第二节种群数量的变化1.docx

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第二节种群数量的变化1

第二节种群数量的变化

模块一：

构建种群增长模型的方法

（一）提出问题（根据问题，阅读教材并对其中的关键词和句作出标记）：

1、先回答“问题探讨”中的三个问题

1）.细菌的生殖方式是怎样的？

2）.72h后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？

3）.n代细菌数量是多少？

4）.对细菌种群数量增长而言，在什么情况下2n公式成立

2、什么叫数学模型？

复习物理模型？

复习概念模型？

3、以“问题探讨”为例，举例说明建立数学模型共分几个个步骤？

每个步骤的内容是什么？

4、如何理解“观察研究对象，提出问题”，你提出的问题是什么？

5、说出你的假设？

6、你是如何用数学形式描述事物性质？

请算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写教材中的表格，然后画出细菌的种群数量增长曲线

7、数学模型有几种形式？

各自有何优缺点？

8、上述模型成立的条件是什么？

（二）记忆巩固

1．数学模型：

是用来描述一个系统或它的的形式。

2．研究方法或步骤：

1）提出问题：

__________________________________

2）提出__________的假设:

____________________________________________

3）根据实验数据，用对事物的性质进行表达：

_____________________________________________________________________

4）检验或修正：

_______________________________________________

例：

在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一次。

（1）用数学方程式表示：

n代以后细菌的数量N_______________

（2）请将该细菌产生的后代在不同时期的数量填入下表,并画出细菌的种群增长曲线：

时间（min）

20

40

60

80

100

120

140

160

180

细菌数量

数学方程式的优点：

科学、准确；但不够__________。

曲线图的优点：

能更地反映出种群数量的增长趋势，但不够__________。

（三）理解掌握

1．种群数量数学模型建立的一般步骤是A

A．观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式

B．观察并提出问题→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→提出合理假设→实验或观察检验或修正数学形式

C．观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质

D．提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式

2．有人把水葫芦引入了一个热带国家，现已阻塞了航道，成了在河流和湖泊中行船的主要障碍。

一株水葫芦可以在50天产生1000个后代，其原因可能是（D）

A.没有天敌B．气候适宜

C．生殖率高和占据的是空生态位D．以上答案全正确

3．下列有关种群数量变化的叙述中，正确的是B

A．增长型种群的种群数量在近期内一定能不断增加

B．在环境条件没有剧烈变化时，种群数量增长趋势总呈现S型

C．农业生产中利用性引诱剂可以直接明显降低种群数量

D．种群数量与该种群个体大小有关，而与种群所处的环境条件无关

模块二：

自然界中种群数量的变化

（一）提出问题（根据问题，阅读教材并对其中的关键词和句作出标记）：

1、澳大利亚的野兔数量变化曲线特点是什么？

1）.野兔种群增长的原因有哪些？

2）.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律？

3）.如果用N0表示野兔种群的起始数量，用λ表示野兔种群数量每年的增长倍数，用Nt表示t年后野兔种群的数量，那么，Nt为多少？

4）.根据上述素材，估算1869年时，野兔种群数量为多少？

（说明计算方法）

5）.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。

2、美国环颈雉数量的增长曲线特点是什么？

3、上述实例可得出什么样的结论？

4、“J”型增长的模型假设是什么？

5、模型Nt=No入t中四个参数的生物含义是什么？

6、“S”型曲线出现的原因是什么？

思考：

在自然界中有哪些因素制约着种群数量的增长？

7、何谓高斯实验？

结果如何？

得出什么结论？

1）.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后，呈“S”型曲线的原因是什么？

2）.在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空间的限制，还是资源（食物）的限制，该如何进行实验设计？

