浙科版種群的增長(zhǎng)方式(3.25)

1、浙江省衢州高級(jí)中學(xué)浙江省衢州高級(jí)中學(xué) 文文 化化 育育 人人 特特 色色 發(fā)發(fā) 展展第二節(jié)第二節(jié) 種群的增長(zhǎng)方式種群的增長(zhǎng)方式 牧民在承包的草場(chǎng)上該放養(yǎng)多少羊，才既牧民在承包的草場(chǎng)上該放養(yǎng)多少羊，才既能保護(hù)草原又能取得最好經(jīng)濟(jì)效益？能保護(hù)草原又能取得最好經(jīng)濟(jì)效益？4提出疑問(wèn)提出疑問(wèn) 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每制的情況下，某種細(xì)菌每2020分鐘就通過(guò)分裂繁殖一代。分鐘就通過(guò)分裂繁殖一代。n n 60 min 60 min 72 h 72 h 20 min20 min 216216NnNn2 2n n 2 22162164問(wèn)題探討問(wèn)題探討 將數(shù)學(xué)公式（將數(shù)學(xué)

2、公式（N=2n)變?yōu)榍€圖變?yōu)榍€圖時(shí)間（時(shí)間（min)細(xì)菌數(shù)量細(xì)菌數(shù)量2 4 8 16 32 64 128 4數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式公式法公式法 曲線圖法曲線圖法準(zhǔn)確準(zhǔn)確 直觀直觀數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型：用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì) 的數(shù)學(xué)形式 理想條件下細(xì)菌數(shù)理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)的推測(cè)：自然量增長(zhǎng)的推測(cè)：自然界中有此類型嗎？界中有此類型嗎？ 實(shí)例實(shí)例1：澳大利亞本來(lái)并沒(méi)有兔子。：澳大利亞本來(lái)并沒(méi)有兔子。 1859年，一個(gè)叫托馬年，一個(gè)叫托馬斯斯奧斯汀的英國(guó)人來(lái)澳定居，帶來(lái)了奧斯汀的英國(guó)人來(lái)澳定居，帶來(lái)了24只野兔，放養(yǎng)在只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂(lè)。他的莊園里，供他打獵

3、取樂(lè)。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來(lái)到了天這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來(lái)到了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒(méi)有鷹等天敵。這里的土堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒(méi)有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開(kāi)始了幾乎不受壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開(kāi)始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。任何限制的大量繁殖。奧斯汀絕對(duì)沒(méi)有想到，一個(gè)世紀(jì)之奧斯汀絕對(duì)沒(méi)有想到，一個(gè)世紀(jì)之后，野兔后，野兔的數(shù)量達(dá)到的數(shù)量達(dá)到6 億只以上，遍布整個(gè)大陸。億只以上，遍布整個(gè)大陸。 實(shí)例實(shí)例2 2：鳳眼蓮鳳眼蓮鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國(guó)年作為花卉引入中國(guó).由于繁殖迅速，又由于繁殖迅速，又幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)

4、手和天敵，我國(guó)目前有幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵，我國(guó)目前有184萬(wàn)噸萬(wàn)噸.它對(duì)其生活的水面它對(duì)其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽(yáng)光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽(yáng)光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡而死亡 。 20世紀(jì)世紀(jì)30年代，環(huán)頸雉引入美國(guó)的一年代，環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼，在個(gè)島嶼，在5年的時(shí)間種群增長(zhǎng)了數(shù)倍年的時(shí)間種群增長(zhǎng)了數(shù)倍環(huán)頸雉種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線環(huán)頸雉種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線環(huán)頸雉環(huán)頸雉實(shí)例實(shí)例3 3：環(huán)頸雉環(huán)頸雉 世界人口的指數(shù)增長(zhǎng)曲線世界人口的指數(shù)增長(zhǎng)曲線 種群在什么條件下呈指數(shù)增長(zhǎng)？種群在什么條件下呈指數(shù)增長(zhǎng)？ 資源無(wú)限資源無(wú)限空間無(wú)限空間無(wú)限不受其他生物

5、制約不受其他生物制約4指數(shù)增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng) 4指數(shù)增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng)指數(shù)增長(zhǎng)的特點(diǎn)指數(shù)增長(zhǎng)的特點(diǎn) 起始增長(zhǎng)起始增長(zhǎng)很慢很慢隨著種群基數(shù)的增長(zhǎng)，增長(zhǎng)隨著種群基數(shù)的增長(zhǎng)，增長(zhǎng)越來(lái)越快越來(lái)越快又稱又稱“J”型增長(zhǎng)型增長(zhǎng) 高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5 5個(gè)大個(gè)大草履蟲(chóng)置于草履蟲(chóng)置于0.5mL0.5mL的培養(yǎng)液中，的培養(yǎng)液中，每隔每隔2424小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下： 高斯對(duì)大草履蟲(chóng)種群研究的實(shí)驗(yàn)高斯對(duì)大草履蟲(chóng)種群研究的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)繪制大草履蟲(chóng)的種群增長(zhǎng)曲線！請(qǐng)繪制大草履蟲(chóng)的種群增長(zhǎng)曲線！ 生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：

