沪科版生物必修3第2单元 第1章 第2节 种群的数量变动.docx

沪科版生物必修3第2单元 第1章 第2节 种群的数量变动.docx

《沪科版生物必修3第2单元 第1章 第2节 种群的数量变动.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沪科版生物必修3第2单元 第1章 第2节 种群的数量变动.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

沪科版生物必修3第2单元第1章第2节种群的数量变动

第二节　种群的数量变动

学习目标

核心素养

1.概述影响种群数量变动的直接因素。

（重点）

2.分析比较“J”型曲线和“S”型曲线之间的区别及各自形成的外界条件。

（重难点）

3.关注人类活动对种群数量变化的影响。

1.通过对影响种群数量变化直接因素的讨论，强化种群的特征。

2.通过对种群数量变动的讨论，学会种群增长两种模型的构建与解读。

1．影响种群数量变化的直接因素

（1）出生率和死亡率

①概念

②意义：

出生率和死亡率是影响种群数量变动的最直接因素。

（2）迁入和迁出

①影响种群大小和种群密度的直接因素。

②通过迁入和迁出，使同一物种的不同种群之间也进行了基因交流。

2．种群数量的增长

（1）种群的增长曲线

①“J”型曲线

ⅰ.特点：

种群数量连续增长。

ⅱ.产生条件：

理想环境（资源充足、无天敌）。

ⅲ.实例

a．酵母菌实验室培养。

b．一年生昆虫、某些小型啮齿类动物，在春季适宜条件下的增长。

c．种群迁入适宜新环境中的最初阶段。

②“S”型曲线

ⅰ.特点：

种群数量达到环境条件所允许的最大值后将停止增长，有时会在最大值左右保持相对稳定。

环境所允许的种群最大数量值，称为环境容纳量或环境承载力，用K表示。

ⅱ.产生条件：

随着种群数量的不断增加，种群内个体之间对有限的空间、食物等资源的争夺必将加剧，同时以该种生物为食的捕食者的数量也会增加，这会使种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群的增长率降低。

此外，自然界中温度、水分等非生物因素并不总是有利于种群的增长。

（2）种群的数量变动

①类型

种群增长、周期性波动、种群的衰亡和生态入侵等。

②主要决定因素：

种群的数量变动主要取决于出生率和死亡率、迁入和迁出这两组动态过程。

③特点：

一般说来，自然种群的数量变动不是无限制的、任意的，种群数量总是在平均值附近作上下波动。

④调节机制：

种群总是通过反馈调节机制使种群数量保持在平均密度的上、下限范围之内。

判断对错（正确的打“√”，错误的打“×”）

1．种群数量的变化主要取决于迁入率和迁出率、出生率和死亡率。

（　　）

2．在自然状态下，种群增长一般呈“J”型曲线。

（　　）

3．环境所允许的种群最大数量值，称为环境容纳量。

（　　）

4．种群实际增长的变型很多，常表现为两种增长型之间的过渡型。

（　　）

提示：

1.√

2．×　在食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等理想条件下，种群增长呈“J”型曲线。

3．√　4.√

决定种群数量变化的因素

[问题探究]

种群的数量特征之间关系可用下图表示，据图讨论相关问题：

（1）②③④代表哪种特征，为什么？

提示：

②③④分别代表出生率、性比和年龄结构，因为年龄结构是通过影响出生率和死亡率影响种群密度的，而性比是通过影响出生率来影响种群密度的。

（2）为什么出生率和死亡率、迁入和迁出是影响种群数量变动的最直接因素？

提示：

因为只有出生率＞死亡率，迁入＞迁出时，种群数量才增加。

[归纳总结]

1．种群的各种特征与种群数量间的关系

在种群的特征中，种群密度是最基本的数量特征。

种群密度越高，一定范围内个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。

种群各数量特征之间的关系如下：

（1）出生率、死亡率以及迁入、迁出是决定种群大小和种群密度的直接因素。

出生率高、迁入数量多时，种群数量增加；反之，则减少。

（2）年龄结构和性比则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的，年龄结构是预测种群密度（数量）变动趋势的重要依据。

2．种群的特征在生产中的应用

（1）城市人口的剧增——迁入的数量>迁出的数量造成的。

（2）计划生育政策——控制出生率，从而控制人口数量的增加。

（3）中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯地说是出生率高造成的。

（4）利用性引诱剂诱捕雄蛾——改变性比来降低出生率。

1．如图表示种群的各个特征之间的关系，下列叙述正确的是（　　）

A．甲表示出生率和死亡率，乙表示迁入和迁出

B．丙表示性比，主要通过影响出生率来间接影响种群密度

C．丁表示年龄结构，每种类型都包括老年、中年和幼年三个年龄期

D．种群密度是种群最基本的数量特征，调查方法只有标志重捕法

B　[分析题图可知，甲表示出生率和迁入，乙表示死亡率和迁出，A错误；丙主要通过影响出生率来间接影响种群密度，应为性比，B正确；丁既影响出生率，又影响死亡率，应为年龄结构，每种类型都包括老年、成年和幼年三个年龄期，C错误；常用的调查种群密度的方法有样方法和标志重捕法，D错误。

