广西专版新教材高中生物第1章种群第2节不同条件下种群的增长方式不同课件浙科版选择性必修2

第二节不同条件下种群的增长方式不同素养·目标定位课前·基础认知课堂·重难突破随堂训练素养·目标定位目标素养1.通过实例分析构建指数增长和逻辑斯谛增长模型,并能区别种群增长的两种方式,培养学生的科学思维能力。2.举例说出环境容纳量的概念,明确环境容纳量在生活中的应用,强化学生的生命观念。3.通过“探究果蝇种群的增长”实验培养学生的动手操作能力。知识概览课前·基础认知自主预习

一、研究种群的核心问题及方法1.核心问题:种群数量的变化规律。2.方法:不同条件下种群的增长方式不同,可通过建立数学模型对种群数量的变动进行研究。二、探究果蝇种群的增长1.实验目的(1)学会培养果蝇的方法与技能。(2)分析果蝇的数量变化,绘制果蝇增长的曲线图,学会数学建模的方法。2.方法步骤(1)制作培养瓶:取500mL广口瓶3个,先在每个广口瓶底部铺一层厚约2cm的棉花,然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉、2只雌果蝇和2只雄果蝇,最后用双层纱布盖住瓶口,并用橡皮筋扎紧。(2)将培养瓶置于温度为20~25

℃的环境中培养。

(3)每天观察、记录培养瓶中的果蝇个体数,持续3周。常用计数方法:将果蝇用乙醚麻醉后,用毛笔进行计数。(4)处理实验数据,绘制果蝇种群增长曲线图。自主思考1

在“探究果蝇种群的增长”实验中,使用3个培养瓶的目的是什么?提示:3个培养瓶设置完全相同,目的是减少实验的误差,使结果更准确。三、不同条件下的种群增长方式1.指数增长(1)条件:资源无限、空间无限和不受其他生物制约。(2)增长方式:种群呈指数增长。(4)曲线:“J”形增长曲线。

2.逻辑斯谛增长(1)条件:空间有限、资源有限和受到其他生物制约。(2)环境容纳量(K):指长时期内环境所能维持的种群最大数量。(3)五个时期

(4)曲线:“S”形增长曲线。

自主思考2

同一种群的K值是固定不变的吗?提示:同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境等因素的影响。四、研究种群的增长方式的意义研究种群的增长方式具有十分重要的实际意义,能更好地利用和保护生物资源,防治有害生物。预习检测1.判断题。(1)研究种群的变化规律只能通过建立数学模型进行研究。(

)(2)指数增长是自然界中最为普遍的种群增长模式。(

)(3)对同一种群而言,K值可能会发生变化。(

)(4)在“探究果蝇种群的增长”实验中,无关变量保持不变。(

)××√√2.下列图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是(

)答案:B解析:种群在无环境阻力状况下的增长是指在空间无限、资源无限和不受其他生物制约的理想条件下的增长。在这样的条件下,种群会呈指数增长。3.下图为某动物种群迁入适宜环境后的种群增长曲线,下列有关说法错误的是(

)A.该种群的增长方式为逻辑斯谛增长B.如果此种群是某鱼类,应让捕捞量保持在B点所对应的数量左右C.如果此种群是老鼠,限制其种群数量的最好方法是尽量降低K值D.B点时该种群数量增长最快,但出生率不一定最大答案:B解析:若此种群为某鱼类,则捕捞后应使鱼群数量不低于K/2,即B点对应的数量,而不是让捕捞量保持在B点所对应的数量左右。课堂·重难突破一

探究果蝇种群的增长重难归纳1.果蝇作为实验材料的优点(1)果蝇体型较小,繁殖力强,生活史短,饲养管理简单,并且容易计数和保存。(2)果蝇雌雄易辨别,雌果蝇个体较大,腹部末端尖且色浅,有产卵管,腹背面有5条黑色条纹;雄果蝇个体较小,腹部末端圆钝,颜色呈深黑色,有交尾器,腹背面有3条黑色条纹。2.实验设计思路将厚约2cm的棉花、熟透了的半根香蕉、2只雄果蝇和2只雌果蝇放入用橡皮筋和双层纱布封口的广口瓶中作为果蝇培养瓶,将培养瓶置于温度适宜(20~25℃)的环境中培养。在接下来一段时间内,每天记录培养瓶中的果蝇个体数,绘制果蝇种群增长曲线图。3.实验结果统计分析

