第2節種群數量的變化(第一課時)

我們的手上難免沾染細菌。細菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細藺'每20min就通過分裂繁殖一代。1.第n代細茵數量的計算公式是什么？2.72h后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？3.在一個培養瓶中，細菌的數量會一直按照這個公式描述的趨勢增長嗎？如何驗證你的觀點？1.第n代細茵數量的計算公式是什么？①根據假設計算出1個細菌在不同時間產生后代的數量，記錄在自己設計的表格中。時間（min)20406080100120140160180分裂次數123456789數量（個）2481632641282565122.72h后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？Nn＝1×２n

＝2216Nn=1×２n1.第n代細茵數量的計算公式是什么？時間（min)20406080100120140160180分裂次數123456789數量（個）248163264128256512②以時間為橫坐標，細菌數量為縱坐標，畫出細菌種群的增長曲線。數學公式與曲線圖各有什么優缺點？第n代細菌數量的計算公式：Nn=1×２n曲線圖：直觀，但不夠精確。數學公式：精確，但不夠直觀。目錄知識點1構建種群增長模型的方法構建種群增長模型的方法方法：步驟：模型構建法（

模型）觀察研究對象，提出。提出合理的。根據實驗數據，用適當的。形式對事物的

進行。通過進一步

，對模型進行

。問題假設數學性質表達實驗或觀察檢驗或修正

數學細菌每20min分裂一次，怎樣計算細菌繁殖n代后的數量？在資源和生存空間沒有限制的條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=N0×2n。Nn代表繁殖n代后細菌數量，N0為細菌起始數量，n代表繁殖代數觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正資料1：1859年英國殖民者托馬斯.奧斯汀，此公在英國時就是狂熱的狩獵愛好者，于是他就委托自己的侄子從英國郵寄了一些野兔，放生了24只野兔以滿足狩獵的需求。一個世紀之后，澳大利亞野兔超過6億只。后來，黏液瘤病毒控制了野兔的種群數量。資料1：澳大利亞野兔資料2：20世紀30年代，環頸雉引入某地小島。5年間增長如圖所示。1.這兩個資料中的種群增長有什么共同點？種群數量增長迅猛，且呈無限增長趨勢。2.種群出現這種增長的原因是什么？食物充足、缺少天敵等。知識點2種群的”J”形增長種群的”J”形增長理想條件——食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等。2.1模型產生的原因2.2數學公式t年后種群的數量為

Nt=N0×λt

（N0為該種群的起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是前一年種群數量的的倍數。）種群的”J”形增長2.3種群”J”形增長的其它曲線種群的”J”形增長2.4種群”J”形增長的實例①外來入侵物種的種群數量變化福壽螺，瓶螺科瓶螺屬軟體動物,原產于南美洲亞馬遜河流域，1981年作為食用螺引入中國，因其適應性強，繁殖迅速，食量大且食物種類繁多能破壞糧食作物、蔬菜和水生農作物的生長，成為危害巨大的外來入侵物種。種群的”J”形增長2.4種群”J”形增長的實例②動物遷入適宜其生活的新環境后，一段時間內種群的數量變化2000年之前我國人口變化種群的”J”形增長種群數量變化符合數學公式Nt=N0×λt

