第三章第一節(jié)第二講種群數(shù)量的增長規(guī)律

1、創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)第第三三章章生生物物群群落落的的演演替替自主預(yù)習(xí)自主預(yù)習(xí)抓根底抓根底名師點撥名師點撥釋疑難釋疑難NO.1NO.1設(shè)計設(shè)計1 1設(shè)計設(shè)計2 2NO.2NO.2演練演練1 1演練演練2 2合作學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí)探新知探新知第一第一節(jié)節(jié)種群種群第第二二講講種種群群數(shù)數(shù)量量的的增增長長規(guī)規(guī)律律第一頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第二頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第三頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第四頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第五頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第六頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 一、生物科學(xué)中

2、的數(shù)學(xué)模型一、生物科學(xué)中的數(shù)學(xué)模型 1 1建立過程建立過程 建立數(shù)學(xué)模型主要包括表達(dá)與驗證兩個過程。建立數(shù)學(xué)模型主要包括表達(dá)與驗證兩個過程。 (1) (1)表達(dá)就是根據(jù)建模的表達(dá)就是根據(jù)建模的 和掌握的和掌握的 ( (如數(shù)據(jù)、如數(shù)據(jù)、現(xiàn)象現(xiàn)象),),將實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題將實際問題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題, ,用用 確切地表確切地表述出來。述出來。 (2) (2)驗證就是用驗證就是用 檢驗得到的解答檢驗得到的解答, ,以確以確認(rèn)結(jié)果的正確性。認(rèn)結(jié)果的正確性。目的目的信息信息現(xiàn)實對象的信息現(xiàn)實對象的信息數(shù)學(xué)語言數(shù)學(xué)語言第七頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 2 2意義意義 現(xiàn)代生物科學(xué)正在從現(xiàn)代

3、生物科學(xué)正在從 走向走向 , ,數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用能較明確地表達(dá)生命活動的能較明確地表達(dá)生命活動的 , ,進(jìn)而深入了解生進(jìn)而深入了解生命活動的本質(zhì)。命活動的本質(zhì)。 二、種群數(shù)量增長的規(guī)律二、種群數(shù)量增長的規(guī)律 1 1J J型曲線型曲線 (1) (1)含義：在理想條件下種群內(nèi)個體數(shù)量含義：在理想條件下種群內(nèi)個體數(shù)量 , ,用坐標(biāo)用坐標(biāo)圖表示而形成的曲線。圖表示而形成的曲線。 (2) (2)理想條件：食物理想條件：食物( (養(yǎng)料養(yǎng)料) )和和 充裕、氣候適充裕、氣候適宜和宜和 等。等。 (3) (3)后代中第后代中第t t代的數(shù)量表示式：代的數(shù)量表示式： 。定性定性定量定量動態(tài)過程動態(tài)過

4、程連續(xù)增長連續(xù)增長空間條件空間條件沒有敵害沒有敵害N Nt tN N0 0t t第八頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 2 2S S型曲線型曲線 (1) (1)含義：在含義：在 的環(huán)境中的環(huán)境中( (如空間、食物、天敵等如空間、食物、天敵等),),種種群個體數(shù)量的增長方式用坐標(biāo)圖表示而形成的曲線。群個體數(shù)量的增長方式用坐標(biāo)圖表示而形成的曲線。 (2) (2)特點：種群內(nèi)個體數(shù)量到達(dá)特點：種群內(nèi)個體數(shù)量到達(dá) 所允許的所允許的 (K (K值值) )時不再增加。時不再增加。 三、人為干擾對種群數(shù)量的影響三、人為干擾對種群數(shù)量的影響 (1) (1)人為干擾導(dǎo)致物種人為干擾導(dǎo)致物種 遭到破壞遭到

5、破壞, ,生活空間逐漸生活空間逐漸縮小縮小, ,會加快野生生物的絕滅速度。會加快野生生物的絕滅速度。 環(huán)境條件環(huán)境條件最大值最大值有限有限生活的環(huán)境生活的環(huán)境第九頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 (2) (2)生物資源過度的生物資源過度的 和和 也會使種群數(shù)量下降或物也會使種群數(shù)量下降或物種絕滅。種絕滅。 (3)(3)環(huán)境污染對種群密度的變化也會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響等。環(huán)境污染對種群密度的變化也會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響等。開發(fā)開發(fā)利用利用第十頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第十一頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回1 1判斷以下說法的正誤判斷以下說法的正誤(1)(1)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用

