第二节 种群的数量变化(再整理)

高中生物复习资料（必修三）（五）第四章种群和群落第2节种群数量的变化班级：___________学号：______姓名：___________执笔人：张纪琴核对人: 侍东升【学习目标】1．说明建构种群增长模型的方法。

2．通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

3．用数学模型解释种群数量的变化。

4．关注人类活动对种群数量变化的影响。

【学习重点】尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。

【学习难点】建构种群增长的数学模型。

【学习方法】课前导学、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新【学习过程】A．自主学习一、建构种群增长模型的方法数学模型是用来描述______________或______________的数学形式。

建立数学模型的研究方法一般包括__________________、__________________、__________________________和______________________________________四个步骤。

特点提醒：针对具体事例理解数学模型的建立过程，要同时联系实验设计的步骤。

二、种群数量的变化1．种群增长的“J”型曲线：从教材的两个实例看出，种群呈____________增长，其原因是___________________________、___________________________等。

2．种群增长的“S”型曲线：种群增长曲线呈“S”型的原因是：自然界的资源和空间结构总是___________的，当种群密度增大时，__________________就会加剧，以该种群为食的___________的数量也会增加，这就会使种群的___________降低，___________增高。

当死亡率增加到与出生率___________时，种群的增长就会___________，有时会___________在一定的水平。

“S”型曲线是指种群经过一定时间的___________后，数量趋于___________的增长曲线。

第2节种群数量的变化学习目标核心素养1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。

2．举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。

3．阐明环境容纳量原理在实践中的应用。

1.生命观念：种群“S”形增长的内容，揭示了种群数量在有限条件下通过种内调节维持相对稳定的机制，体现了稳态与平衡观。

2．科学思维：建立和运用数学模型，即用数学模型来表征、解释和预测种群的数量变化。

3．科学探究：探究培养液中酵母菌种群数量的变化。

4．社会责任：濒危物种保护、有害动物防治。

知识点一建构种群增长模型的方法1．数学模型(1)01数学形式。

(2)作用：描述、解释和预测种群数量的变化。

2．建构方法项目研究方法研究实例提出问题观察研究对象，提出问题细菌每20 min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量合理假设提出合理的假设02在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响建立模型根据实验数据，用适当的数学形①数学公式式对事物的性质进行表达，即建立数学模型 N n ＝2n (N 代表03细菌数量，n表示04第几代)②曲线图检验修正 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 05观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正知识点二 种群数量变化曲线1．种群的“J”形增长 (1)概念01理想条件下种群增长的形式，02时间为横坐标03种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。

(2)建构数学模型 ①模型假设04食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，05一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

②建立模型t 06N t ＝N 0λt 。

各参数的意义⎩⎪⎨⎪⎧ N 007起始数量t ：时间N t ：t 08数量λ09倍数③曲线图2．种群的“S”形增长(1)概念：种群经过一定时间的增长后，数量趋于10稳定，增长曲线呈“S”形。

第2节种群数量的变化1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：N t ＝N 0λt。

2．正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。

3．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最大数量称为环境容纳量，又称K 值。

4．“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。

5．影响种群数量的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

一、构建种群增长模型的方法1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

2．构建步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。

3．表达形式(1)数学方程式：科学、准确，但不够直观。

(2)曲线图：直观，但不够精确。

二、种群增长的“J”型曲线1．模型假设⎩⎪⎨⎪⎧食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等2．数学模型：N t ＝N 0λt。

3．各参数的含义⎩⎪⎨⎪⎧N 0：种群的起始数量t ：时间N t：t 年后该种群的数量λ：该种群数量是一年前种群数量的 倍数三、种群增长的“S”型曲线1．形成原因2．环境容纳量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最大数量，又称K 值。

3．应用建立自然保护区，从而提高环境容纳量，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。

四、种群数量的波动和下降1．影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素：气候、食物、天敌、传染病等人为因素：人类活动的影响2．数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

1．判断下列叙述的正误(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(×) (2)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(√)(3)对于“S”型曲线，同一种群的K 值是固定不变的，与环境因素无关(×) (4)种群数量达到K 值后不再发生变化(×)(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(√)2．下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是( )解析：选B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。

必修三第四章 种群和群落第一节 种群的特征第二节 种群的数量变化一、种群的特征（1）种群的概念：生活在同一区域的同一种生物的全部个体。

（如：一个湖泊中的全部鲤鱼就是一个种群）种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。

（最基本特征）出生率：单位时间里新出生的个体数目占该种群个体总数的比率。

死亡率：单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。

迁入率和迁出率：单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率。

年龄组成：一个种群中各年龄期的个体数目的比例，分为增长型、稳定型和衰退型。

可以预．测．种群密度的变化。

性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。

（2）种群密度的调查方法1）样方法——常用调查植物五点取样法：适用于总体为正方形；等距取样法：适用于总体为长方形时2)标记重捕法——适用于调查动物例：对某地麻雀的种群密度的调查中，第一次捕获了50只麻雀，把这些麻雀腿上套上标记环后放掉，数日后又捕获了40只，其中有标记环的10只，那么该地大约有麻雀200只N ：50＝40：10 N ＝200只2、种群的数量变动及数字模型（S ”型曲线tt条件：食物、空间充裕、无敌害等理想条件“J”型曲线特点：种群数量连续增长，无K值在理想条件下种群数量增长的形式，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标。

