高中生物第3章生物群体的动态平衡第1节种群的相对稳定第3课时学案北师大版.docx
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高中生物第3章生物群体的动态平衡第1节种群的相对稳定第3课时学案北师大版
第3课时 种群数量的调节与平衡
[目标导读] 1.复习逻辑斯蒂增长曲线，阅读教材P75第一段，明确环境容纳量的含义。
2.结合教材P75图3－11、P76图3－12，分析归纳影响种群数量的因素。
[重难点击] 影响种群数量的因素。
一 环境容纳量
种群是一个动态系统，种群的数量（或种群密度）随出生率和死亡率的变动以及环境条件的改变而变动。
阅读教材P75第一段，结合下面的材料，分析种群数量变动的特点。
材料一 某生物种群的数量变化曲线
材料二 在对灶鸟种群的一项研究中发现，灶鸟种群数量的变化同种群密度呈负相关。
在一块林地中，当种群密度少于15只时，种群数量就增加；当种群密度多于20只时，种群数量就下降；当种群密度处在15～20只之间时，种群数量有时增加有时下降。
可见，这块林地的环境资源只能维持15～20只灶鸟的生存。
1．由材料一分析：
种群数量或种群密度往往是围绕着某一特定值波动着。
2．由材料二分析：
种群的数量受生存环境中的资源限制。
由环境资源所决定的种群限度就称为环境容纳量。
当种群密度小于环境容纳量时，种群数量就增加；当种群密度大于环境容纳量时，种群数量就减少。
3．环境容纳量的限制因素包括食物、空间和其他资源。
4．环境容纳量的决定原理：
种群密度大时，种群内个体之间竞争资源的斗争也就更加激烈，斗争的结果使一部分个体被淘汰，导致种群数量下降，使种群数量趋于环境容纳量，以维持种群的相对稳定。
5．环境容纳量与逻辑斯蒂增长中的K值的关系是环境容纳量就是逻辑斯蒂增长中的K值，即“S”型曲线的K值。
6．观察下图，分析环境容纳量是不是一成不变的？
答案 不是。
环境遭破坏，则K值下降；改善条件，则K值上升。
小贴士 K值的不同表示方法
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
归纳提炼
在种群生态学中，环境容纳量是由环境资源所决定的种群限度。
环境容纳量是环境制约作用的具体体现，有限的环境只能为有限生物的生存提供所需的资源。
环境容纳量的实质是有限环境中的有限增长。
在自然条件下，种群在早期发展阶段常常表现为指数增长，随着种群数量的增长和资源的消耗，资源与环境相对于种群增长的需求变得越来越有限，种群指数增长受到越来越严格的限制，最终种群数量维持在合理的环境容纳量范围内，才能维持长期的稳定和繁荣。
所以，种群在有限环境中的有限增长才是自然界中普遍存在的生态现象，环境容纳量是体现生物生存环境限制的重要指标，也揭示着生态系统生产力的自然极限。
活学活用
1．下列关于环境容纳量的叙述，正确的是（ ）
A．环境容纳量是指种群的最大数量
B．种群的内源性调节因素不会改变环境容纳量的大小
C．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
D．植食动物在自然环境条件下，一年四季的环境容纳量以冬季最大
答案 B
解析 A项，环境容纳量是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。
在某些时候种群的数量可能超过环境容纳量，但通过调节后又恢复到正常数量。
B项，种群的内源性调节因素会改变种群密度的大小，不会改变环境容纳量的大小。
C项，在理想条件下，不存在影响种群数量增长的因素。
D项，冬季环境不适合植物的生长，因此，植食动物在冬季的环境容纳量会下降。
二 种群数量的调节
影响种群个体数量的因素很多。
阅读教材P75～76，结合材料分析影响种群数量的因素及对生产实践的指导意义。
1．密度制约因素的反馈调节
有人连续12年研究了旅鼠种群数量和草原植被之间的关系，结果如下图，请分析：
（1）当旅鼠过多时，草原植被遭到破坏，结果食物缺乏，种群数量从而减少。
但数量减少后，植被又逐渐恢复，旅鼠数量也随着恢复过来，草原植被再次遭到破坏。
如此反复，旅鼠种群的数量呈现周期性消长。
（2）由图分析可知，对一个生物种群来说，种群密度越大，个体之间对资源的竞争越激烈。
（3）密度制约因素的概念：
像食物这样，其作用随种群密度的大小而变化的种群调节因素称为密度制约因素。
（4）用图示的方式列出旅鼠数量和植被间的反馈调节。
答案
（5）除食物外，密度制约因素还包括流行性传染病等，其机理是：
种群密度越大，流行性传染病越容易传播蔓延，结果个体死亡多，种群密度降低。
种群密度低了，疾病反而不容易传染了，结果种群密度逐渐恢复。
2．非密度制约因素的作用
（1）温度变化对蚜虫种群数量的影响（如图所示）
①曲线AB段说明在4～6月份，由于环境条件比较适宜，蚜虫种群的数量变化形成一个典型的“J”型增长曲线。
②曲线BC段的形成原因是6月中旬，由于高温的到来，引起种群数量急剧下降。
③曲线的CD段说明：
7～9月份，当温度降下来以后，蚜虫种群数量仍然难以回升，这就是由于高温到来之前种群密度很大，不仅消耗了大量的食物资源，而且也使叶片受到损害所造成的。
（2）刮风、下雨、降雪、变温等气候因素都会对种群数量产生影响，但这些因素起多大作用与种群密度是无关的，这类因素称为非密度制约因素。
（3）干旱与蝗灾的发生：
我国历史上的多次蝗灾，是由东亚飞蝗引起的。
引起蝗虫大发生的一个重要原因是干旱。
东亚飞蝗在禾本科植物的荒草地中产卵，如果雨水多，虫卵会遭水淹而大量死亡，因而不能造成蝗灾。
只有气候干旱时，蝗虫才能大发生。
据此推断：
非密度制约因素对种群数量的作用，一般是猛烈的、灾难性的，会导致种群数量的不规则变动。
3．非密度制约因素与密度制约因素之间的关系