6、K值：值：在環(huán)境條在環(huán)境條件不受破壞的情件不受破壞的情況下，一定空間況下，一定空間中所能維持的中所能維持的種種群最大數(shù)量群最大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量。環(huán)境容納量。 大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線思考：種群的增長(zhǎng)思考：種群的增長(zhǎng)呈該型曲線的原因呈該型曲線的原因有哪些？有哪些？食物等資源和空間總是有限的，種食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)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，增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)出生率與死亡率相死亡率增高。當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定

7、的水平。會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。4邏輯斯諦增長(zhǎng)邏輯斯諦增長(zhǎng)K K值：值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中 所能維持的所能維持的種群最大數(shù)量種群最大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量環(huán)境容納量 4邏輯斯諦增長(zhǎng)邏輯斯諦增長(zhǎng)資源有限資源有限空間有限空間有限受其他生物制約受其他生物制約種種群群數(shù)數(shù)量量“S”型型增增長(zhǎng)長(zhǎng)曲曲線線K K值：值：在環(huán)境條件不受在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空破壞的情況下，一定空間中所能維持的間中所能維持的種群最種群最大數(shù)量大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量環(huán)境容納量n增長(zhǎng)的特點(diǎn)增長(zhǎng)的特點(diǎn) 種群起始呈種群起始呈加速加速增長(zhǎng)增長(zhǎng) K/2K/2時(shí)增長(zhǎng)最快時(shí)增長(zhǎng)

8、最快 此后便此后便減速減速增長(zhǎng)增長(zhǎng) 到到K K值便值便停止或在停止或在K K值上下波動(dòng)值上下波動(dòng) AkB 為了保護(hù)魚(yú)類資源不受破壞，并能持續(xù)地為了保護(hù)魚(yú)類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平持在什么水平? ?為什么？為什么？ AkB 牧民在承包的草場(chǎng)上該放養(yǎng)多少羊，才既牧民在承包的草場(chǎng)上該放養(yǎng)多少羊，才既能保護(hù)草原又能取得最好經(jīng)濟(jì)效益？為什么？能保護(hù)草原又能取得最好經(jīng)濟(jì)效益？為什么？ 思考思考：K K值是不是一成不變的呢？值是不是一成不變的呢？（1 1）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采

9、取什么保護(hù)措施？（2 2）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么 措施？措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提提高環(huán)境容納量。高環(huán)境容納量?？梢圆扇〈胧┛梢圆扇〈胧┙档陀泻?dòng)物種群的環(huán)境容納量降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。 資源無(wú)限、空間無(wú)限、資源無(wú)限、空間無(wú)限、不受其

10、他生物制約等不受其他生物制約等理想條件下理想條件下K值（即環(huán)境容納量）：在值（即環(huán)境容納量）：在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)環(huán)境所能維持的種長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)環(huán)境所能維持的種群最大數(shù)量。群最大數(shù)量。是種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平是種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度衡密度種群增長(zhǎng)的兩種方式比較種群增長(zhǎng)的兩種方式比較資源有限、空間有限、資源有限、空間有限、受其他生物制約等受其他生物制約等有限條件下有限條件下起始增長(zhǎng)很慢，隨著起始增長(zhǎng)很慢，隨著基數(shù)的加大，增長(zhǎng)越基數(shù)的加大，增長(zhǎng)越來(lái)越快。來(lái)越快。起始加速增長(zhǎng)，起始加速增長(zhǎng)，K/2K/2時(shí)增長(zhǎng)時(shí)增長(zhǎng)最快，之后開(kāi)始減速增長(zhǎng)，最快，之后開(kāi)始減速增長(zhǎng)，到達(dá)到達(dá)K K值時(shí)便停止增長(zhǎng)或在值時(shí)便停止增長(zhǎng)或

11、在K K值上下波動(dòng)。值上下波動(dòng)。環(huán)環(huán)境阻力境阻力 種群數(shù)量的波動(dòng)和調(diào)節(jié)種群數(shù)量的波動(dòng)和調(diào)節(jié) 種群數(shù)量波動(dòng)種群數(shù)量波動(dòng)非周期波動(dòng)非周期波動(dòng)周期波動(dòng)周期波動(dòng) 影響種群數(shù)量變化的因素影響種群數(shù)量變化的因素外源性因素：食物、氣候、疾病、寄生、捕食外源性因素：食物、氣候、疾病、寄生、捕食內(nèi)源性因素內(nèi)源性因素：行為調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)行為調(diào)節(jié)、內(nèi)分泌調(diào)節(jié) 五、研究種群數(shù)量變化的意義五、研究種群數(shù)量變化的意義1合理利用和保護(hù)野生生物資源合理利用和保護(hù)野生生物資源2為防治有害生物提供科學(xué)依據(jù)為防治有害生物提供科學(xué)依據(jù)魚(yú)類的捕撈魚(yú)類的捕撈蝗蟲(chóng)的防治蝗蟲(chóng)的防治 2下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生下圖表示接種到

