2018-2019學(xué)年高中生物 第04章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 專題4.2 種群數(shù)量的變化預(yù)習(xí)學(xué)案（基礎(chǔ)版）新人教版必修3.doc

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專題4.2 種群數(shù)量的變化 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.種群增長的J型曲線 2.種群增長的S型曲線 3.種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 【知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)】 1．種群數(shù)量增長的“J”型曲線 (1)條件：________________條件充裕、氣候適宜、__________等。 (2)數(shù)學(xué)公式：________________。 (3)特點(diǎn)：種群數(shù)量連續(xù)增長，呈“J”型。 2．種群數(shù)量增長的“S”型曲線 (1)條件：自然界的____________是有限的。 (2)概念：種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量________的增長曲線。 (3)K值：又稱____________，在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群________。 (4)特點(diǎn)：種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值(K值、即環(huán)境最大容納量)后將停止增長，有時(shí)在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。 1.(1)食物和空間 沒有敵害 (2)Nt＝N0λt 2.(1)資源和空間 (2)趨于穩(wěn)定 (3)環(huán)境容納量 最大數(shù)量 3、在下表中比較“J”型和“S”型曲線 項(xiàng)目 “J”型曲線 “S”型曲線 曲線模型 形成條件 資源有限的自然條件 有無K值 無K值，持續(xù)增加 有K值，可在K值附 近上下波動(dòng) 種群增長 速率曲線 資源無限的理想條件 【思考題】 1、同一種群的K值是固定不變的嗎？ K值會(huì)隨環(huán)境條件的變化而變化。 2、種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？ 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。 【課堂探究】 探究一、建構(gòu)理想條件下細(xì)菌種群增長模型 [自主學(xué)習(xí)1] 閱讀教材,回答下列問題: 在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下,某種細(xì)菌每20分鐘就通過分裂繁殖一次。 (1)如果在營養(yǎng)和生存空間等條件都適宜的情況下,1個(gè)細(xì)菌會(huì)增殖為多少?完成下列表格。 時(shí)間/min 20 40 60 80 100 120 140 160 180 細(xì)菌數(shù)量 (2)如果我們用N表示細(xì)菌數(shù)量,n表示細(xì)菌繁殖的代數(shù),請(qǐng)嘗試寫出細(xì)菌種群增長的公式。 n代以后細(xì)菌的數(shù)量Nn= (3)利用表格中的數(shù)據(jù),以時(shí)間(繁殖代數(shù))為橫軸,細(xì)菌數(shù)量為縱軸,嘗試在下圖中畫出細(xì)菌種群增長的曲線。 [自主總結(jié)1] (1)數(shù)學(xué)模型:用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的 形式。 (2)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法步驟:觀察研究對(duì)象,提出問題→提出合理的 →用適當(dāng)?shù)? 形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。 (3)數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式 ①數(shù)學(xué)方程式:優(yōu)點(diǎn)是 。 ②曲線圖:優(yōu)點(diǎn)是 。 探究二、構(gòu)建種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型 [自主學(xué)習(xí)2] 閱讀課本P66的兩個(gè)實(shí)例,分析種群呈“J”型增長的原因,并構(gòu)建種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型。 (1)模型假設(shè): 條件:在 條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下。 數(shù)量變化:種群的數(shù)量每年以 增長,第二年的數(shù)量是第一年的 倍。 (2)建立模型:t年以后種群的數(shù)量表達(dá)式為: 。 參數(shù)含義:N0表示 ;Nt表示 ; t表示 ;λ表示 。 [自主總結(jié)2] (1)根據(jù)實(shí)例理解“J”型增長的數(shù)量變化特點(diǎn): 。 (2)當(dāng)λ>1、λ=1、1<λ<0時(shí),種群的數(shù)量變化分別會(huì)怎樣? (3)自然界中“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎?原因是什么? 探究三、種群增長的“S”型曲線 [自主學(xué)習(xí)3] 閱讀課本P67高斯的實(shí)驗(yàn),完成下列題目。 (1)含義:種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后,數(shù)量 的曲線,稱為“S”型曲線。 (2)產(chǎn)生原因:自然界的資源和空間總是 的,當(dāng)種群密度增大時(shí),種內(nèi)斗爭就會(huì) ,以該種群為食的動(dòng)物數(shù)量也會(huì) ,這就會(huì)使種群的出生率 ,死亡率 。當(dāng)種群的死亡率與出生率相等時(shí),種群就穩(wěn)定在一定的水平。 (3)環(huán)境容納量:在環(huán)境條件 的情況下,一定空間中所能維持的種群 ,又稱 值。 [自主總結(jié)3] (1)試從環(huán)境容納量上分析保護(hù)大熊貓和控制鼠害的根本措施。 (2)種群數(shù)量在K/2處增長速率最大,此點(diǎn)在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些用途? (3)種群增長的“J”型曲線和 “S”型曲線的比較。 “J”型曲線 “S”型曲線 前提條件 增長特點(diǎn) 增長一段時(shí)間后,數(shù)量趨于穩(wěn)定 有無K值 相同點(diǎn) 均為增長型曲線 探究四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 [自主學(xué)習(xí)4] (1)影響因素 ①自然因素: 、食物、 、傳染病等。 ②人為因素:人類活動(dòng)的影響。 (2)數(shù)量變化 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在 中,在不利條件下,種群的數(shù)量還會(huì)急劇 甚至 。 (3)研究種群數(shù)量變化的意義 ①對(duì)有害動(dòng)物的 。 例如通過采取相應(yīng)措施減小環(huán)境容納量,來有效防治有害動(dòng)物。 ②有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的 。通過建立自然保護(hù)區(qū),改善環(huán)境,拯救瀕危動(dòng)物。 ③通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律,為害蟲的 提供科學(xué)依據(jù)。 [自主學(xué)習(xí)1] (1)2 4 8 16 32 64 128 256 512(2)2n(3) [自主總結(jié)1] (1)數(shù)學(xué) (2)假設(shè) 數(shù)學(xué) (3)①精確 ②直觀 [自主學(xué)習(xí)2] (1)食物和空間 一定的倍數(shù) λ (2)Nt=N0λt 該種群的起始數(shù)量 t年后該種群的數(shù)量 時(shí)間 該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù) [自主總結(jié)2] (1)呈指數(shù)增長,增長率不變 (2)λ>1種群數(shù)量增加,λ=1種群數(shù)量不變,1<λ<0種群數(shù)量減少。(3)不能,存在環(huán)境阻力。 [自主學(xué)習(xí)3] (1)趨于穩(wěn)定 (2)有限 加劇 增加 降低 增加 (3)不受破壞 最大數(shù)量 K [自主總結(jié)3] (1)保護(hù)大熊貓:建立自然保護(hù)區(qū),給大熊貓更寬廣的生存空間,改善它們的棲息環(huán)境,從而提高環(huán)境容納量是保護(hù)大熊貓的根本措施。 控制鼠害:可以采取措施降低有害動(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來源;室內(nèi)采取硬化地面等措施,減少它們挖造巢穴的場所。 (2)野生生物的保護(hù)和利用,如捕撈魚類時(shí)捕到K/2。 (3)食物空間充裕,氣候適宜,沒有敵害 食物等資源和空間有限,種內(nèi)競爭不斷加劇,捕食者數(shù)量不斷增加 種群數(shù)量呈指數(shù)增長 無K值 有K值 [自主學(xué)習(xí)4] (1)①氣候 天敵 (2)波動(dòng) 下降 消亡 (3)①防治 ②拯救和恢復(fù) ③預(yù)防與防治 【預(yù)習(xí)自測】 1、某地三年前辦了一個(gè)養(yǎng)兔廠，由原來不到50只兔，繁殖到現(xiàn)在的上萬只。在這三年內(nèi)，該種群數(shù)量變化的曲線是 A．“J”型曲線 B．“s”型曲線 C．直線上升 D．拋物線 2、下圖甲為種群數(shù)量增長的“J”型、“S”型曲線，圖乙是幾種預(yù)想的“J”型與“S”型曲線種群增長速率隨時(shí)間的變 化趨勢(shì)曲線，下列判斷正確的是 A．②代表的是“J”型曲線的增長速率，④代表的是“S”型曲線的增長速率 B．①代表的是“J”型曲線的增長速率，③代表的是“S”型曲線的增長速率 C．②代表的是“J”型曲線的增長速率，③代表的是“S”型曲線的增長速率 D．①代表的是“J”型曲線的增長速率，④代表的是“S”型曲線的增長速率 3.下列關(guān)于種群數(shù)量變化的敘述,不正確的是( ) A.在理想條件下,種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型為:Nt=N0λt B.一個(gè)物種引入新的地區(qū)后,一定呈“J”型增長 C.對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制,要盡量降低其K值 D.一個(gè)呈“S”型增長的種群,數(shù)量在K/2左右時(shí)增長速率最大 4.某種群剛遷入一個(gè)新的棲息地后,種群開始增長,隨著時(shí)間的推移,種群停止增長并維持相對(duì)穩(wěn)定。在停止增長期間( ) A.增長率大于零 B.老年個(gè)體數(shù)量最多 C.出生率及死亡率均為零 D.種群密度最大 5.下列圖中,表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是( ) B 6.右圖表示某物種遷入新環(huán)境后,種群增長速率隨時(shí)間的變化關(guān)系。在第10年時(shí)經(jīng)調(diào)查該種群數(shù)量為200只,估算該種群在此環(huán)境中的環(huán)境容納量約為( ) A.100只 B.200只 C.300只 D.400只