8、何谓K值？

K值可变吗？

在实践中K值有何应用？

9、从K值角度分析灭鼠的措施有哪些？

讨论教材中“思考与讨论”素材

10、提出问题：

在自然界中，种群数量是否总能稳定在K值？

为什么？

1）在自然界中，影响种群数量波动的因素是什么？

2）讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。

讨论影响种群数量波动的因素。

11、东亚飞蝗种群数量变化特征是什么？

12、人类对自然种群数量有什么影响？

13、研究种群数量变化规律及影响种群数量变化的因素有何意义？

（二）记忆巩固

二、种群增长的“J”型曲线

1．含义：

在___________________________条件下的种群，以为横坐标，以为纵坐标画出的曲线图，曲线大致呈“J”型。

。

1.对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。

2.从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，①如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；②室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；③养殖或释放它们的天敌，等等。

2．“J”型增长数学模型：

（1）模型假设：

①__________________________________________；

②___________________________________；

③__________________________________，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年以后种群的数量表达式为：

各参数含义：

N0表示；Nt表示

t表示；λ表示三、种群增长的“S”型曲线

1．含义：

种群经过一定时间的增长后，数量的曲线，称为“S”型曲线。

2．产生原因：

自然界的资源和空间总是的，①当种群密度增大时，种内竞争就会，②以该种群为食的动物数量也会，这就会使种群的出生率，死亡率。

当种群的死亡率与出生率相等时，种群就稳定在一定的水平。

3．环境容纳量：

在环境条件的情况下，一定空间中所能维持的种群，又称值。

四、种群数量的波动和下降

1．影响因素

（1）自然因素：

、食物、、传染病等。

（2）人为因素：

人类活动的影响

2．数量变化

大多数种群的数量总是在_____________________中，在不利条件下，种群的数量还会急剧甚至。

3．研究意义

①有害动物、②野生动物资源的和利用，③濒危动物的拯救和。

【主干网络】

研究方法

理想

环境

有限

环境

各因素的影响

种群数量的变化

（三）理解掌握

1．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。

下列有关种群“S”型增长的说法正确的是（B）

A．“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系

B．种群增长率在各阶段是不相同的

C．“S”型增长曲线表示了种群数量和时间的关系

D．种群增长不受种群密度制约

2．上图①表示某种鼠迁入新的环境后增长率随时间的变化曲线，在图②中能反映鼠种群数量变化的曲线是（B）

3．下列现象是种群密度过大时将会引起的生态学反应,指出其中错误的一项（D）

A．寄生虫增多B．传染病易于流行C．竞争加剧D．繁殖率升高

4、某海滩黄泥螺种群现存量为3000吨。

正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的是为（D）

A、3000吨B、1650吨C、1500吨D、不超过300吨

5．如右图表示有限环境中某一种群增长的曲线。

下列有关叙述正确的是C

①K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值

②在K值时，种群的增长率最大

③如果不考虑迁入迁出等其它因素，在K值时出生率等于

死亡率

④假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，可持续

获得最高产量

A．①②B．①④C．①③

6．下列关于种群数量的叙述中错误的是A　　A．种群的增长一般呈“J”型曲线　　　　　　　　　　　　

　　B．种群的增长一般呈“S”型曲线　　　　　　　　　　　　　　图4－5

　　C．种群数量的变化包括：

增长、波动、稳定、下降等

　　D．种群的变化主要取决于迁入、迁出、出生率、死亡率等

7．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线，下列有关种群“S”型增长的正确说法是　　　　　　　　　　（　B　）

