秋高中生物种群数量的变化新人教版必修

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栏目链接(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。

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栏目链接1．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的______形式。2．研究方法步骤：提出问题→做出合理的假设→用适当的______形式表达→检测或修正。3．表达形式。数学方程式：优点是科学、______。曲线图：能直观地反映出种群数量的_________，但不够精确。知识清单一、建构种群增长模型的方法——数学模型数学数学准确增长趋势

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栏目链接二、种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线知识清单1．种群增长的“J”型曲线是指在________条件下的种群数量增长的形式，以________为横坐标，____________为纵坐标画出的曲线图，大致呈________。2．“J”型曲线的数学模型。(1)模型假设：在________和________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________增长，第二年的数量是第一年的λ倍。(2)建立模型：t年后种群数量表达式为：________。其中N0为该种群的__________数量，t为时间，Nt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。理想时间种群数量“J”型食物空间倍数N0λt起始

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栏目链接3．种群增长的“S”型曲线是指在________和________有限，种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加的条件下，种群经过一定时间的增长后，数量趋于________的增长曲线，呈________。4．环境容纳量是指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________数量，又称________值。资源空间稳定“S”型最大K知识清单

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栏目链接三、种群数量的波动和下降1．影响因素。(1)自然因素：有________、食物、________、传染病等。(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________中，在不利的条件下，种群数量还会急剧________甚至________。3．研究意义。研究种群数量的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的________、野生生物资源的________和________以及濒危动物种群的拯救和________，都有着重要的意义。气候天敌波动下降消亡防治保护利用恢复知识清单

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栏目链接要点探究探究一建构种群增长模型(以细菌每20min分裂一次为例)的方法1．方法与步骤(1)观察研究对象，提出问题。观察研究对象是为了发现问题，探索规律，“细菌每20min分裂一次”便是通过大量观察和实验得出的结论。(2)提出合理的假设。合理提出假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型不同，“细菌以指数函数增长”便是合理的假设。

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栏目链接要点探究(3)用数学形式表达。据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。运用数学语言进行表达，即数学模型的表达形式：Nt＝N0λt，也可以用直观的“J”型曲线表示。(4)对模型进行检验和修正。观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正。2．“J”型增长的数学模型(1)模型的假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜，没有天敌等理想条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，假设第二年的数量是第一年的λ倍。

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栏目链接要点探究(2)数学表达：种群的增长可以用下列方程式表示：t年后种群数量为：Nt

＝N0λt其中N为种群数量，t为时间，λ表示种群数量是一年前种群数量的倍数，N0为该种群的起始数量。(3)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、预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。

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栏目链接易错提示当λ＞1时，种群数量上升；当λ＝1时，种群稳定；当0＜λ＜1时，种群数量下降；当λ＝0时，种群无繁殖，种群在下一代灭绝。

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栏目链接尝试应用1．下图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是(

)答案：B

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栏目链接尝试应用2．描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。种群数量变化数学模型建立的一般步骤是(

)A．观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式B．观察并提出问题→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→提出合理假设→实验或观察检验或修正数学形式

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栏目链接尝试应用C．观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质D．提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式答案：A

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栏目链接要点探究探究二种群增长曲线比较1．种群数量变化(1)影响因素：环境因素(气候、食物、天敌、寄生物传染病等)↓出生率、死亡率、迁入和迁出(增和减)↓种群数量的变化(增长、波动、稳定、下降)(2)种群数量增长的类型。①“J”型增长曲线。

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栏目链接要点探究在理想条件(无任何阻力的情况)下，种群的数量会呈指数增长，这种种群的指数式增长在理论上存在，但在自然生态系统中不可能存在。因为资源空间和食物是有限的，但在种群增长的某一段时间内可能会出现这种情况。此外，外来物种入侵(条件适宜，缺少天敌)，在相当长的一段时间内入侵种会呈指数增长趋势。例如：入侵我国的大米草、水葫芦等。②“S”型增长曲线。种群数量达到环境允许的最大值K(环境的满载量或负载能力)后停止增长，即出生率降低，死亡率增加，从而使种群数量的增长率下降。一个牧畜饲养场最佳养殖个数是K/2。

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栏目链接要点探究2．K值与K/2在实践中的应用灭鼠捕鱼K/2(最大增长速率)灭鼠后，鼠的种群数量在K/2附近，这种种群数量会迅速增加，无法达到灭鼠效果使鱼的种群数量维持在K/2，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升K值(环境容纳量)改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值

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栏目链接两种生长曲线的区别:易错提示“J”“S”前提条件环境资源无限环境资源有限种群增长率恒定变化有无K值无有