6、能較明確地表達(dá)生命活動的動態(tài)過程數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用能較明確地表達(dá)生命活動的動態(tài)過程, , 進(jìn)而深入了解生命活動的本質(zhì)。進(jìn)而深入了解生命活動的本質(zhì)。 ( () )(2)(2)建立種群動態(tài)變化數(shù)學(xué)模型的目的是說明種群個體的生建立種群動態(tài)變化數(shù)學(xué)模型的目的是說明種群個體的生 命活動規(guī)律。命活動規(guī)律。 ( () )(3)J(3)J型曲線是理想曲線型曲線是理想曲線, ,自然界根本不存在。自然界根本不存在。 ( () )(4)J(4)J型曲線的種群增長率保持不變。型曲線的種群增長率保持不變。 ( () )(5)S(5)S型曲線的限制因素既有生物因素型曲線的限制因素既有生物因素, ,也有環(huán)境因素。也有環(huán)境因素。

7、 ( () )第十二頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回(6)S(6)S型曲線在型曲線在K K值時值時, ,種群增長速率最大。種群增長速率最大。 ( () )(7)S(7)S型曲線中當(dāng)種群數(shù)量到達(dá)型曲線中當(dāng)種群數(shù)量到達(dá)K K值時值時, ,種群數(shù)量就不再發(fā)生種群數(shù)量就不再發(fā)生 改變。改變。 ( () )(8)(8)人為的干擾往往使自然種群數(shù)量發(fā)生一定的變化。人為的干擾往往使自然種群數(shù)量發(fā)生一定的變化。 ( () ) 答案：答案：(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6) (7) (7)(8)(8)第十三頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回2 2在以下圖中

8、在以下圖中, ,表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是 ( () )解析：解析：理想狀態(tài)下種群呈理想狀態(tài)下種群呈J J型曲線增長。型曲線增長。答案：答案：B B第十四頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回3 3以下有關(guān)種群增長的以下有關(guān)種群增長的S S型曲線的表達(dá)型曲線的表達(dá), ,錯誤的選項是錯誤的選項是 ( () ) A A通常自然界中的種群增長曲線最終呈通常自然界中的種群增長曲線最終呈S S型型 B B到達(dá)到達(dá)K K值時種群增長速率為零值時種群增長速率為零 C C種群增長受自身密度的影響種群增長受自身密度的影響 D D種群的增長速率逐步降低種群的增長速率逐

9、步降低 解析：在整個種群解析：在整個種群S S型增長變化過程中型增長變化過程中, ,增長速率先增增長速率先增 大、后減小大、后減小, ,故故D D項表達(dá)錯誤。項表達(dá)錯誤。 答案：答案：D D第十五頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回4.4.右圖是一個鼠群遷入一個新的生態(tài)系統(tǒng)右圖是一個鼠群遷入一個新的生態(tài)系統(tǒng) 后的生長曲線圖。試分析在曲線中哪一后的生長曲線圖。試分析在曲線中哪一 段表示食物最可能成為鼠群繁殖速率的段表示食物最可能成為鼠群繁殖速率的 限制因素限制因素 ( () ) A AEFEF段段B BDEDE段段 C CBDBD段段 D DCBCB段段第十六頁，編輯于星期日：八點 二十七

10、分。返回返回解析：該種群呈解析：該種群呈S S型曲線增長型曲線增長,CB,CB段表示生長的延滯期段表示生長的延滯期,BD,BD、DEDE段段表示種群進(jìn)入指數(shù)增長期表示種群進(jìn)入指數(shù)增長期,EF,EF段曲線平滑段曲線平滑, ,接近于平行接近于平行, ,表示環(huán)境表示環(huán)境阻力的增大阻力的增大, ,繁殖速率開始下降繁殖速率開始下降, ,出生率與死亡率相當(dāng)出生率與死亡率相當(dāng), ,這時食物這時食物最可能成為鼠群繁殖的限制因素。最可能成為鼠群繁殖的限制因素。答案：答案：A A第十七頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第十八頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 探究探究1.1.種群增長的種群增長的J

11、 J型曲線有何特點？型曲線有何特點？ 提示提示 種群數(shù)量一直增加。種群數(shù)量一直增加。增長率保持不變。增長率保持不變。 探究探究2.2.種群增長的種群增長的S S型曲線是如何形成的？型曲線是如何形成的？第十九頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 探究探究3.3.在在“探究酵母菌種群大小的動態(tài)變化的實驗中探究酵母菌種群大小的動態(tài)變化的實驗中, ,酵母菌有什么增長規(guī)律？酵母菌有什么增長規(guī)律？ 提示提示 在理想的無限環(huán)境中在理想的無限環(huán)境中, ,酵母菌種群的增長呈酵母菌種群的增長呈J J型型曲線；在有限的環(huán)境下曲線；在有限的環(huán)境下, ,酵母菌種群的增長呈酵母菌種群的增長呈S S型曲線；在不型曲線

