不同條件下種群的增長方式不同高二上學(xué)期生物浙科版（2019）選擇性必修2

第二節(jié)

不同條件下種群的增長方式不同果蠅建立數(shù)學(xué)模型來分析果蠅種群數(shù)量變化的特點(diǎn)及原因研究種群的核心問題是種群數(shù)量的變化規(guī)律探究果蠅種群的增長一、思考：1.為什么要用三個(gè)廣口瓶來培養(yǎng)果蠅？2.2cm厚的棉花有什么作用？3.半根香蕉的作用？4.1~2滴乙醚的作用？處理時(shí)間可以很長嗎？防止實(shí)驗(yàn)偶然性。吸收香蕉腐敗的汁液；為果蠅化蛹提供場所，所以棉花層不宜過薄不然香蕉汁液會(huì)沒過棉花，會(huì)影響蛹后果蠅的羽化。作為食物。將果蠅麻醉，便于計(jì)數(shù)。注意：乙醚不能過多，以免麻醉過度。若果蠅翅膀與身體呈45角翹起說明已經(jīng)死亡。探究果蠅種群的增長一、活動(dòng)：探究果蠅種群的增長探究果蠅種群的增長一、1.為什么最后幾天數(shù)量變化不大？因?yàn)榭臻g有限、資源有限2.如果觀察時(shí)間再長一些，果蠅個(gè)體數(shù)會(huì)出現(xiàn)什么變化？變少，因?yàn)橘Y源耗盡了果蠅數(shù)量變化記錄表果蠅種群的增長曲線數(shù)學(xué)模型：方程式或曲線意義：描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化。探究果蠅種群的增長一、在資源無限、空間無限和不受其他生物制約的理想條件下，細(xì)菌種群的增長不會(huì)受

的影響，即在理想條件下種群增長的曲線為“

”形，即指數(shù)增長。思考：如果是在空間無限、資源無限，不受其他生物制約的理想條件下，增長曲線還像剛才這樣嗎？種群密度增加J某種群的起始數(shù)量為N0，并且第二年的數(shù)量是第一年的λ倍(該種群每年的增長倍數(shù)都保持不變)，則：一年后種群數(shù)量N1＝

，兩年后種群數(shù)量N2＝

，t年后種群數(shù)量Nt＝___________(t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量)。N0×λN0×λ2N0×λt實(shí)例一：1859年，一個(gè)英格蘭的農(nóng)民帶著24只野兔，登陸澳大利亞并定居下來，但誰也沒想到遷入一個(gè)新環(huán)境后，這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。一個(gè)世紀(jì)之后，這個(gè)澳洲“客人”的數(shù)量呈指數(shù)增長，達(dá)到6億只，引起了一次農(nóng)業(yè)災(zāi)害。它們吃莊稼，毀壞新播下的種子，啃嫩樹皮，并且打地洞損壞田地和河堤。發(fā)生條件：在食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等理想條件下。實(shí)例二：在20世紀(jì)30年代時(shí)，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個(gè)島嶼，在1937-1942年期間，這個(gè)環(huán)頸雉種群遷入一個(gè)新環(huán)境后，種群的增長大致符合“J”形曲線。種群遷入一個(gè)新環(huán)境后，常常在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)”J“形增長。實(shí)例三：生物入侵——鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國。由于繁殖迅速，又幾乎沒有競爭對(duì)手和天敵，我國目前有184萬噸。它對(duì)其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡。①產(chǎn)生條件：理想狀態(tài)——資源無限，空間無限，不受其他生物制約等③增長特點(diǎn)：起始增長很慢，隨種群基數(shù)的加大，增長越來越快，每單位時(shí)間都按種群的一定百分?jǐn)?shù)或倍數(shù)增長，呈指數(shù)增長。②數(shù)學(xué)模型：公式：Nt=N0

