高中生物 第4章 种群和群落 第2节 种群数量的变化学案 新人教版必修3-新人教版高一必修3生物学案VIP免费

第2节种群数量的变化[目标导读]1.阅读分析教材P65细菌数量增长的实例，学会建构种群增长模型的方法。2.通过教材P68～69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.结合教材P66图4－5，理解种群“J”型增长的数学模型。4.结合教材P67图4－6，理解种群“S”型增长的数学模型。[重难点击]根据实例建构种群增长的“J”型、“S”型数学模型，并据此解释种群数量的变化和指导实践。方式一2015年内蒙古3000万亩草原遭遇蝗灾，部分街道蝗虫成群。灭蝗70%以上采用生物措施。截至7月15日，全区采用绿僵菌、苦参碱、烟碱·苦参碱、牧鸡、牧鸭等完成防治面积507.5万亩。有效遏制蝗虫灾害需要研究蝗虫种群数量的变化规律，这节课我们共同学习种群数量的变化。方式二地球上的每种生物都具有很大的生殖潜力，如果这种生殖潜力不受食物、空间、天敌和气候条件等的限制而任其发展的话，生物种群会在短期内达到惊人的数量。但是大多数情况下，种群的生存和发展受到资源、空间、天敌等因素的限制，所以其种群的数量增长不可能出现上述现象。那么，种群的数量变化有什么规律呢？一、种群数量的增长、变化曲线及应用1．建构种群数量增长的数学模型的方法(1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(2)构建数学模型的方法步骤：提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式表达→检验或修正。(3)数学模型的表达形式及优点①数学方程式：优点是科学、精确。②曲线图：优点是直观。2．种群增长的“J”型曲线(1)含义：在理想条件下的种群，以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标画出的曲线图，曲线大致呈“J”型。(2)“J”型增长的条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。(3)模型假设：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。(4)建立模型：t年后种群数量为：Nt＝N0λt。3．种群增长的“S”型曲线(1)含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线。(2)成因(3)K值：又称环境容纳量，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。(4)应用：建立自然保护区，提高环境容纳量是保护大熊猫的根本措施。4．种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件环境资源无限环境资源有限种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降图像模型种群增长速率K值无K值种群数量在K值上下波动联系“J”型增长曲线――→“S”型增长曲线5.种群数量的波动和下降(1)影响因素(2)数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。问题探究1．在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937～1942年期间，这个种群数量的增长如图所示。某岛屿环颈雉种群数量的增长由资料分析可知：(1)如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。(2)若N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。t年后种群数量为：Nt＝N0λt。①当λ>1时，种群呈“J”型增长；②当λ＝1时，种群保持稳定；③当λ<1时，种群数量下降；④当λ＝0时，种群无繁殖，下一代将灭亡。2．生态学家高斯(G.W.Gause)曾经做过这样一个实验：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。从图中可以看出，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。大草履虫种群的增长曲线由资料分析可知：(1)种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。(2)该曲线中出生率和死亡率的关系①0～K/2时，出生率>死亡率，种群数量增加。②K/2时，出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率最大。③K/2～K时，出生率仍>死亡率，但差值在减小，种群数量增长缓慢。④K值时，出生率＝死亡率，种群数量达到最大。3．结合右图分析，同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？答案同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。生物自身的遗传特性和食物、栖所、天敌及其他生存条件均会影...