時，種群增長曲線一定是“J”形嗎？種群的”J”形增長種群的”J”形增長的趨勢能不能一直持續下去？為什么？不能。因為資源和空間是有限的。知識點3種群的“S”形增長種群的“S”形增長高斯實驗：生態學家高斯曾經做過這樣一個實驗：在0.5mL培養液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統計一次大草履蟲的數量。經過反復實驗，得出了如下圖所示的結果。K=375從圖可以看出，大草履蟲在這個實驗環境條件下的最大種群數量是375個，這就是該實驗種群的K值。種群的“S”形增長3.1種群的“S”形增長模型產生原因在有限的資源和空間條件下，當種群密度增大時，種內競爭不斷加劇，種群的出生率降低，死亡率升高。當死亡率和出生率相等時，種群的增長就會停止，穩定在一定水平。種群的“S”形增長種群經過一段開始期后，呈加速增長，數量達到K/2時增長最快，此后開始減速增長，到K值時停止增長。3.2增長特點K/2KN0種群增長速率的變化種群數量=N0，?K/2，=K/2，?K/2，=K，增長速率為0增長速率為0增長速率逐漸減小增長速率最大增長速率逐漸增大種群的“S”形增長3.3種群”J”形增長的其它曲線①t1之前，種群數量小于K/2值，由于資源和空間相對充裕，種群增長速率逐漸增大；②當種群數量為K/2值時，出生率遠大于死亡率，種群增長速率達到最大值；③t1～t2，由于資源和空間有限，當種群密度增大時，種內斗爭加劇，天敵數量增加，種群增長速率下降；④t2時，種群數量達到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0。種群的“S”形增長3.4實踐應用野生大熊貓種群數量銳減的關鍵原因是什么？保護大熊貓的根本措施是什么？建立自然保護區，給大熊貓更寬廣的生活空間，改善它們的棲息環境，從而提高環境容納量。最根本原因是野生大熊貓的棲息地遭到破壞，由于食物和活動范圍縮小，K值降低。種群的“S”形增長機械捕殺施用激素藥物捕殺施用避孕藥養殖或釋放天敵將食物儲存在安全處增大死亡率降低環境容納量打掃衛生控制家鼠數量的思路和相應具體措施3.4實踐應用降低出生率是防治有害生物的根本措施。種群的“S”形增長3.4實踐應用在漁業捕撈問題上，人們總是希望捕到更多的魚。如果捕撈量長期過高,種群的數量會發生什么樣的變化呢?群數量的恢復需較長時間。如果外界的環境發生劇烈變化，種群還有可能絕滅。合適的捕撈量才能即不危機魚類種群的持續發展,又能獲得較高的魚產量。種群的“S”形增長有益生物資源的合理采收量科學調查有益生物資源的環境容納量，使采收后種群數量剩余K/2左右。此時種群具有最大增長速率，可以在最短時間恢復種群數量，有利于人類持續獲得較大收獲量，是可再生資源的最佳收獲策略。3.4實踐應用而殺蟲效果最好的時期在種群數量

K/2以下。K/2種群增長模型建構種群增長模型的方法種群的“S”形增長種群的“J”形增長條件：食物和空間充裕、氣候適宜、無天敵和其他競爭物種特點：種群數量每年以一定倍數增長條件：食物和空間有限特點：種群增長速率先增大后減小，最后為0K值：一定環境條件下所能維持的種群最大數量曲線：曲線：一、概念檢測1.在自然界，種群數量的增長既是有規律的，又是復雜多樣的。判斷下列相關表述是否正確。（1）將一種生物引入一個新環境中，在一定時期內，這個生物種群就會出現“J”形增長。（）（2）種群的“S”形增長只適用于草履蟲等單細胞生物。（）（3）由于環境容納量是有限的，種群增長到—定數量就會保持穩定。（）×××2.對一個生物種群來說，環境容納量取決于環境條件。據此判斷下列表述正確的是（）A.對甲乙兩地的蝮蛇種群來說，環境容納量是相同的B.對生活在凍原的旅鼠來說，不同年份的環境容納量是不同的C.當種群數量接近環境容納量時，死亡率會升高，出生率不變D.對生活在同一個湖泊中的鰱魚和鯉魚來說，環境容納量是相同的B（2021·廣東高考真題）圖示某S形增長種群的出生率和死亡率與種群數量的關系。當種群達到環境容納量（K值）時，其對應的種群數量是（