12、；在不補充營養(yǎng)物質(zhì)的情況下補充營養(yǎng)物質(zhì)的情況下, ,酵母菌的增長呈拋物線。酵母菌的增長呈拋物線。第二十頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第二十一頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第二十二頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 例例11(2011(2011江蘇高考江蘇高考) )在野外試驗站在野外試驗站, ,研究棉蚜發(fā)生期開放研究棉蚜發(fā)生期開放和封閉條件下、不同初始密度和封閉條件下、不同初始密度(1 (1 和和20 20 頭頭/ /葉葉) )的棉蚜種群密度變化的棉蚜種群密度變化, ,各實驗組均放置規(guī)格、數(shù)量相同的棉葉各實驗組均放置規(guī)格、數(shù)量相同的棉葉, ,結(jié)果如以下圖。有關(guān)表達(dá)

13、結(jié)果如以下圖。有關(guān)表達(dá)正確的選項是正確的選項是( (多項選擇多項選擇) () () )第二十三頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回A A初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下衰初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下衰 退退, ,可能與遷出有關(guān)可能與遷出有關(guān)B B初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下達(dá)初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下達(dá) 到密度峰值到密度峰值, ,可能與遷入有關(guān)可能與遷入有關(guān)C C開放和封閉條件下種群數(shù)量均在到達(dá)開放和封閉條件下種群數(shù)量均在到達(dá) K K 值時開始衰值時開始衰 退退D D開放和封閉條件下種內(nèi)斗爭均在種群衰退時開始減開放和封閉條件下種內(nèi)斗爭

14、均在種群衰退時開始減 弱弱第二十四頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 解析解析 此題考查對實驗結(jié)果的分析判斷能力。由曲線可此題考查對實驗結(jié)果的分析判斷能力。由曲線可知：初始密度相同的種群知：初始密度相同的種群, ,開放條件下的先到達(dá)峰值也先衰退開放條件下的先到達(dá)峰值也先衰退, ,而開放條件與封閉條件相比是開放條件下存在遷入和遷出的現(xiàn)而開放條件與封閉條件相比是開放條件下存在遷入和遷出的現(xiàn)象象,A,A、B B正確；因各組棉葉的規(guī)格數(shù)量相同正確；因各組棉葉的規(guī)格數(shù)量相同, ,那么理論上那么理論上K K值應(yīng)值應(yīng)相同相同, ,但由圖示可知但由圖示可知, ,只有開放條件下初始密度較大的種群在到只有

15、開放條件下初始密度較大的種群在到達(dá)達(dá)K K值時開始衰退值時開始衰退, ,其余都是在未到達(dá)其余都是在未到達(dá)K K值時就開始衰退值時就開始衰退,C,C項錯項錯誤；種內(nèi)斗爭是指某一區(qū)域的同種個體為爭奪有限的資源和空誤；種內(nèi)斗爭是指某一區(qū)域的同種個體為爭奪有限的資源和空間而間而第二十五頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回發(fā)生斗爭的現(xiàn)象發(fā)生斗爭的現(xiàn)象, ,在種群衰退時雖然種群個體數(shù)量減少在種群衰退時雖然種群個體數(shù)量減少, ,但因但因棉葉被食用棉葉被食用, ,其量也在減少其量也在減少, ,故種內(nèi)斗爭不一定減弱故種內(nèi)斗爭不一定減弱,D,D項錯誤。項錯誤。 答案答案 ABAB第二十六頁，編輯于星期日：八

16、點 二十七分。返回返回 例例22(2012(2012南通統(tǒng)考南通統(tǒng)考) )馬纓丹馬纓丹是一種生活于熱帶地區(qū)的有毒植物是一種生活于熱帶地區(qū)的有毒植物, ,為到達(dá)欣賞目的人們把它引種到夏威為到達(dá)欣賞目的人們把它引種到夏威夷夷, ,一段時間后馬纓丹大量繁殖一段時間后馬纓丹大量繁殖, ,對對夏威夷的畜牧業(yè)造成嚴(yán)重威脅。請根夏威夷的畜牧業(yè)造成嚴(yán)重威脅。請根據(jù)右圖所示據(jù)右圖所示“種群生長的坐標(biāo)曲線種群生長的坐標(biāo)曲線, ,答復(fù)以下有關(guān)問題：答復(fù)以下有關(guān)問題： 第二十七頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 (1) (1)圖中曲線圖中曲線_符合馬纓丹瘋狂蔓延趨勢。這充分表達(dá)符合馬纓丹瘋狂蔓延趨勢。這充分表