(1)本结果为连续统计36天的数据,可以看到曲线大致呈现

“S”形。(2)在资源有限、空间有限和受到其他生物制约的条件下,O~8d,果蝇起始数量比较少,种群密度增长缓慢;8~20d,随着果蝇数量的增加,种群密度增长逐渐加快;20~32d,种群密度增长逐渐变慢;32~36d,种群密度增长逐渐趋于平稳。(3)在现有条件下,果蝇种群在培养瓶中的最大数量约为350只。1.培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时,如何对培养的果蝇进行计数?所采用的方法有何优点?提示:取一洁净广口瓶作为果蝇的麻醉瓶,放入滴有1~2滴乙醚的棉花团,并将其与培养瓶的瓶口对接,轻拍培养瓶把果蝇赶入麻醉瓶,待果蝇麻醉后,将其全部倒在白纸上,用毛笔进行计数。该方法的优点是不会对果蝇造成伤害,且计数方便准确。2.从果蝇统计结果来看,果蝇种群的数量增长有何特点?出现这种现象的原因可能是什么?提示:先慢后快再变慢。与食物、生活空间等有限有关。典例剖析某校生物兴趣小组为研究种群数量的变化规律,用培养瓶培养果蝇,观察成虫数量的变化,并计算种群增长率,结果如下表所示。时间/d3691215182124273033增长率10.90.80.70.60.50.40.30.20.10下列叙述错误的是(

)A.该果蝇种群的年龄结构为衰退型B.培养33天的果蝇数量达到了K值C.该果蝇种群的增长曲线为“S”形D.该果蝇种群呈逻辑斯谛增长答案:A解析:在第3天到第33天之间,果蝇种群的年龄结构为增长型,A项错误。在第3天到第33天之间,随着时间的推移,虽然种群增长率下降,但种群增长率大于0,说明种群数量在增加,但在第33天时,种群增长率为0,种群数量不变,达到K值,B项正确。题表反映了种群数量先增加后基本不变的趋势,说明果蝇种群的增长曲线为“S”形,呈逻辑斯谛增长,C、D两项正确。学以致用下图是果蝇在人工饲养条件下种群的增长曲线。下列有关叙述正确的是(

)A.环境容纳量为346只B.O~36d,果蝇数量呈直线增长C.第36天后,果蝇种群的出生率大于死亡率D.改变饲养条件,该果蝇种群的最大数量不变答案:A解析:由题图可知,O~36

d,果蝇数量呈“S”形增长;第36天后,果蝇数量达到K值,此时出生率等于死亡率;种群所能维持的最大数量会随着环境的变化而变化。二

不同条件下的种群增长方式重难归纳1.两种种群增长方式的比较比较项目指数增长逻辑斯谛增长产生条件①资源无限②空间无限③不受其他生物制约①资源有限②空间有限③受到其他生物制约特点种群数量每单位时间以一定的百分数或倍数增长种群数量达到环境容纳量K值后,将不再继续增长或在K值上下波动2.逻辑斯谛增长曲线在生产中的应用(1)野生动、植物资源的合理开发和利用方面:一般将种群数量控制在环境容纳量的一半左右,即K/2左右,此时种群增长速率最快,可提供的资源数量很多,而且不影响资源的再生。(2)野生生物资源的保护方面:采取相应措施,如建立自然保护区,从而提高野生生物的环境容纳量。(3)有害生物的防治方面:通过限制环境因素来降低环境容纳量以抑制其增长。某种群数量的逻辑斯谛增长曲线如下图所示,据图分析回答下列问题。(1)图中的B点、C点时,种群的出生率均大于死亡率吗?提示:B点时,种群的出生率大于死亡率;C点时,种群的出生率等于死亡率。(2)该曲线的增长率如何变化?提示:呈逐渐减小趋势。(3)从环境容纳量的角度思考,对家鼠等有害动物的控制应采取什么措施?提示:降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。典例剖析下图是某地新迁入的某种群的增长曲线。下列相关叙述正确的是(