）A．a B．b C．c D．d【答案】B【詳解】分析題圖可知，在b點之前，出生率大于死亡率，種群密度增加；在b點時，出生率等于死亡率，種群數量不再增加，表示該種群數量已達到環境容納量（K值），B正確。故選B。（2021·湖南高考真題）某草原生態系統中植物和食草動物兩個種群數量的動態模型如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A．食草動物進入早期，其種群數量增長大致呈“J”型曲線B．圖中點a的縱坐標值代表食草動物的環境容納量C．該生態系統的相對穩定與植物和食草動物之間的負反饋調節有關D．過度放牧會降低草原生態系統的抵抗力穩定性【答案】B【詳解】A、早期食草動物進入草原生態系統，由于空間、資源充足，又不受其他生物的制約，所以食草動物的種群數量的增長大致呈“J”型曲線增長，A正確；B、環境容納量是指在相當長一段時間內，環境所能維持的種群最大數量，即該種群在該環境中的穩定平衡密度。而圖中a點的縱坐標對應的數量為該食草動物的最大數量，所以環境容納量應小于a，B錯誤；C、從圖中可以看出，食草動物過多會導致植物數量的下降，食草動物數量的下降又會導致植物數量的增多，屬于典型的負反饋調節，C正確；D、生態系統有自我調節能力，但有一定的限度，過度放牧使得草原生物的種類和數量減少，降低了草原生態系統的自動調節能力，致使草原退化，D正確。（2021·浙江高考真題）大約在1800年，綿羊被引入到塔斯馬尼亞島，綿羊種群呈“S”形曲線增長，直到1860年才穩定在170萬頭左右。下列敘述正確的是（）A．綿羊種群數量的變化與環境條件有關，而與出生率、死亡率變動無關B．綿羊種群在達到環境容納量之前，每單位時間內種群增長的倍數不變C．若綿羊種群密度增大，相應病原微生物的致病力和傳播速度減小D．若草的生物量不變而種類發生改變，綿羊種群的環境容納量可能發生變化【答案】D【詳解】A、綿羊種群數量除與環境條件有關外，出生率和死亡率也會影響種群數量的變化：出生率大于死亡率種群數量增加，而死亡率大于出生率種群數量減少，A錯誤；B、綿羊種群呈“S”形曲線增長，種群在達到環境容納量之前，增長率一直下降，故每單位時間內種群增長倍數一直減小，B錯誤；C、病原微生物的致病力和傳播速度會隨著綿羊種群密度的增加而增加，C錯誤；D、若草的生物量不變而種類發生改變，則綿羊的食物來源可能會受影響，故綿羊種群的環境容納量可能發生變化，D正確。（2020·山東高考真題）為研究甲、乙兩種藻的競爭關系，在相同條件下對二者進行混合培養和單獨培養，結果如下圖所示。下列說法錯誤的是（

）A．單獨培養條件下，甲藻數量約為1．0×106個時種群增長最快B．混合培養時，種間競爭是導致甲藻種群數量在10~12天增長緩慢的主要原因C．單獨培養時乙藻種群數量呈“S"型增長D．混合培養對乙藻的影響較大【答案】B【詳解】A、單獨培養時，甲藻的K值約為2.0×106個，所以種群增長最快的是K/2時，約為1.0×106個，A正確；B、10-12天乙藻種群數量接近0，所以競爭強度低，此時甲藻數量增長緩慢的原因是培養液和空間有限，B錯誤；C、由于空間和資源有限，所以種群數量呈“S型”增長，C正確；D、據圖可知：混合培養時，乙藻在競爭中處于劣勢，導致滅絕，D正確。故選B。（2021·廣東珠海市·高三二模）研究人員在千島湖地區2個島嶼上調查了社鼠的種群數量動態變化，結果如下圖所示。A、B島環境條件（面積、植被、氣候等）相似，沒有遷入和遷出，但B島上青毛碩鼠的數量明顯多于A島，而且6-8月發現有野豬捕食跡象。下列相關敘述錯誤的是（

）A．研究人員調查社鼠種群數量的方法是標志重捕法B．出生率和死亡率是決定社鼠種群密度的直接因素C．B島社鼠數量下降更快的原因可能是競爭和捕食D．4月和6月分別是B島和A島的最佳滅