种群的数量变化导学案

第2节种群的数量变化

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1．列举种群的特征，并运用样方法调查种群密度。

2．解释种群的数量变化，并尝试建立数学模型。

学习时间：3月22至23日内（两小时完成）

学习导读

一、种群数量变化的研究方法

1．构建数学模型的一般步骤

（1）观察研究对象，；

（2）提出；

（3）根据实验数据，用适当的表达；

（4）通过实验或观察，对模型进行。

2．优点

与数学方程式相比，它更直观的反映出种群数量的增长趋势。

三、种群数量增长的曲线

1．种群数量增长的“J”型曲线

（1）理想条件：条件充足、气候适宜、没有敌害等。

（2）数学公式：。

（3）曲线变化：

2．种群数量增长的“S”型曲线

（1）有限条件：自然界的是有限的。

（2）概念：种群经过一定时间的增长后，数量的增长曲线。

（3）K值：又称，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。

（4）曲线变化：

三、种群数量波动和下降的原因是、、天敌、传染病等。

破疑解难

一、建构种群增长模型的方法

1．意义：数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断和预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。

2．步骤：⑴观察研究对象是为了发现问题、探索规律。“细菌每20分钟分裂一次”便是通过大量观察和实验得出的结论；

⑵合理提出假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型不同，“细菌义指数函数增长”便是合理的假设；

⑶运用数学语言进行表达。即数学模型的表达形式“N t=N0. λt”（N为种群的大

小，t为时间，λ为种群的周限增长率）,也可以用更直观的曲线“J”型曲线表示

⑷对模型进行检验和修正。

二、种群的数量变化

1．类型：种群的数量变化包括种群的“J”型增长、“S”型增长、波动和下降。应当注意的是，这四种情况之间的内在联系：在理想的无限环境中，即资源和空间十分充足，没有

天敌和其他灾害等，种群数量会呈“J”型增长；而在自然界，资源和空间总是有限的，因

此，即使出现“J”型增长，也不可能持续很久，经过一定时间的增长后，数量会在“K”值左右趋于稳定，这种增长模型为“S”型增长；在有限环境中，种群数量是否都能在“K”值维持稳定呢？不是的，由于气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动的，在不利条件下，甚至会出现持续的下降乃至消亡。“种群数量的波动和下降”，注意影响种群数量的主要因素：内部因素（出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构和性比等特征，是种群统计学的重要特征，它们影响着种群的动态。）；外部因素（食物、天敌、气候）。地球的容纳量是有限的，食物、水和空间是影响人口多少和增长率的限制因素。自然界中多数生物种群都已达到稳定期，总体上看，许多种群的种群数量一般不再增长，而是波动或变动。

2．意义：研究种群的数量变化规律，不仅能够有一定的理论意义，而且具有重大的实际意义。例如，在对待鱼类的捕捞问题上，人们总是希望每年既能捕到较多的鱼，又不危及鱼类种群以后的持续生存，也就是希望长期获得较高的鱼产量。这就需要研究捕捞量和种群数量变化之间的关系，调查种群的现有数量，对种群的数量变化作出预测等。因此，中秋的数量变化规律是种群研究的核心问题。

三、存活曲线

1．含义：存活曲线是表示一个种群在一定时期内存活量的指标，也是衡量种群增长的基本参数。

2．类型：

⑴Ⅰ型：曲线呈凹型，幼年期死亡率很高，一旦活到某一年龄后，死亡率低且稳定。藤壶的存活曲线接近Ⅰ。

⑵Ⅱ型；曲线呈对角线，各年龄段死亡率相等。例如，水螅、一些鸟类和小型哺乳动

物。

⑶Ⅲ型：曲线呈凸型，表示接近生理寿命前只有少数个体死亡，达到生理年龄后，短

期内几乎全部死亡。例如，大型兽类和人类的存活曲线。

3．意义：存活曲线以环境条件和对有限资源的竞争为转移。例如，人类的存活曲线因营养、医药卫生条件不同有很大的变化。如果环境变得适合，死亡率变得很低，种群就会突然爆发。不少农业害虫就是这种情况。

研究存活曲线可以判断各种动物种群最易受伤害的年龄，而加以人为的有效控制这一种群的数量，以达到造福人类的目的。如可以选择最有利时间打猎或进行害虫防治。

四、探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”

提出问题：

作出假设：

实验原理：

1．酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下能产生较多的CO2，在无氧条件下产生酒精和少量CO2。

2．在理想的无限环境中，没有天敌和其他灾害，酵母菌种群呈“J”型增长，自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。

3．计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。

进行实验：

1．将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。

2．将酵母菌接种入试管中的培养液。

3．将试管放在25℃条件下培养。

4．每天取样计数酵母菌数量。

5．分析数据，画出曲线。

表达和交流

探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”，是一项有着多方面意义和价值的探究活动：（1）通过亲自研究一个真实的种群，加深对种群数量变化知识的理解；（2）尝试用数学模型解释种群数量的变化；（3）运用抽样检测的方法；（4）运用显微观察和微生物培养的方法；（5）培养收集、整理、分析数据的能力；等等。这项探究在写法上给学生留出了较大的自主探究的空间，包括作出假设、讨论探究思路、制定计划、实施计划等。

经典例题

例1．科研人员对海洋某种食用鱼进行研究，

得出了种群数量的变化曲线，如图所示。分

析图示，回答问题：

⑴在点时，种群补充量最

大，

点表示种群的环境容纳量（K值）。