]

2．社鼠出生一个月后即性成熟，科研人员对某湖泊中一个岛屿的社鼠种群特征进行调查研究，部分结果如图，下列分析正确的是（　　）

A．社鼠在夏秋季出生率大于死亡率

B．种群数量增大过程中，雄性死亡率高于雌性个体

C．迁入和迁出是影响社鼠种群密度的主要因素

D．下半年种群中幼年个体占比低于上半年

D　[由图可知，社鼠在夏秋季种群数量的变化趋势是减少，所以出生率小于死亡率；在种群数量增大的上半年，种群的雌雄性别比例是下降的，应为雄性死亡率低于雌性个体；由图不能得出迁入和迁出是影响社鼠种群密度的主要因素这一结论；由图可知，上半年社鼠种群数量是逐渐增多的，年龄结构为增长型，下半年种群数量是逐渐减少的，年龄结构为衰退型，所以下半年种群中幼年个体占比低于上半年。

]

种群数量增长曲线

[问题探究]

在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20min就分裂繁殖一代，讨论：

（1）n代细菌数量的计算公式是什么？

并说出推导过程。

提示：

细菌是单细胞生物，一般进行分裂生殖，一个分裂为两个，则每代个数与代数之间的关系为Nn＝2n，N代表细菌数量，n代表代数。

（2）现将该细菌种群（m个个体）接种到培养基上（资源、空间无限），Th后，该种群的个体总数是多少？

并分析推导过程。

提示：

某细菌（m个个体）每20min就分裂繁殖一代，可知其1h繁殖3代，Th繁殖3T代，Th后种群个体数是m·23T。

（3）在上述培养基中细菌一直按照这样的规律增长吗？

如何进行验证？

提示：

细菌数量不会永远按这个公式增长。

可以用实验计数法来验证。

[归纳总结]

1．两种种群增长曲线的比较

项目

“J”型曲线

“S”型曲线

前提

条件

理想状态：

①食物和空间条件充裕；②气候适宜；③没有敌害；④无迁入、迁出

①食物、空间有限；

②不断变化的自然条件；③有种内斗争和种间竞争

增长

模型

K值有无

无K值

有K值

联系

环境阻力按自然选择学说表现为在生存斗争中被淘汰的个体数

2.种群增长率与增长速率的比较

（1）含义

①种群增长率是指在一段时间内，结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例。

公式可表示为：

种群增长率＝（Nt－Nt－1）/Nt－1。

②种群的增长速率是指单位时间内种群数量的变化率（即时间－数量曲线的斜率）。

公式可表示为：

增长速率＝（Nt－Nt－1）/单位时间。

（2）图像

“J”型曲线的增长率　　“S”型曲线的增长速率

3．种群数量增长曲线的应用

（1）K值的应用

①野生生物资源的保护：

保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。

②有害生物的防治：

增大环境阻力（如为防鼠害而封储粮食、消除生活垃圾、保护鼠的天敌等），降低K值。

③合理确定载牧量：

草场放牧，最大载畜量不能超过K值；鱼的养殖也不能超过K值，否则，会破坏生态系统的稳定性，导致K值下降。

（2）K/2值的应用

①资源开发与利用：

种群数量达到K/2值时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞（捕获）时，捕捞后的种群数量要维持在K/2值处，以保证持续获取高产量。

②有害生物防治：

务必及时尽早控制种群数量，严防达到K/2值处。

方法规律：

K值的不同表示方法

图中A、B、C、D对应的种群数量为K值，A′、C′、D′对应的种群数量为K/2。

1．如图为种群数量增长曲线，有关叙述不正确的是（　　）

A．改善空间和资源条件有望使K值提高

B．BC段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率

C．C点时种群增长速率为零，出生率等于死亡率

D．比较曲线Y与曲线X表明自然状态下种群无法超出理想状态下的最大增长速率

B　[BC段种群增长速率逐渐减小，但出生率仍大于死亡率；改善空间和资源等条件可提高环境容纳量（K值）；C点时种群增长速率为零，出生率等于死亡率；比较曲线Y与曲线X表明自然状态下种群无法超出理想状态下的最大增长速率。

]