实例：20世纪30年代，美国岛屿上环颈雉的增长模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的X倍建立模型：t年后种群数量为：N t＝N0X t特点：种群数量连续增长原因：因生活条件有限而使种内斗争加剧；以该种群生物为食的捕食者“S”型曲线数量的增加特点：不能连续增长，达最大值（K值）后停止增长，有的在K值左右保持相对稳定概念：种群经过一段时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线实例：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。

第2节种群数量的变化课标内容要求核心素养对接尝试建立数学模型解释种群的数量变动。

科学思维—通过尝试建立数学模型表征种群数量变化的规律。

一、建构种群增长模型的方法1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

2．研究方法及实例二、种群的“J”形增长1．含义理想条件下种群增长的形式，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。

这种类型的种群增长称为“J”形增长。

2．数学模型(1)模型假设①条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。

②数量变化：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

(2)建立模型：t年后种群数量为N t＝N0λt。

(3)模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，N t表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。

三、种群的“S”形增长1．条件：自然界中的资源和空间总是有限的。

2．原因：随种群数量的增多，生物对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。

当出生率等于死亡率时，种群的增长会停止，有时会稳定在一定的水平。

3．环境容纳量：又称K值，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。

4．应用(以大熊猫为例)(1)大熊猫锐减的重要原因大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值会变小。

(2)保护措施建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。

四、种群数量的波动1．在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。

2．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。

3．某些特定条件下可能出现种群爆发。

4．当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。

五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1．计数方法：抽样检测法。

2．具体计数过程：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。

第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。

2.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、预测等重要作用。

知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。

(2)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。

(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。

增长速率不随种群密度的变化而变化。

,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。

注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。

2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。

(2)实例：高斯的实验。

(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。

①K值：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最大数量称为环境容纳量。

a.不同物种在同一环境中K值不同。

b.当环境改变时生物的K值改变。

②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。

③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。

1生物选二 知识点填空 认真填、读、背第一节 种群的数量特征一、种群：生活在一定区域内的同种生物全部个体的集合。

种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物进化的基本单位。

提示 一定的区域，是指连续的区域，中间不能有间隔（地理隔离），如两个湖泊，这是两个区域。

二、种群的数量特征①种群密度是种群最基本的数量特征。

②直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。

③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。

三、种群密度的调查方法种群密度的调查方法有逐个计数法和估算法。

逐个计数法适用于分布范围小、个体较大的种群；估算法适用于逐个计数非常困难的种群。

估算种群密度的常用方法有样方法和标记重捕法。

1．“两看法”选择种群密度的调查方法2．样方法调查种群密度应注意的问题(1)一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。

(2)样方法并非只适用于植物。

对于活动能力弱、活动范围小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。

(3)植物的大小不同，样方面积也应不同。

如乔木的样方面积为100 m 2，灌木为16 m 2，草本植物为1 m 2。

(4)选取样方时，要注意随机取样。

例如对于方形地块常用五点取样法，狭长地块常用等距取样法。

(5)样方法中的计数要准确：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。

3．标志重捕法调查种群密度应注意的问题(1)标志重捕法中标记物要合适，不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。

(2)标志重捕法中两次捕捉期间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。

(3)计算公式：个体总数N初次捕获开标记个体数M=再次捕获个体数n重捕的标记个体数m第二节 种群数量的变化一、建构种群增长模型的方法数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式，包括数学公式和曲线图两种表现形式。

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第2节种群数量的变化必备知识·自主学习一、种群数量的变化1.建构种群增长模型：(1)构建方式：数学模型。

(2)构建方法：2.种群增长的“J”型曲线：(1)模型假设：①条件：理想状态——食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等条件。

②数量变化：种群的数量每年以一定倍数增长，第二年是第一年的λ倍。

(2)建立模型：①数学模型公式：t年后种群数量表达式：N t=N0λt。

②参数意义：N0为起始数量，t为时间，N t表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。

③曲线图：如果以时间为横坐标、种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。

(3)曲线特点：无限增长。

3.种群增长的“S”型曲线：(2)形成原因：(3)曲线如图所示，表现为“S”型增长，种群数量达到环境容纳量后停止增长。

(4)环境容纳量：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最大数量，又称K值。

(5)应用：①保护濒危生物：建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。

②控制有害生物：应降低其环境容纳量。

4.种群数量的波动和下降：(1)影响因素：①自然因素：气候、食物、天敌、传染病。

②人为因素：人类活动的影响。

(2)数量变化：大多数种群的数量总是在波动中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。

(3)研究意义：①利用及保护野生生物资源。

②控制人工养殖及种植业中的种群数量。

③科学预测及防治有害生物。

④拯救和恢复濒危动物种群。

5.判一判：结合种群数量的变化及影响因素，判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变。

(×)提示：K值会随着环境条件的改变而发生变化。

(2)种群数量的变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响。