种群数量增多(4)取样时培养液未摇匀，从底部取样未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体,1(2011安徽“江南十校”联考)下列有关种群的说法不正确的是 ()。A稻田中秧苗的均匀分布有利于产量提升B通常自然界中的种群增长曲线呈“S”型，达到K值时种群数量往往表现出明显的上下波动，因此K值总是固定不变的C池塘养鱼过程中为保持鲫鱼种群的增长需持续投放饲料等D预测一个国家或地区人口数量未来动态的信息主要来自现有居住人口的年龄组成,解析秧苗的均匀分布有利于提高叶片的光照面积，使光合作用强度增强，进而使有机物积累量增多，产量提高，A正确；一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)，环境是变化的，K值也会随之变化，B错误；年龄组成能推测出种群的出生率和死亡率之间的关系，进而预测种群密度的发展趋势，D正确。答案B,