（1）造成上题曲线X与曲线Y差异的原因是什么？

提示：

环境阻力的有无。

（2）种群曲线X的增长率与λ之间存在怎样的关系？

提示：

种群的增长率＝λ－1。

2．科研人员对某草原一种野生动物的种群进行研究，得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化，如图所示。

有关叙述正确的是（　　）

A．该生物的种群增长曲线呈“J”型

B．死亡率增加的原因是食物、空间和天敌等因素

C．要合理利用该种动物资源，应将种群密度控制在D点

D．B点时，种群增长速率最大，种群达到最大环境容纳量

B　[D点时出生率与死亡率相等，种群数量达到最大，此时种内斗争最激烈，种群呈“S”型增长；死亡率增加的原因，一方面是种群数量增大，食物和空间相对减少，导致种内斗争加剧，另一方面是天敌数量增加；要合理地利用该动物资源，应将该种群的密度控制在B点时的水平，种群增长速率最大，数量恢复比较快；B点表示种群的增长速率最大，数量为K/2，D点表示种群密度最大，达到K值。

]

题后反思：

（1）根据λ值判断种群数量变化

①当λ＞1时，种群数量增加；

②当λ＝1时，种群数量稳定；

③当0＜λ＜1时，种群数量下降；

④当λ＝0时，种群无繁殖现象，且在下一代灭亡。

（2）K值的变化

①K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。

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句归纳

1．种群的数量变动取决于出生率和死亡率、迁入和迁出这两组因素。

2．一个稳定自然种群的数量是不断变动的，但总是在平均值附近作上下波动。

3．种群在无限环境中呈“J”型增长或指数式增长。

4．当食物、空间和其他生活必需条件受限制时，种群呈“S”型增长。

1．目前我国实行“全面二孩”的政策，该政策直接影响的种群数量特征有（　　）

①出生率　②种群密度　③迁入　④年龄结构

A．①②③　　　B．①②④

C．②③④D．①③④

B　[目前我国实行“全面二孩”的政策，该政策直接影响的种群数量特征有①出生率、②种群密度、④年龄结构。

]

2．下图为某种群数量随时间变化的曲线图，则下列说法错误的是（　　）

A．该图为种群数量“J”型增长曲线

B．该种群数量增长的增长率不断增加

C．N0为种群起始数量，可影响种群密度

D．该种群数量持续增长且无限增长

B　[该种群数量增长曲线为“J”型，因为该种群的数量无限增长，没有最大值；种群的增长率不变；图中N0为种群的起始数量，其大小可影响种群密度。

]

3．自然界中生物种群的增长常表现为“S”型增长曲线。

有关此说法正确的是（　　）

A．“S”型曲线表明种群数量变化是先多后少

B．“S”型增长不受种群密度制约

C．“S”型曲线表示了种群数量和天敌的关系

D．“S”型曲线的形成是多种生态因素作用的结果

D　[“S”型曲线表示种群数量变化将达到最大值（K值）；“S”型增长中种群的增长受种群密度、环境因素等的制约；种群数量与天敌的关系常表示为“捕食”曲线，而不是“S”型曲线。

]

4．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．环境容纳量会随着环境条件的改变而改变

C．环境容纳量由种群的出生率和死亡率决定

D．种群的“J”型增长会受到环境容纳量的限制

B　[环境容纳量是指特定环境所能容许的种群数量的最大值；环境容纳量会随着环境条件的改变而改变；种群密度主要由出生率和死亡率决定，环境容纳量是环境制约作用的具体体现；种群的“J”型增长不受环境条件的限制。

]

5．如图表示某一种群在不同环境中的增长曲线，据图回答下列问题。

（1）图中曲线表示种内斗争最激烈的是________段，t3后种群数量不能无限增长的原因是______________________________，

同一种群的K值是固定不变的吗？

请判断并说明理由：

_____________________________________________________

_____________________________________________________。

（2）若此图表示池塘中某些鱼类种群的增长曲线，希望长期获得较高的产量，每次捕捞后该种鱼的数量需保持在________点左右，原因是_____________________________________________________

_____________________________________________________。

[解析]　图中表示的是呈“S”型曲线的种群数量变化的过程。

分析如下：

（1）种内斗争最为激烈的时候应是种群数量达到最大值时的c～d段；环境条件是有限的，所以种群数量不会无限增长；种群的K值表示的是环境容纳量，所以K值是否变化是由环境决定的。

（2）在捕捞后为了尽快恢复种群的数量，种群的增长速率应保持最大，所以捕捞后种群数量应保持在K/2。

[答案]　

（1）c～d　受到食物、空间等因素的限制　不是，受到环境（食物、天敌、气候等）因素的影响　

（2）b　既能捕获一定数量的个体，又能使鱼类种群数量尽快地增长和恢复