12、一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長(zhǎng)曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限長(zhǎng)曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)增加（制使種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)增加（ ） ACD段（增長(zhǎng)速度慢）段（增長(zhǎng)速度慢） BDE段（速度加快）段（速度加快） CEF段（變化速率加快）段（變化速率加快） DFG段（速度逐漸變慢）段（速度逐漸變慢）D 3.（廣東廣西河南（廣東廣西河南2002）在一個(gè)）在一個(gè)玻璃容器內(nèi)，裝入一定量的符合玻璃容器內(nèi)，裝入一定量的符合小球藻生活的管養(yǎng)液，接種少量小球藻生活的管養(yǎng)液，接種少量的小球藻，每隔一段時(shí)間測(cè)定小的小球藻，每隔一段時(shí)間測(cè)定小球藻的個(gè)體數(shù)量，繪制成曲線，球藻的個(gè)體數(shù)量，繪制成曲線

13、，如右圖所示。下列四圖中能正確如右圖所示。下列四圖中能正確表示小球藻種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)表示小球藻種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線是（間變化趨勢(shì)的曲線是（ ）D 、種群的指數(shù)增長(zhǎng)（、種群的指數(shù)增長(zhǎng)（J型）是有條件的，型）是有條件的，條件之一是（）條件之一是（）A在該環(huán)境中只有一個(gè)種群在該環(huán)境中只有一個(gè)種群B該種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越該種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多得多C環(huán)境資源是無(wú)限的環(huán)境資源是無(wú)限的D環(huán)境資源是有限的環(huán)境資源是有限的C 5.池塘養(yǎng)魚(yú)時(shí)，為保護(hù)池塘生態(tài)系統(tǒng)和長(zhǎng)期池塘養(yǎng)魚(yú)時(shí)，為保護(hù)池塘生態(tài)系統(tǒng)和長(zhǎng)期保持較高的產(chǎn)魚(yú)量，應(yīng)采取的最佳方案是保持較高的產(chǎn)魚(yú)量，應(yīng)采取的最佳方案是

14、（ ） A大量增加餌料的投入量大量增加餌料的投入量 B大量增加魚(yú)苗的投入量大量增加魚(yú)苗的投入量 C及時(shí)、適量的捕撈成魚(yú)及時(shí)、適量的捕撈成魚(yú) D限制捕魚(yú)限制捕魚(yú) C 6、自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為、自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的正確說(shuō)型增長(zhǎng)的正確說(shuō)法是（法是（ ）A.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系系B.種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的C.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無(wú)關(guān)型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無(wú)關(guān)D.種群增長(zhǎng)不受種群密度制約種群增長(zhǎng)不受種群密度制

15、約B 7.右圖所示為在理想狀態(tài)右圖所示為在理想狀態(tài)下和自然環(huán)境中某生物的下和自然環(huán)境中某生物的種群數(shù)量變化曲線。下列種群數(shù)量變化曲線。下列對(duì)陰影部分的解釋正確的對(duì)陰影部分的解釋正確的是（是（ ）環(huán)境中影響種群增長(zhǎng)的阻力環(huán)境中影響種群增長(zhǎng)的阻力環(huán)境中允許種群增長(zhǎng)的最大值環(huán)境中允許種群增長(zhǎng)的最大值其數(shù)量表示種群內(nèi)遷出的個(gè)體數(shù)其數(shù)量表示種群內(nèi)遷出的個(gè)體數(shù)其數(shù)量表示通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)其數(shù)量表示通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù) A. B. C. D. C 8. 某鼠種群被高速公路分隔成某鼠種群被高速公路分隔成A、B兩個(gè)種群，兩個(gè)種群，A區(qū)因建化工廠而環(huán)境劇變，污水橫流，區(qū)因建化工廠而環(huán)境劇變，污水橫流，B區(qū)區(qū)地勢(shì)較高無(wú)變化，經(jīng)數(shù)十年后，種群地勢(shì)較高無(wú)變化，經(jīng)數(shù)十年后，種群A的進(jìn)化的進(jìn)化速率很可能（速率很可能（ ） A比比B慢慢 B比比B快快 C與與B相同相同 D開(kāi)始比開(kāi)始比B慢，后來(lái)比慢，后來(lái)比B快快B D D鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) C鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 如圖為某種群在不同生態(tài)系統(tǒng)中的增長(zhǎng)