17、達(dá)了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說中的生物了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說中的生物_的特性。的特性。 (2) (2)自然界中種群增長曲線表現(xiàn)為圖中的曲線自然界中種群增長曲線表現(xiàn)為圖中的曲線_。 (3) (3)按生態(tài)學(xué)原理按生態(tài)學(xué)原理, ,世界人口增長應(yīng)該表現(xiàn)為圖中曲線世界人口增長應(yīng)該表現(xiàn)為圖中曲線_,_,假設(shè)地球環(huán)境對人類種群的容納量假設(shè)地球環(huán)境對人類種群的容納量(K)(K)為為110110億億, ,那么全球人口的最適那么全球人口的最適數(shù)量為數(shù)量為_。假設(shè)出現(xiàn)。假設(shè)出現(xiàn)cdcd段那么說明人口出現(xiàn)了負(fù)增長。段那么說明人口出現(xiàn)了負(fù)增長。 (4) (4)太湖藍(lán)藻事件使太湖美的形象大打折扣太湖藍(lán)藻事件使太湖美的形象大打折扣,

18、 ,假設(shè)此圖表示假設(shè)此圖表示太湖藍(lán)藻增長曲線太湖藍(lán)藻增長曲線, ,當(dāng)種群數(shù)量到達(dá)當(dāng)種群數(shù)量到達(dá)_點后點后, ,增長速率為增長速率為0 0。第二十八頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 (5) (5)依據(jù)自然界依據(jù)自然界“種群增長的特點種群增長的特點, ,人們在進(jìn)行狩獵或海洋捕撈人們在進(jìn)行狩獵或海洋捕撈作業(yè)時作業(yè)時, ,應(yīng)把握在應(yīng)把握在_點后進(jìn)行點后進(jìn)行, ,原因是原因是_。 (6) (6)假設(shè)圖中曲線假設(shè)圖中曲線表示某地老鼠種群數(shù)量變化表示某地老鼠種群數(shù)量變化, ,如果滅鼠如果滅鼠時只采用殺死的方法時只采用殺死的方法, ,采取措施后老鼠的數(shù)量會很快恢復(fù)到原有采取措施后老鼠的數(shù)量會很快恢復(fù)

19、到原有的數(shù)量。請你依圖提出更有效的控制鼠害的方案：的數(shù)量。請你依圖提出更有效的控制鼠害的方案：_。第二十九頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 解析解析 過度繁殖是生物界的一種普遍現(xiàn)象過度繁殖是生物界的一種普遍現(xiàn)象, ,外來物種由于外來物種由于條件適宜往往呈條件適宜往往呈J J型曲線瘋狂增長。自然情況下型曲線瘋狂增長。自然情況下, ,種群數(shù)量呈種群數(shù)量呈S S型型曲線增長曲線增長, ,人口增長也不例外人口增長也不例外, ,其主要原因是生存條件有限。在其主要原因是生存條件有限。在K/2K/2值時值時, ,種群保持最大的增長速率種群保持最大的增長速率, ,所以如果全球的人口環(huán)境容所以如果全球

20、的人口環(huán)境容納量為納量為110110億億, ,那么最適人口數(shù)量為那么最適人口數(shù)量為5555億。當(dāng)種群數(shù)量到達(dá)億。當(dāng)種群數(shù)量到達(dá)f f點后點后, ,出生率死亡率出生率死亡率, ,即增長速率為即增長速率為0,0,而種群數(shù)量到達(dá)而種群數(shù)量到達(dá)e e點時點時, ,種群增種群增長速率最大長速率最大, ,對于狩獵和海洋捕撈作業(yè)具有重要的指導(dǎo)意義。對于狩獵和海洋捕撈作業(yè)具有重要的指導(dǎo)意義。 滅鼠時假設(shè)只是殺死一局部老鼠滅鼠時假設(shè)只是殺死一局部老鼠, ,鼠種群數(shù)量下降到鼠種群數(shù)量下降到c c點以下點以下, ,但很快又恢復(fù)到但很快又恢復(fù)到c c點。假設(shè)降低環(huán)境容納量點。假設(shè)降低環(huán)境容納量( (即即K K值值),),如去除垃圾、儲藏好食物如去除垃圾、儲藏好食物, ,可有效地控制鼠害?？捎行У乜刂剖蠛Α５谌?，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回 答案答案 (1)(1)過度繁殖過度繁殖(2)(2)(3)(3)5555億億 (4)f(4)f (5)e(5)ee e點時種群數(shù)量的增長速率最大點時種群數(shù)量的增長速率最大 (6) (6)增加老鼠生存環(huán)境阻力增加老鼠生存環(huán)境阻力( (可從食物來源、生活場所、可從食物來源、生活場所、天敵等方面考慮天敵等方面考慮),),使環(huán)境的容納量降低使環(huán)境的容納量降低第三十一頁，編輯于星期日：八點 二十七分。返回返回第三十二頁，編輯于星