虽然非密度制约因素本身对种群数量没有反馈作用，但可以通过密度制约因素的反馈机制来调节。
当某些非密度制约因素发生巨大变化（如大旱、大寒）时，种群死亡率会急剧增加，而种群数量大幅度下降时，一些密度制约因素（如食物）就不再起控制作用，因而出生率就得以回升，使种群数量很快恢复到原来的水平。
4．种群数量调节的途径
无论是密度制约因素还是非密度制约因素，它们都是通过影响种群出生率、死亡率或迁入率、迁出率而起着控制种群数量的作用。
5．研究种群数量调节的意义
研究种群数量调节的因素和机制，就有可能对种群数量变动进行预测预报，从而制定控制种群数量的措施，为农、林、牧、渔业生产服务。
归纳提炼
种群数量调节
活学活用
2．如图是某一鼠群迁入一个荒岛后的数量变化曲线。
（1）试分析在曲线中，食物最可能成为鼠群繁殖速度制约因素的是哪一段（ ）
A．BC段B．CD段
C．BE段D．EF段
（2）如果因为冰山迁移导致该岛的温度骤降，鼠种群的数量急剧下降，此时食物还是不是制约因素？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
问题导析
（1）种群数量最多时，种内斗争最激烈。
（2）食物是种群密度制约因素，种群密度越大，食物对种群数量的影响越大，种群密度越小，食物对种群数量的影响越小。
答案
（1）D
（2）不是
解析 食物是密度制约因素，与种群的密度呈负相关，种群数量越多，食物越可能成为制约因素。
种群数量的调节与平衡
当堂检测
1．2011年3月11日，日本近海发生了9.0级地震，地震引发了巨大的海啸，对沿海的生态造成了毁灭性的影响。
在此事件中，海啸对种群数量造成的影响属于（ ）
A．密度制约因素B．非密度制约因素
C．自然因素D．非自然因素
答案 B
解析 对种群数量的影响，与种群密度有关的为密度制约因素，与种群密度无关的为非密度制约因素。
非密度制约因素往往是猛烈的、毁灭性的，就如同日本的海啸。
2．在不同温度和湿度条件下，蝗虫的种群数量变化如下图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．温度为32.5℃时，蝗虫对湿度的适应范围最窄
B．温度为35℃时，相对湿度为90%时更有利于蝗虫的生存
C．在一定范围内，蝗虫生活的最适湿度随温度升高而升高
D．温度与湿度对蝗虫种群数量的影响效果相同
答案 C
解析 从曲线上看，
3．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”形曲线，应使捕捞后鱼群的种群数量保持在K/2水平。
这是因为在这个水平上（ ）
A．种群数量相对稳定
B．种群增长速率最大
C．种群数量最大
D．环境条件所允许的种群数量最大
答案 B
解析 根据题意，捕捞后鱼群的种群数量保持在K/2水平，可使鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕鱼量。
该点在“S”形曲线上的斜率最大，即代表种群增长速率最大。
它既不代表最大种群数量，也未达到环境容纳量（K值）。
4．将10mL酵母菌液放在适宜温度下培养，并在不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表。
请分析回答下面的问题。
样品
酵母菌数量（个·mm－3）
pH
1
1210
4.8
2
820
5.4
3
1210
3.7
4
1000
5.0
（1）表中样品取样的先后顺序为______________________________________________。
（2）对酵母菌而言，10mL该培养液的环境容纳量为________个。
（3）若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个/mm3，产生这一结果的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）样品2、样品4、样品1、样品3
（2）1.21×107
（3）培养液中的营养物质不断被消耗而减少，部分酵母菌因营养缺乏而死亡并解体
解析
（1）在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的条件下，种群的数量将会连续增长，在自然环境条件下，由于食物、空间等生活条件有限，加之天敌的存在，种群数量不可能无限增长。
当种群数量达到环境容纳量时，将趋于稳定，如果环境中的各项生态因素保持相对稳定，则种群的数量将处于动态平衡中。
酵母菌异化作用类型为兼性厌氧型，既可以进行有氧呼吸也可以进行无氧呼吸，且两种呼吸方式均关系到CO2，CO2溶于水产生H2CO3，时间越长，H2CO3积累的量越多，pH越低。
因此，取样先后顺序为2、4、1、3。
（2）依据表中数据，样品3与样品1中的酵母菌数量相同，随着时间延长，种群数量不再变化，说明培养液中酵母菌总量已接近或达到环境容纳量。
10mL该培养液的环境容纳量为1210×103×10＝1.21×107（个）。
（3）随着酵母菌的生长繁殖，培养液中的营养物质因被消耗而减少，导致食物短缺，种内斗争加剧，部分个体因营养缺乏而死亡并解体。
40分钟课时作业
[学考达标]
知识点一 环境容纳量
1．当种群数量超过K值后，最可能发生的现象是（ ）
A．出生率继续增大B．种群数量继续增加
C．种群数量降低D．环境容纳量增大
答案 C
解析 当种群数量超过K值后，超过了环境的最大负荷量，种群数量将下降。
2．下列有关自然界中种群数量的描述，不正确的是（ ）
A．种群是一个动态系统，种群数量会发生波动
B．所有生物种群的数量均会出现一个达到相对平衡时的特定值
C．所有生物种
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