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1、第4章 种群和群落 第2节种群数量的变化 学习 目标 1.根据细菌数量增长的实例，学会建构种群增长模型的方法。 2.探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学 模型。 3.理解种群“J”型增长的数学模型。 4.理解种群“S”型增长的数学模型。 基础知识导学 答案 一、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 形式。 2.在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁 殖一代。 (1)请根据该细菌分裂繁殖的规律，完善下表： 时间(min) 020406080100120180 繁殖代数(代)01234_ 细菌数量(个)1 _ _ _
2、_ _ _ 56 9 248163264512 数学 答案 (2)观察上表中细菌数量(N)和繁殖代数(n)之间的 关系，写出相应的方程式： 。 (3)根据所得到的方程式，在给出的坐标系中画 出细菌种群数量增长的曲线并思考： 答案如图 N2n 答案 同数学方程式相比，曲线图有什么优点？ 答案同数学方程式相比，曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋 势。 如果是在培养基中培养，细菌的数量会一直按照上述数学模型增长吗？ 为什么？ 答案不会。因为培养基中的营养物质有限，空间等也有限，细菌不可能 无限繁殖。 答案 二、种群的增长曲线 1. “J”型曲线 人们在将环颈雉引入美国的一个岛屿后，其种群数量迅速
3、增长，请分析： (1)该岛环颈雉种群数量能够快速增长的原因可能什么？ 答案迁入初期，食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等，条件比较 理想。 (2)若该种群的起始数量为N0，并且第二年的数量是第一年的倍(1，每年 的增长倍数都保持不变)，如何计算t年后该种群的数量？ 答案NtN0t。 (3)结合上述结果，绘出种群数量Nt随t的变化曲线图。 答案如图 答案 （4）“J”型曲线种群数量会达到一个最大值吗？ 该模型曲线称为 型曲线。达到环境所能承受的种群数量的最大 值称为 , 又称为 。 2.“S”型曲线 在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，定期统计大草履虫的数量，绘出 如图曲线： 答案 “S
4、” 环境容纳量 K值 (3)同一种群的K值是固定不变的吗？影响K值大小的因素有哪些？ 答案 答案不是。所生存的环境条件：资源、空间、天敌、气候 等。 (4)种群数量的变化只有增长这一种变化吗？ 答案种群数量的变化除了增长外，还有稳定、波动和下降。 答案“J”型曲线是在理想条件下：资源和 空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。 重点难点探究 一、辨析“J”型曲线和“S”型曲线 如图是种群数量增长的两种曲线，请据图回答下列问题： 答案 1. “J”型曲线出现的前提条件是什么？ 思考一下：“J”型曲线有无K值? 增长速率的变化情况是怎样的？ 答案 2.图中两曲线间阴影部分代表的是什么？ 答案环境阻力（
5、或生存斗争中被淘汰的个体数）。 3. “S”型曲线的种群增长速率是如何变化的？什么时候最大？ 答案先增大后减小，最后变为0。在种群数量为K/2时，增长速率最 大。 答案 4.池塘养鱼，如何保证既能保持可持续发展，还能收获尽量多的鱼？ 答案 捕捞后，使鱼的种群数量维持在K/2，鱼的种群数量会迅速回 升。 5.对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？ 答案降低K值。如将食物储藏在安全处；硬化地面，减少挖造巢穴 的场所；养殖它们的天敌等。 【例1】种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长 (如右图曲线甲)；在有环境阻力的条件下,呈“S” 型曲线增长(如右图曲线乙)。 若该图表示蝗虫种群增长曲线,下列有
6、关叙述中正确 的是 () A.环境阻力出现在曲线d点之后 B.防治蝗虫虫害应该在曲线c点之后 C.“S”型曲线表示种群数量与食物的关系 D.呈“S”型增长的蝗虫,其数量也可能有时超过K值 D 1.生态学家高斯(Gause)在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，在培养第5 d之 后，大草履虫的数量基本维持在375个左右。对此实验认识不正确的是() A.高斯实验得到的K值受到培养液容量的限制 B.高斯实验得到的K值是375 C.在相同条件下培养变形虫，K值也是375 D.重复此实验，K值有可能不同 1234 解析答案 5 解析在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为K值，
7、受到营养、温度等因 素的影响，A正确； 大草履虫的数量基本维持在375个左右，说明K值是375，B正确； 不同的生物在相同的环境里，K值不一定相同，C错误； K值受到营养、温度等因素的影响，可能不同，D正确。答案C 3.下图所示为自然环境中的生物种群数量变化曲线，下列有关叙述错 误的是() A.d处波动可能是因为出生率和死亡率变动所致 B.“涸泽而渔”会使鱼的数量下降至b处以下，使生态系统发展停滞甚 至崩溃 C.灭鼠时如果仅杀死一半的老鼠，可能会适得其反 D.c处种群个体数量不再上升的原因与环境容纳量无关 解析答案 12345 12345 解析A项中，d处波动可能是出生率和死亡率变动造成的；
8、B项中，“涸泽而渔”使鱼的种群数量过少，小于K/2，增长速率低，使 生态系统发展停滞甚至崩溃； C项中，灭鼠时杀死一半的老鼠，即剩余K/2，鼠群增长速率最高，很快 能恢复到原状； D项中， 环境容纳量限制了c处种群个体数量的上升。 答案D 12345 解析答案 12345 解析紫茎泽兰侵入后，能泛滥成灾，说明环境条件适宜，所以开始一 段时间其种群近似于“J”型增长，A正确； K值是环境容纳量，所以合理密植时，其数量不应超过此量，B正确； 一个呈“S”型增长的种群，种群增长速率先增加后减少为0，在时种群 增长速率最大，C正确； 在种群增长有限制的情况下，不可能呈“J”型增长，D错误。 答案D 5
9、.下列有关种群特征和种群数量变化的叙述，正确的是() A.组成种群个体的空间分布不属于种群特征 B.样方法可用于估算某些动物的种群密度 C.当种群数量达到K/2时种群的出生率最大 D.迁入大量同种个体会使该种群的K值增大 返回 12345 解析答案 解析组成种群个体的空间分布属于种群特征，A错误； 对于不活动或活动能力弱，活动范围小的动物，用样方法估算动物的种群 密度，B正确； 当种群数量达到K/2时种群的增长速率最大，C错误； K值是环境允许种群生存的最大容量，迁入大量同种个体不会使该种群的 K值增大，D错误。 答案B 返回 12345 三、探究“培养液中酵母菌种群数量的变化” 1.探究步骤
10、 (1)将10 mL 马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 (2)将酵母菌接种到试管的培养液中。 (3)将试管放在 条件下培养。 (4)每天取样计数酵母菌数量。用在显微镜下计数，估算 10 mL酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察七天，记录每天的数值。 (5)分析数据，以为横坐标， 为纵坐标，画出坐标曲 线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。 答案 无菌 25 血细胞计数板 时间酵母菌数量 答案 2.结果分析 (1)培养酵母菌开始一段时间内，种群数量的增长属于哪种类型？ 答案呈“J”型增长。 (2)再过一段时间后，种群数量的增长将会发生什么变化？为什么？ 答案酵母菌数量呈“S”型增长。随着时间推移，由于营养物质的 消耗、有害代谢产物的积累、pH的改变，使种群数量趋于稳定。 答案 3.思考与讨论 (1)从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？ 答案使酵母菌均匀分布，计数准确。 (2)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？ 答案可增大稀释倍数后再计数。 (3)对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？ 答案只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。 答案 (4)该探究需要设置对照及重复实验吗？ 答案酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设 置对照实验。但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值。 返回