)A.B点之后,开始出现环境阻力B.C点时,种群的年龄结构为稳定型C.D点之后,种群数量不可能再增加D.改变种群的性别比例,可能会延长种群数量达到K值的时间答案:D解析:环境阻力一直存在。C点时,种群的年龄结构为增长型。D点之后,种群数量可能在K值上下波动。规律总结1.对“S”形增长曲线的解读和分析

两图对比分析解读(1)t1以及A点之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间条件相对充裕,种群数量增长较快;当种群数量为K/2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值。(2)t1~t2以及AB段,由于资源和空间有限,当种群密度继续增大时,种内竞争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降。(3)t2以及B点时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0。2.K值与K/2在实践中的应用

应用灭鼠等捕鱼、森林砍伐等K/2(增长速率最大)灭鼠后,将鼠的种群数量控制在K/2以内捕捞或砍伐后使鱼或树木的种群数量维持在K/2左右K值(环境容纳量)改变环境,降低K值,使之不适合鼠的生存保证鱼或树木生存的环境条件,尽量提升K值学以致用1.下图所示为一个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线。在哪个阶段,食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素?(

)A.EF段

B.DE段C.CD段

D.BC段答案:A解析:一个种群迁入一个新环境的初期,由于资源无限、空间无限、不受其他生物制约,种群将呈“J”形增长。随着种群数量的增加,种群密度增大,生活空间和食物资源减少,种内竞争加剧,从而使种群增长减缓,并趋于停止。2.下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。下列叙述错误的是(

)A.为有效防治蝗灾,应在A点之前及时控制种群密度B.AB段,该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C.利用性引诱剂诱杀雄虫以改变性别比例,可防止C点出现D.A点时,种群的年龄结构属于增长型答案:B解析:从东亚飞蝗的种群数量变化趋势可以看出,O点到B点所对应的时间段内,种群的增长曲线大致为“S”形,A点时的种群数量大约是环境容纳量的一半,此时蝗虫种群的增长速率最大,故防治时间应在A点之前,A项正确。AB段,该种群的增长率是逐渐下降的,与种群密度变化不存在正相关关系,B项错误。利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后,蝗虫种群内的性别比例失调,导致种群的出生率下降,可防止种群数量增长至C点,C项正确。A点的种群增长速率最大,故A点时种群的年龄结构属于增长型,D项正确。随堂训练1.在下列哪种条件下,种群可能呈指数增长?(

)A.当食物受到限制时B.在物种适宜的环境中,食物开始出现不足,但远不至于影响到该物种在这里生存C.在一个没有捕食者的生态系统中D.在实验室内的实验条件下答案:D解析:在实验室的人为设置的理想状态下,种群可能呈指数增长。2.在光照下,将等细胞数量的衣藻和大肠杆菌分别接种到只含无机盐的培养液中培养,结果是(虚线和实线分别表示大肠杆菌和衣藻的生长曲线)(

)答案:C解析:衣藻是自养生物,可以利用无机物制造有机物,所以放在只含无机盐的培养液中可以存活并繁殖。大肠杆菌是异养生物,必须利用现成的有机物,而培养液中没有有机物,所以不利于大肠杆菌的生存。3.下列关于环境容纳量的叙述,错误的是(

)A.种群数量在K/2时增长最快B.同一环境各种群的环境容纳量是相同的C.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变D.环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量答案:B解析:同一环境各种群的环境容纳量是不同的。

4.在农田生态系统害虫防治中,害虫种群密度变化情况示意图(经济阈值是指害虫种群密度影响农田经济效益的最低值)如下。在A、B、C、D、E点进行了农药防治或引入天敌进行生物防治。下列叙述正确的是(

)A.在农药的作用下,D点害虫的抗药基因突变率显著高于B点B.E点是生物防治,A、B、C、D点是农药防治C.害虫种群的年龄结构为衰退型D.食物的短缺降低