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必修3第4章種群和群落 第2節(jié)種群數(shù)量的變化 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 填寫下表 計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間 單位為min 產(chǎn)生后代的數(shù)量 2 n代細(xì)菌數(shù)量Nn的計(jì)算公式是 3 72小時(shí)后 由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少 Nn 1 n 解 n minx h min Nn 1 n 一 建構(gòu)種群增長模型的方法 4 以時(shí)間為橫坐標(biāo) 細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo) 畫出細(xì)菌的數(shù)量增長曲線 曲線圖 直觀 但不夠精確數(shù)學(xué)公式 精確 但不夠直觀 曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較 有哪些優(yōu)缺點(diǎn) 一 建構(gòu)種群增長模型的方法 1 數(shù)學(xué)模型 是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式 2 數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式 數(shù)學(xué)方程式 曲線圖 3 建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的意義 描述 解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化 A 觀察并提出問題 提出合理假設(shè) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)事物的性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)或觀察檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)形式B 觀察并提出問題 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)事物的性質(zhì) 提出合理假設(shè) 實(shí)驗(yàn)或觀察檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)形式C 觀察并提出問題 提出合理假設(shè) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)事物的性質(zhì)D 提出合理假設(shè) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)事物的性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)或觀察檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)形式 種群數(shù)量數(shù)學(xué)模型建立的一般步驟是 典型例題 A 二 種群增長的 J 型曲線 產(chǎn)生條件 理想狀態(tài) 食物充足 空間不限 氣候適宜 沒有天敵 模型 量的計(jì)算 t年后種群的數(shù)量為 Nt N0 t N0為起始數(shù)量 t為時(shí)間 Nt表示t年后該種群的數(shù)量 第二年是第一年的倍數(shù) 增長特點(diǎn) 時(shí)間 時(shí)間 O 例子 實(shí)驗(yàn)室條件下 外來物種入侵 遷移入新環(huán)境 典型例題 例 下列有關(guān)種群 J 型增長的敘述 正確的是 A J 型增長的種群都有K值B J 型增長的種群生存條件是有限的C 自然界中絕大多數(shù)種群呈 J 型增長D J 型增長的種群個(gè)體數(shù)一定不斷增加 D 提示 J 型增長由于資源 空間是理想的 無限的 種群個(gè)體數(shù)不斷增加 三 種群增長的 S 型曲線 產(chǎn)生條件 存在環(huán)境阻力 自然條件 現(xiàn)實(shí)狀態(tài) 食物等資源和空間總是有限的 種內(nèi)競爭不斷加劇 捕食者數(shù)量不斷增加 導(dǎo)致該種群的出生率降低 死亡率增高 當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí) 種群的增長就會(huì)停止 有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平 曲線圖 種群增長速率不斷降低 種群數(shù)量K 2 K值時(shí) 種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí) 種群增長速率為零 但種群數(shù)量達(dá)到最大 且種內(nèi)斗爭最劇烈 種群數(shù)量在K 2值時(shí) 種群增長速率最大 種群數(shù)量由0 K 2值時(shí) 種群增長速率增大 K值 在環(huán)境條件不受破壞的情況下 一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量 K 2 轉(zhuǎn)折期 增長速率最快 K值 環(huán)境容納量 加速期 個(gè)體數(shù)量增加 增長加速 潛伏期 個(gè)體數(shù)量較少增長緩慢 減速期 增長緩慢 飽和期 增長速率為零 圖乙的fg段相當(dāng)于圖甲的ac段 圖乙的g點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的c點(diǎn) 圖乙的gh段相當(dāng)于圖甲的cd段 圖乙的h點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的de段 種群增長曲線的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用 有害動(dòng)物的防治 應(yīng)通過降低其環(huán)境容納量 K值 受保護(hù)動(dòng)物的拯救和恢復(fù) 應(yīng)通過改善其棲息環(huán)境 提高K值 生產(chǎn)上的捕獲期應(yīng)確定在種群數(shù)量為K 2時(shí)最好 而殺蟲效果最好的時(shí)期在潛伏期 種群數(shù)量變化曲線與種群增長率曲線的關(guān)系 兩種增長曲線的比較 理想狀態(tài) 先增加再減少 有K值 自然狀態(tài) 保持穩(wěn)定 無K值 越來越小 呈指數(shù)增長 典型例題 2014福建 