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栏目链接(1)两种增长方式的差异主要在于环境阻力(如资源、空间等)对种群数量的影响。按自然选择学说，“环境阻力”部分个体数就是通过生存斗争被淘汰的个体数，如图甲所示。a．延滞期b．指数增长期c．减速增长期d．稳定期(有波动)易错提示

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栏目链接(2)注意种群数量增长曲线与增长率曲线的区别。应用“S”型曲线可画出种群增长速率与时间的关系，如图乙所示。图中t1对应K/2，即种群增长率此时最高；t2对应K值，即此时种群增长率为0。易错提示

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栏目链接尝试应用3．当种群数量达到K值时，可能出现的现象是(

)A．生态因素对该种群的影响没有作用B．种群的增长率保持相对稳定C．食物将不再是限制种群发展的因素D．出生率再也不会超过死亡率

答案：B

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栏目链接尝试应用4．下图a、b表示种群在不同条件下的增长曲线，c为b曲线对应的种群增长率变化曲线。下列叙述错误的是(

)

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栏目链接尝试应用A．在自然界中不可能存在类似a曲线表示的种群增长情况B．在t时刻b曲线对应的种群数量大小为环境容纳量的一半，即K/2C．b曲线表示种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约D．c曲线表示的种群增长规律可用于指导渔业捕捞等答案：A

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栏目链接要点探究探究三影响种群变动的因素1．种群密度的反馈调节(1)种内斗争与种群密度的反馈调节(如下图)。

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栏目链接要点探究

例如：在蝌蚪密度大的水中，个体较大的蝌蚪能从肠道分泌有毒物质，使幼小蝌蚪死亡率增加，还有桉树的自毒现象等。由此可见，种群具有一定的自我调节机能，是物种生存的一种适应性反应，是维持种群数量相对稳定的重要方式。在海洋鱼类资源急剧减少时，应停止捕捞，制定“休渔期”，使之繁殖增多，还可投放人工繁育的鱼苗，加快种群数量的增长速度。

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栏目链接要点探究(2)种间关系与种群密度的反馈调节(如下图)。例如：一片草原上，牧草繁茂，食草动物就多，动物数量的增加，引起牧草衰减，由于牧草衰减，又引起动物数量减少，继而牧草又恢复正常。若过度放牧，则会引起草场退化，进而引起动物种群数量下降。所以要确定草场的合理载畜量，不能超载放牧。

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栏目链接要点探究2．研究种群数量变化的意义有利于合理利用野生生物资源(如确定草场的合理载畜量)，科学防治害虫(农田治虫要选择良机)等。例如：在利用野生生物资源时，种群数量控制在什么情况下，人类获得资源量最大，又不影响资源的再生。一般将种群数量控制在环境容纳量的一半，即K/2值时便可达到预期的要求。

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栏目链接影响种群数量变化的因素分析：(1)直接因素：①出生率和死亡率是影响种群数量变动的最直接因素，也是决定种群大小的最主要生物因素。②迁入率和迁出率也是影响种群数量变动的直接因素。(2)间接因素。凡是影响出生率和死亡率、迁入率和迁出率的因素都会影响种群数量的变化。①年龄组成和性别比例通过影响出生率和死亡率间接影响种群数量。易错提示

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栏目链接②生物因素包括种内关系和种间关系对生物种群数量变化的影响。③非生物因素如阳光、温度、风、雨、雪等气候因素通过影响种群的出生率、死亡率而间接影响种群的数量。④人为因素。人类活动对自然界种群数量变化的影响越来越大。易错提示

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栏目链接尝试应用5．种群的指数增长是有条件的，条件之一是(

)A．在该环境中只有一个种群B．该种群对环境的适应比其他种群优越得多C．环境资源是无限的D．环境资源是有限的答案：C

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栏目链接尝试应用6．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的说法正确的是(

)A．“S”型增长曲线仅表示了种群数量和食物的关系B．种群增长率在各阶段是不同的C．“S”型增长曲线只表示了种群数量与时间无关D．种群增长不受种群密度制约答案：B

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栏目链接题型1考查种群数量增长的数学模型例1种群在理想环境中，呈“J”型曲线增长；在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长。结合下图分析，下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是(

)

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栏目链接名师点睛：本例是有关种群数量的变化问题。在理想条件下种群数量增长的增长率与增长速率不同。①种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数；②种群增长速率是指单位时间内新增加的个体数。③种群增长率＝出生率－死亡率，在有环境阻力时，一直减少；而种群增长速率是先增大后减小。A．若图示草履虫种群增长曲线，则e点后增长速率为0B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后C．若图示蝗虫种群增长曲线，则虫害防治应在c点之后D．K值是环境容纳量，一般不随环境的变化而改变