A．“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系

B．种群增长率在各阶段是不同的

C．“S”型增长曲线表示了种群数量的与时间无关

D．种群增长不受种群密度制约

8．在进出口口岸，海关检疫部门要对进口货物进行严格检疫，严格禁止境外有害生物（包括虫卵和微生物）流入境内，若害虫流入境内后，将会（D）

①在相当长一段时间内，有害生物种群数量将是“J”型增长②一般不会缺少天敌③对境内生物多样性造成威胁④不适应新环境，很快死亡

A.①②B.③C.④D.①②③

9．图4－8所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。

下列对阴影部分的解释正确的是C

图4－8

①环境中影响种群增长的阻力

②环境中允许种群增长的最大值

③其数量表示种群内迁出的个体数

④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数

A.①③B.②③C.①④D.②④

10．在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如图4－9所示。

下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（D）

图4－9

11．近年我国在近海海域实行“伏季休渔”，其目的是A

A．控制捕鱼的大小和数量，实现渔业的可持续发展

B．检测渔船和捕鱼器械，节省燃料

C．防止“赤潮”的出现和海水污染恶化

D．实施分区管理，避免渔事纠纷

12．在种群的下列特征中，对种群的数量的变动起决定作用的因素是D

A．种群密度B.年龄组成C.性别比例D.出生率和死亡率

13．某一资源动物迁入一个适宜的环境后的增长曲线如图所示，既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受到破坏，应该使该动物种群数量保持在图中哪一点所代表的水平上B

　A．aB．b　　C．cD．d

14．图4－10是根据实验室中人工饲养黑腹果蝇的数据统计绘制而成的曲线图。

人工饲养是在一定大小的培养瓶中、喂以一定量的酵母菌的条件下进行的。

回答下列问题：

图4－10

（1）在实验室条件下用草履虫、酵母菌所作的实验与上述结果相似，表明种群在一定空间、一定资源条件下的增长类型，一般都是______________________。

（2）曲线的纵坐标________________（填写能或不能）反映种群密度的大小。

在一定环境中种群增长曲线的渐进线，生态学上称为环境容纳量，其含义是_______________________________。

一个种群的环境容纳量___________________（填能够或不能够）随着环境的变化而改变。

（3）试根据环境容纳量的概念对珍稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议

14．

（1）S型增长

（2）能在这一环境中所能承载的这一种群的最大数量（密度）。

（即这一环境所能养活的种群的最大数量）能够（3）对珍稀动物的保护最根本的措施是保护它的生存环境，使该种动物的环境容纳量有所提高，这个种群的数量自然会增长。

草原的放牧量应该控制在接近环境容纳量为宜，如果过多放牧影响牛羊的生长以及草原的恢复，如果破坏了环境，还会造成环境容纳量的降低

15．图4－11是某一动物物种迁入一个适宜环境后的增长曲线图，请回答：

　　（l）图中的增长曲线是___________形，表示K值的一点是_________。

（2）图中表示种群增长速度最快的阶段是___________。

　　（3）迁入种群第2年后，增长明显加快的原因主要是_______________。

　　（4）第8年后，种群数量趋于稳定，阻碍种群继续增长环境因素主要有哪些：

__________________。

图4－11

15．

（1）s    d 

（2）b   （3）食物充足又无天敌（4）食物减少，天敌增加

16．在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接入N0个乳酸菌之后密封，放在25℃温箱中连续培养若干小时，其间每30分钟测定一次菌数，测得数量变化曲线如图4－12。

请分析并回答问题：

　　　　　　　　　图4－12

（1）乳酸菌以________方式生殖，这代表___________普遍具有的生殖方式；

（2）用N表示总菌数，N0表示初始菌数，t表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数学表达式为N=N02t（假设生长条件理想稳定）。

当在理想条件下乳酸菌每30分钟繁殖一代，按上式计算，当N0=1000时，连续培养5小时，总菌数可达____________________________个；

（3）在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果5小时前的总菌数等于活菌数，请在上面的图中将5小时后的活菌数的变化曲线画出来；造成菌群密度变化的外界因素是____________________________________________________________；

（4）培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的________________________________________________；

（5）实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行？

____________________。

16．

（1）分裂、单细胞；

（2）1.024×1024；（3）见图4－61、生存空间和有机物在不断减少；（4）发酵或无氧呼吸；（5）25℃的条件下酶的催化效率最高；

图4－61

模块三：

探究培养液中酵母菌种群数量的变化

（一）提出问题（根据问题，阅读教材并对其中的关键词和句作出标记）：

1、本实验有哪些试验目的？

（可能多个）

2、为什么选用马铃薯培养液或肉汤培养液？

为什么要灭菌处理？

3、血球计数板的意义是什么？

一个小方格的容积是多少？

4、计算酵母菌用的是什么方法？

5、怎样记录和处理实验结果？

6、如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清应采取什么措施？

7、对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？

8、本实验中你提出的问题是什么？

9、本实验中你做出的假说是什么？

10、实验进行几天？

取样时是否需要定时取样？

11、把自己曲线图与全班平均值曲线图对比，哪个图更正确？

12、分析曲线，有无趋势？

若有，做出说明

13、影响酵母菌种群数量增长的因素可能是什么？

五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化

提出问题：

培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？

在不同温度（以及通氧、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？

不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？

作出假设：

实验原理：

1、酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下能产生较多的CO2，在无氧条件下产生酒精和少量CO2。