研究人員用樣方法調(diào)查了某地北點(diǎn)地梅 一年生草本植物 的種群數(shù)量變化 結(jié)果如圖所示 下列敘述正確的是 A 1972年北點(diǎn)地梅個(gè)體間生存斗爭程度較1975年低B 1971年種子萌發(fā)至幼苗階段的死亡率高于幼苗至成熟植株階段C 統(tǒng)計(jì)種群密度時(shí) 應(yīng)去掉采集數(shù)據(jù)中最大 最小值后取平均值D 由于環(huán)境條件的限制 5年間該種群數(shù)量呈 S 型增長 B 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng) 四 種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 直接因素 出生率 死亡率 遷入率 遷出率 外界因素 食物 氣候 傳染病 天敵 重要因素 人類的活動(dòng) 例 若生態(tài)系統(tǒng)中生活著多種植食性動(dòng)物 其中某一植食性動(dòng)物種群個(gè)體數(shù)量的變化如圖所示 若不考慮該系統(tǒng)內(nèi)生物個(gè)體的遷入與遷出 下列關(guān)于該種群個(gè)體數(shù)量變化的敘述 錯(cuò)誤的是 典型例題 A A 若a點(diǎn)時(shí)環(huán)境因素發(fā)生變化 但食物量不變 則a點(diǎn)以后個(gè)體數(shù)量變化不符合 S 型增長B 若該種群出生率提高 個(gè)體數(shù)量的增加也不會(huì)大幅超過b點(diǎn)C 天敵的大量捕食會(huì)導(dǎo)致該種群個(gè)體數(shù)量下降 下降趨勢與b c段相似D 年齡結(jié)構(gòu)變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致該種群個(gè)體數(shù)量發(fā)生波動(dòng) 波動(dòng)趨勢與c d段相似 提示 該生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相對成熟穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng) 種群數(shù)量可能會(huì)有所波動(dòng) 但仍符合 S 型增長 1 實(shí)驗(yàn)原理 1 用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌 種群的增長受培養(yǎng)液的成分 空間 pH 溫度等因素的影響 2 在理想的無限環(huán)境中 酵母菌種群的增長呈 J 型曲線 在有限的環(huán)境下 酵母菌種群的增長呈 S 型曲線 適應(yīng)期增長期穩(wěn)定期衰退期時(shí)間 五 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化 2 實(shí)驗(yàn)流程 將酵母菌接種到培養(yǎng)液中混合均勻并培養(yǎng) 每天將含有酵母菌的培養(yǎng)液滴在計(jì)數(shù)板上 計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量 再以此為根據(jù) 估算試管中的酵母菌總數(shù) 2 從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前 建議你將試管輕輕振蕩幾次 這是為什么 不需要 在時(shí)間上形成對照 1 怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù) 3 思考與討論 可以采用抽樣檢測的方法 計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量 再以此為根據(jù) 估算計(jì)算中的酵母菌總數(shù) 方格2mm 2mm蓋玻片下培養(yǎng)液厚度為0 1mm 可算出10ml培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)的公式為 2 5 104a a為小方格內(nèi)酵母菌數(shù) 3 本探究需要設(shè)置對照組嗎 目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布 以保證估算的準(zhǔn)確性 不需要 已有前后對照 4 需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎 需要 分組實(shí)驗(yàn)獲得平均值 5 如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多 難以計(jì)數(shù) 應(yīng)采取怎樣的措施 搖勻試管取1mL酵母菌培養(yǎng)液稀釋n倍后 再用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù) 所得數(shù)值乘以n 2 5 104 即為10mL酵母菌液中酵母菌個(gè)數(shù) 7 對于壓在小方格界線上的酵母菌 應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù) 只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角 一 建構(gòu)種群增長模型的方法 二 種群增長的 J 型曲線 建立數(shù)學(xué)模型 1 產(chǎn)生條件 食物充足 空間不限 氣候適宜 沒有敵害等 2 種群 J 型增長的數(shù)學(xué)模型公式 Nt N0 t 三 種群增長的 S 型曲線 2 增長特點(diǎn) 種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值 K值 將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定 四 種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 1 產(chǎn)生條件 自然條件 現(xiàn)實(shí)狀態(tài) 食物等資源和空間總是有限的 種內(nèi)競爭不斷加劇 捕食者數(shù)量不斷增加 導(dǎo)致該種群的出生率降低 死亡率增高 五 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化 課堂小結(jié) 典型例題 2015廣東卷 4 圖1表示在一個(gè)10ml的密閉培養(yǎng)體系中酵母菌細(xì)胞數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化 關(guān)于酵母菌數(shù)量的敘述 正確的是 A種內(nèi)斗爭導(dǎo)致初始階段增長緩慢B可用數(shù)學(xué)模型Nt N0 t表示C可用取樣器取樣法計(jì)數(shù)DK值約為120000個(gè) D