2021学年第2节 种群数量的变化学案设计

第二节 种群数量的变化

【基础知识梳理】

任务1：完成问题探讨

任务2：阅读课本P7-P8完成学案--构建种群增长模型的方法

一．构建种群增长模型的方法——数学模型

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：

观察     提出问题→提出合理的         →根据实验数据，用      的     形式对事物的性质进行表达，即建立             →通过进一步        或       进行检验或修正

3．表达形式

（1）数学公式：科学、准确，但不_____________。（eg:）

（2）曲线图：直观但不够________________。（eg:细菌种群的增长曲线）

任务3：阅读课本P8的思考讨论完成对应的讨论题。

任务4：阅读课本P8-P9完成学案--种群增长的“J”形增长

二、 种群增长的“J”形增长

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。

2．“J”型增长数学模型：

（1）模型假设：

条件：在                       条件充裕、气候适宜、没有敌害；

数量变化：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               

问题1：请分析在时的种群数量分别发生怎么的变化？

问题2：①请得出“J”形曲线的增长率曲线。

种群增长率：指种群在一段时间内增加的个体数占这段时间初始种群数量的比例。

假设某一种群的数量在某一年内，由初始数量Nt-1增长到Nt，则该种群的增长率：

=_____________(无单位)

②“J”形曲线的增长速率曲线。

种群增长速率：指单位时间内种群数量增加的数目（即，种群数量增长曲线的斜率）

假设某一种群的数量在某一年内，由初始数量N0增长到Nt，则该种群的

增长速率：

(有单位，如个/年)

任务5：阅读课本P9-P10完成思考讨论与学案-- 种群的“S”形增长

三、 种群的“S”形增长

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，当种群密度增大时，种内竞争就会          ，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。可见，______________对种群数量起调节作用。

3.条件：资源和空间都是有限的，与种群密度有关。

4．环境容纳量：一定的环境条件所能维持的                                  ，又称        值。

5.应用：K值可以改变，对于濒危动物我们应______环境容纳量，例如野生大熊猫种群，大熊猫栖息地遭到破坏后、由于__________________________________________，其k值就会变____。这是野生大熊猫种群数量锐减的重要原因。因此，____________________，改善它们的栖息环境，从而_____________环境容纳量，是保护大熊猫的________________。对于家鼠等有害动物的控制，我们应______环境容纳量。对于生物资源的利用我们应该将其数量保持在K/2，因为此时种群增长速率最大。

问题1：高斯通过实验，得到了右图，据图回答问题。

（1）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(斜率)_____。
③K/2～K时，出生率___________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______。
（2）在种群数量为K/2、K时该种群的年龄结构分别是哪种类型？

_________________________________________________________

“S”曲线解读

问题2：右图表示的是种群数量增长曲线，据图分析图中阴影部分表示的含义

是______________________________________________。

问题3：根据“S”形增长曲线的特点,请分析养鱼要获得每日的最大捕获量,则需要将鱼群的个体数量控制在哪个数值上;如果长期内获得较大的捕获量,则需要将鱼群控制在哪个数值上。

_________________________________________。
 

小结：种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线的比较

任务6：阅读课本P10完成学案--种群数量的波动

四、种群数量的波动

1.在自然界，有的种群能够在一段时期内维护数量的        。

2.在但在大多数生物的种群来说，种群的数量总是在                 。

3.处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群的          。

4.当种群长久处于不利条件下，                        ，种群数量会出现                      。

5.当一个种群数量过少时，种群可能会由于近亲繁殖等原因而                .

影响因素

（1）外界因素：食物、气候、传染病、天敌等。

（2）直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率。

（3）人为因素：人类的活动。

①种植业和养殖业的发展。

②砍伐森林、猎捕动物和污染环境等。

数量变化

在自然界中，由于各种因素的影响，大多数生物的种群数量中；在不利的条件下，种群数量还会出现持续性的或急剧的下降，

五、拓展一：“变式法”解读“S”形曲线

三图对比分析解读：
（1）t1之前，种群数量小于，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为时，此时出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率达到最大值。
（2）t1～t2,由于资源和空间有限，种群密度继续增大，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。
（3）t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。

拓展二：K值的变化

（1）K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。
（2）在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
（3）K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。

拓展三：K值的不同表示方法

四个图中代表K值的点是：_________________。代表K/2的点是：________________________。

【课后习题】

1.种群在理想环境中呈“J”形曲线增长，在有环境阻力条件下呈“S”形曲线增长。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是