λt

曲線：

J形種群的個(gè)體數(shù)量時(shí)間種群的指數(shù)增長二、種群的增長率和增長速率種群在單位時(shí)間內(nèi)新增加的個(gè)體數(shù)與原有數(shù)量的比例。計(jì)算公式：增長率=（本次總數(shù)－上次總數(shù)）/上次總數(shù)增長率：增長速率：種群在單位時(shí)間內(nèi)新增加的個(gè)體數(shù)。計(jì)算公式：增長速率=（本次總數(shù)－上次總數(shù)）/單位時(shí)間種群的指數(shù)增長二、即：曲線的斜率指數(shù)增長的增長率和增長速率增長速率t增長率t增長率=（本次總數(shù)－上次總數(shù)）/上次總數(shù)增長速率=（本次總數(shù)－上次總數(shù)）/單位時(shí)間思考：是否所有種群的增長都是呈指數(shù)增長呢？二、高斯把5個(gè)大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次草履蟲的數(shù)量，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：時(shí)間（天）123456種群中個(gè)體數(shù)量20137319369375365每天的增長速率——117182506-10每天的增長率——5.851.330.160.02-0.03邏輯斯諦增長——S形增長曲線1.大草履蟲的種群為什么不呈指數(shù)增長？2.其種群數(shù)量增長過程是怎樣的？3.其種群數(shù)量達(dá)到基本穩(wěn)定的數(shù)量值稱做什么？實(shí)例：高斯對(duì)大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)K值：即環(huán)境容納量。指長時(shí)期內(nèi)，環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。同一種群的K值固定不變嗎？K值大小由環(huán)境中的有效資源決定，會(huì)根據(jù)環(huán)境條件的改變而變化。思考：是否所有種群的增長都是呈指數(shù)增長呢？高斯把5個(gè)大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次草履蟲的數(shù)量，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：時(shí)間（天）123456種群中個(gè)體數(shù)量20137319369375365每天的增長速率——117182506-10每天的增長率——5.851.330.160.02-0.03邏輯斯諦增長——S型增長曲線實(shí)例：高斯對(duì)大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持恒定嗎？k值只代表種群數(shù)量的一個(gè)平均值，在環(huán)境不遭受破壞的條件下，實(shí)際的種群數(shù)量在這個(gè)平均值的上下波動(dòng)。所以K值是種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度。K值原因：存在環(huán)境阻力——自然界中食物和空間等資源總是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭和種間競爭會(huì)不斷加劇，捕食者數(shù)量也會(huì)不斷增加，還有氣候、傳染病等因素作用，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高，當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平?！/2K值種群數(shù)量小于K/2時(shí)，種群增長逐漸加快；種群數(shù)量等于K/2時(shí)，種群增長最快；種群數(shù)量大于K/2時(shí)，種群增長逐漸減慢；種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群增長停止或在K值上下波動(dòng)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持恒定嗎？①產(chǎn)生條件：資源有限，空間有限，受其他生物制約③增長特點(diǎn)：起始呈加速增長，K/2時(shí)增長最快，此后開始減速增長，到達(dá)K值時(shí)停止增長或在K值上下波動(dòng)。②數(shù)學(xué)模型：S形曲線種群的邏輯斯諦增長三、邏輯斯諦增長的增長率和增長速率增長速率t增長率t增長率=（本次總數(shù)－上次總數(shù)）/上次總數(shù)增長速率=（本次總數(shù)－上次總數(shù)）/單位時(shí)間(1)K值不是一成不變的：K值會(huì)隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當(dāng)環(huán)境遭到破壞時(shí)，K值會(huì)下降；當(dāng)環(huán)境條件狀況改善時(shí)，K值會(huì)上升。(2)在環(huán)境不遭受破壞的情況下，種群數(shù)量會(huì)在K值附近上下波動(dòng)。當(dāng)種群數(shù)量偏離K值的時(shí)候，會(huì)通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)使種群數(shù)量回到K值。(3)K值并不是種群數(shù)量的最大值：K值是一個(gè)平均值，即在保證環(huán)境不被破壞前提下所能容納的最大值；K值的變化分析02增長方式指數(shù)增長邏輯斯諦增長增長曲線“J”

形曲線“S”形曲線形成條件資源無限、空間無限、不受其他生物制約資源有限、空間有限、受其他生物制約適用范圍理想條件自然條件K值無有增長率變化保持穩(wěn)定不變逐漸下降增長速率變化一直增大先上升，到K/2后下降指數(shù)增長和邏輯斯諦增長的區(qū)別四、“三看法”辨別種群的“J”形增長和“S”形增長（1）有害生物的防治：思考：從環(huán)境容納量的角度思考，怎樣做才是最有效的滅鼠措施？采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量：①將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源。②室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所。③養(yǎng)殖或釋放它們的天敵……研究種群數(shù)量變化的意義五、思考：怎樣做才是保護(hù)大熊貓等瀕危動(dòng)物的根本措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量。研究種群數(shù)量變化的意義五、（2）野生動(dòng)物的保護(hù)：思考：為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平？為什么？應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平。原因：此時(shí)種群的增長速率最大。海洋魚類的最大捕獲量研究種群數(shù)量變化的意義五、（2）野生生物資源的合理利用：由于存在環(huán)境阻力，在自然選擇（生存斗爭）中被淘汰的個(gè)體數(shù)量。Q.用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示什么？1.為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，根據(jù)種群增長的“S”形曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上()A.種群數(shù)量最大B.單位時(shí)間內(nèi)種群增長量最大C.種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定D.環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量最大B課堂練習(xí)2.右圖表示在理想狀態(tài)和在自然環(huán)境條件下某生物的種群數(shù)量變化曲線。下列關(guān)于兩條曲線間的陰影部分的解釋，正確的是()A.環(huán)境中允許種群增長的最天值B.