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解析：由题干图中可知，e点已达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长率为0；“J”型曲线和“S”型曲线的交叉阴影部分是在生存斗争的过程中，被淘汰的个数，即为环境阻力淘汰的个体数量。所以出现环境阻力应该出现在b点之后；防治害虫应该越早越好，而在c点时蝗虫的增长速率最快，这个时候防治的效果甚微，应该在b点之前防治；K值是环境容纳量，决定其大小的因素有生物所生存的环境条件和生物自身的遗传特性，所以只要是环境条件或自身的遗传特性发生改变，其K值就会发生改变。答案：A

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栏目链接变式训练1．下图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是(

)

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栏目链接变式训练A．K是环境条件所允许达到的种群数量最大值B．在K值时，种群的增长率最大C．假设这是一个鼠的种群，可通过增大K值，来减少鼠害D．假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量答案：A

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栏目链接题型2种群数量增长的规律及应用

例2有几只老鼠由于寻觅食物而到达了另一新的生活空间，并定居下来。开始时鼠群的增长十分缓慢，后来逐渐加快，到一定密度又突然减缓，直至完全停止，呈现右图所示的“S”型增长曲线。

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栏目链接(1)从图中A→B看，鼠群数量增长缓慢，主要原因是开始一段时间内种群的基数________，幼鼠不能________，产生后代个体数________。(2)从图中C开始，鼠群迅速增长，其原因是基数开始________，种群内________个体占多数，而________个体少。种群进入迅速________期。(3)从图中D开始，鼠群的增长受到明显限制，其原因是栖息地的____________有限，从而导致________加剧。(4)E点时鼠群的增长完全停止，保持在一个________的水平上，这个水平叫做________。

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栏目链接(5)当处于________________________________________________________________________水平时，种群的增殖速度最快。(6)当居民发现鼠患时，在捕杀老鼠的同时，最好的办法是设法降低____________________，断绝它们的食物来源，减少它们的生活空间。名师点睛：种群数量“S”型曲线中，K值是环境容纳的最大量，K/2值时增长速率最大，也是经济动物捕杀的最佳效益期，越接近K值，环境的阻力愈强。

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栏目链接解析：在一定区域内，种群的数量和密度是经常变化的，而且有一定的规律。当某个种群的少数个体进入一个原先没有此种生物的适宜环境，开始时由于种群内个体数少而增长缓慢，随着种群数量增加种群增加量加大，到达一个中间点时种群的增加量最大；伴随种群密度的增加，环境阻力也越来越大，因为生活资源和生活空间都是有限的，从而使增长速度减缓，直至完全停止。这时种群数量将保持在一个基本恒定的水平上，这个基本恒定的水平就叫环境容纳量。如果用曲线来表示这种增长趋势，它呈现“S”型，生态学上叫“S”型增长。

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实际生活中，如要控制有害生物，最好的办法是设法降低种群的环境容纳量，减少食物、栖息地等生活资源，那么种群的数量必然会减少。答案：(1)小生殖少(2)增大中幼年老年增长(3)生活资源和生活空间种内斗争(4)基本恒定环境容纳量(5)环境容纳量的一半(6)种群的环境容纳量

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栏目链接变式训练2．我国自1393—1990年以来的人口统计数据如下表，请根据提供的数据完成下面的问题：年份1393157817641849192819821990人口/亿0.60.62.04.14.710.311.6

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栏目链接变式训练(1)在曲线图中表示出中国人口在此1000年里的增长情况：

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栏目链接变式训练(2)以上的人口增长曲线属于哪一种增长类型？其出现的原因是什么？_______________________________________________(3)按照曲线中的增长趋势发展下去，将出现什么状况？鉴于我国人口的现状，应当采取什么政策？________________________________________________________________________

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栏目链接解析：(1)按照表格中的数据画出以下的曲线图：(2)从图中看，中国的人口增长在过去的1000年中属于“J”型曲线。(3)长期以来，我国人口的出生率一直高于死亡率，因而人口增长很快。人口的过度增长严重制约着我国经济和社会的发展，而要控制人口的增长，关键是要控制人口的出生率，因此，我国已经把计划生育列为一项基本国策。变式训练

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栏目链接答案：(1)见解析(1)图(2)我国的人口增长属于“J”型曲线。生存条件改善，医疗水平提高等(3)由于一个国家或地区中的资源、空间是有限的，所以当人口数量超过了“环境容纳量”后，会出现一系列的问题，如粮食、健康、就业、教育