A.曲线甲为“J”形增长，每年增加的个体数量始终不变

B.曲线乙为“S”形增长，E点时增长速率达到最大值

C.防治蝗灾应在害虫数量达到D点时进行

D.渔业捕捞后剩余量应该在C点左右

2.如图表示某湖泊中鲫鱼种群增长速率的变化情况，下列相关叙述不合理的是（    ）

A.t3时该湖泊中鲫鱼种群的密度大约是t2时的一半

B.与a点相比，b点时更适合对该鲫鱼种群进行捕捞

C.出生率、死亡率、迁入率、迁出率都是直接影响种群数量变化的因素

D.t1～t3时间段内，鲫鱼种群数量在不断增加

3. 如图是某物种种群数量的变化图，下列分析正确的是（   ）

A.调查物种种群数量时只能用样方法

B.第20～30年间种群的增长率为0

C.AB时间段内，种群数量越来越少，BC时间段内，种群数量越来越多

D.C点之后种群数量不会发生变化

4.图甲为某种鼠的种群数量随时间的变化曲线图，图乙为该种群增长速率随时间的变化曲线图。下列说法正确的是

A.图甲中ae段，鼠群的年龄结构为稳定型

B.图甲中的c点是防治鼠害的最佳时刻

C.改变空间和资源条件会使图甲中的K值改变

D.图甲中的e点对应图乙中的t1，此时鼠群增长速率最大

5.鼠害会严重威胁畜牧业的可持续发展与草原的生态安全，是我国草原退化的重要原因之一。如图为巴里坤哈萨克自治县草场上三趾跳鼠的种群数量变化，下列叙述正确的是（   ）

A.ac段，该草场三趾跳鼠的种群增长速率呈现“小→大一小”的变化趋势

B.引入三趾跳鼠的天敌后，图中K值不会发生变化

C.c点时，三趾跳鼠的分布差异可反映种群的水平结构

D.b点时，三趾跳鼠的性别比例可预测未来该鼠种群数量的变化

6.研究人员调查了8年间某养免场免种群数量的变化情况，并据此绘制了如图所示的A变化曲线，以下叙述正确的是（   ）

1. 种群密度是种群最基本的数量特征，决定种群密度的因素是年龄结构和性别比例
   B.第2～4年，兔种群的年龄结构为增长型
   C.8年间兔种群数量呈“S”形增长
   D.第8年，兔种群密度小于起始种群密度

7. 科学家对某种群的数量进行了13年的连续研究，计算出其A，如图为该种群13年来A（表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）的变化曲线。下列分析错误的是（   ）

A.前4年间种群呈“]”形增长

B.第4～11年间，该种群年龄结构一直为衰退型

C.第l1年的数量比第10年的少

D.第6～8年间，种群增长速率和增长率都为0

8.如图是自然界中种群增长的一般趋势，下列分析正确的是

A.该图符合种群增长的“S”形曲线

B.种群的增长不受环境因素的制约

C.达到K值后种群数量不再变化

D.达到K值时种群的增长速率最大

9.自然界中生物种群的增长常表现为“S”形增长曲线。下列有关种群“S”形增长曲线的说法，正确的是（多选）（    ）

A.“S”形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”形增长曲线表示了种群增长速度和时间的关系

D.环境容纳量的大小会随食物、空间等的变化而变化

10.如图是某种群增长的曲线，下列有关叙述不正确的是（   ）

A.该曲线近似于“S”形增长曲线

B.K值是环境条件所允许达到的种群最大数量

C.种群数量达到K值后固定不变

D.种群数量达到K值后，会随环境条件变化而上下波动

11.如图表示某水库放养一批翘嘴鱼（肉食性鱼类）后，一段时间内种群数量变化曲

线，请回答下列问题：

（1）该鱼种群在ab段呈“_______”形增长，之后在环境阻力下，该鱼种群的环境容纳量接近____（填“K1”“K2”或“K3”）。

(2）t2时间后，该鱼的种群数量在一定范围内上下波动，说明该生态系统具有一定的自我调节能力，该能力主要通过_____________（填“正反馈”或“负反馈”）调节方式实现。

（3）图示中t1时，种群的增长速率最大，为维持该种群的可持续发展，有人建议在t1点所对应的种群数量时进行捕获，你认为正确吗?__________________。

（4）图中b、d点的种群增长速率____________（填“相等”或“不相等”），d点时种群的年龄结构

为_____________（填“增长”“衰退“或“稳定”）型。

课后习题答案：1-5:DABCA     6-10:DBA BD C 

11.(1)S    K2      (2)负反馈    （3）不正确    （4）不相等     衰退