2013年《随堂优化训练》第4章 第2节 种群数量的变化

(共34张PPT)
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：①根据
实验数据，用适当的数学形式进行表达；②观察研究对象，提
出问题；③对模型进行检验或修正；④提出合理的假设。下列
)
排列顺序正确的是(
A．①②③④
C．④①②③
B．②④①③
D．③①②④
B
种群数量的增长曲线
1．种群增长的“J”型曲线
(1)含义：在理想条件下的种群，以__________为横坐标，
______________为纵坐标画出的曲线，大致呈“J”型 。
(2)形成条件
①________和________条件充裕。
②气候适宜。
③没有________。
(3)增长特点
①种群的数量每年以________的倍数增长。
②模型表达式：t 年后种群数量为 Nt＝N0λt。
③曲线呈“J”型。
时间
种群数量
食物
空间
敌害
一定
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？
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(
)
A
A．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”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 ①缺少天敌
②空间条件充裕
③气候适宜等 ①食物和空间条件有限
②种内斗争加剧
③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 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
①资源和环境无限，种群可连续增长——“J”型曲线。
②资源和环境有限，种群不能无限增长——“S”型曲线。
③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(
)
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。
4－2－2
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
①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。
②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，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
①种群数量＝K 值时：种群增长停止，增长率为 0。
②种群数量＝K/2 值时：种群增长最快。
③种群数量④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(
)
A
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。
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 ①________
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②____________。
二氧化碳
“S”型曲线
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 4－2－4 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：①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；②该植物平均每株可产生 400 粒种子；
③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(
)
A．400 a·0.8m
B．0.8 a ·400m
C．a·320m D．320am
解析：据题意可知：该种群一年后种子的数量为
a×80%×400，
则两年后种子的数量为
a×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)2，
三年后种子的数量为
a×80%×400×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)3，
以此类推，m 年后种子的数量为
a×(80%×400)m＝a×320m。
答案：C
2．下列关于种群的“J”型增长叙述错误的是(
)
D
A．数学模型可表示为：t 年后种群数量为 Nt＝N0 λt(第二
年的数量为第一年的λ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
D．K 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 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(
)
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
图 4－2－5
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
AC
B．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 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。
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