2、在理想的无限环境中，没有天敌和其他灾害，酵母菌种群呈“J”型增长，自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。

3、计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。

进行实验：

1、将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。

2、将酵母菌接种入试管中的培养液。

3、将试管放在25℃条件下培养。

4、每天取样计数酵母菌数量。

5、分析数据，画出曲线。

（三）理解掌握

1以温度为自变量的第3小组的数据（下表）进行初步分析，

次数

1

2

3

4

5

6

7

8

时间/d

0

1

2

3

4

15

6

7

酵母菌数

（106.mL-1）

A.28℃

马铃薯培养液

0.8

5.2

5.6

4.8

2

0.8

0.4

0.08

B.5℃

马铃薯培养液

0.8

1.2

2

2.8

3.2

3.6

3.2

3

C.68℃

马铃薯培养液

0.8

0.4

0.1

0

0

0

0

0

②以第3组的数据绘制坐标曲线图：

该曲

可靠性如何，理由是什么？

如何才更有说服力？

不够可靠。

因为数据只有一组，存在偶然性。

生：

进行重复实验或多组实验数据进行比较。

1、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，应该使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，这是因为在这个水平上B

A．种群数量稳定B．种群增长量最大

C．种群数量最大D．环境条件所允许的种群数量最大

2．（高考试题：

2007全国理综Ⅰ）3.下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是D

A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型

B.达到k值时种群增长率为零

C.种群增长受自身密度的影响

D.种群的增长速度逐步降低

3．在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示：

下列4图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是D

4．（高考试题：

2007江苏生物）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。

下列不正确的解释是D

A．更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会

B．减少捕捞强度，保持足够的种群基数

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

5．图甲、图乙为某种生物种群的年龄组成曲线，如不考虑其他因素，种群甲和种群乙未来个体数量的发展趋势是B

A．衰退型和增长型三者B．增长型和衰退型

C．稳定型和衰退型D．稳定型和增长型

7．（5分）飞蝗大发生时，可长途迁徙，所经之处农作物受到严重破坏。

研究发现飞蝗种群数量的消长受多种因素的影响。

当雨量充沛、气候潮湿时，真菌、丝虫和蛙等大量繁殖可抑制飞蝗的种群数量；蝗虫的产卵量受相对湿度的影响（见图1），飞蝗的发生量又与降雨量有密切关系（见图2）。

请依据以上信息回答下列问题：

（1）真菌与飞蝗的关系是，蛙与飞蝗的关系是。

（将正确的答案前的字母填在相应的横线上。

A．共生B．寄生C．捕食D．腐生

（2）当雨量充沛、空气相对湿度在70%左右时，飞蝗产卵数量比空气干燥时要。

（3）在干旱的气候下，飞蝗发生量变化趋势是什么？

可能的原因是什么？

答案:

（1）B、C

（2）多

（3）变大；气候干旱，真菌、丝虫和蛙和天敌的数量少，会使飞蝗的发生量变大7．

8．在探究“培养液中酵母菌种群的数量变化”的实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：

①从静置试管中吸取酵母菌培养液进行计数，记录数据；②把酵母菌培养液放置在冰箱中；③第七天再取样计数，记录数据，统计分析绘成曲线。

请纠正该同学实验操作中的错误：

①

②__________

③___________________________________

（3）①应将试管轻轻震荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数②应将酵母菌培养液放置在适宜温度下培养③应连续七天，每天观察、取样计数并记录数据