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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数学模型的概念用来描述一个系统或它的性质的_形式。2建构步骤：提出问题提出_用适当数学形式表达(建立模型)检验或修正。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。数学 合理的假设 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)排列顺序正确的是(ACBDB增长 稳定 种内 降低 增高 相等 稳定 破坏 最大 【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
2、？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(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(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。气候 传染病波动【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，这个羊群数量会()AA维持在一个水平上C缓慢上升B不断下降D迅速上升曲线名称“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
3、”型曲线的比较特点有无 K 值无 K 值(持续增长)有 K 值曲线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续表2.两种增长方式的差异，主要在于环境阻力的作用(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 421 所示)。图 421(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”型曲线。【例1】在下列选项中，不能表示种
4、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 422 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()A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。422种群数量的波动和下降1影响种群数量变动的因素(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
5、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，
6、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】池塘养鱼，若要稳定和长期地保持较高的鱼产量，应采取的最佳措施是()A大量地投入鱼的饲料B大量地增加鱼苗的投入量C及时、适量地捕捞出成鱼D大量地增加池塘的水量【名师点拨】饵料的投放要根据需要投放；大量增加鱼苗的投入量会加大斗争；当种群数量超过 K/2 时增长率就降低，这时应适量地捕捞成
7、鱼。【答案】C【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()AA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。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，有氧时产生二氧化碳和水，无氧时产生 _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_。二氧化碳 “S”型曲线
8、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 423 所示的增长曲线。图 423【提炼方法】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
9、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 424 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 424【解答提示】图 424 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】D1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
10、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 a0.8mB0.8 a 400mCa320m 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%40080%400a(80%400)3，以此类推，m 年后种子的数量为a(80%400)ma320m。答案：C2下列关于种群的“J”型增长叙述错误的是()DA数学模型可表示为：t
11、年后种群数量为 NtN0 t(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”型增长是在理想条件下发生的，因此没有 K 值。3图 425 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()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 cC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，种群数量趋于稳定图 425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
12、 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：B4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：D5(双选)海洋渔业
13、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ACB减少捕捞强度，使种群数量维持在 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。6图 426 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 426(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。生活资源(食物) 空间 种内斗争(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是该种群的_和_、_和_。年龄组成是通过影响_而间接对种群动态变化起作用。阳光、温度、水分 零出生率 死亡率 迁入率 迁出率 出生率和死亡率
