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【学习目标】1．说明建构种群增长模型的方法。2．运用数学模型解释种群数量的变化。【课前自学园地】一、1.种群密度2.（1）用来描述一个系统或它的性质的数学形式（2）观察研究对象，提出问题；提出合理的假设；根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达；通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正二、时间种群数量Nt=N0λt三、种内竞争出生率死亡率1.数量趋于稳定2.环境条件不受破坏种群最大数量K【课堂自学检测】1-5AADBC①细菌的生殖方式是怎样的？②72小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？n代细菌数量是多少？在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代讨论：分裂生殖N=60minx72h／20min=216Nn=2n合作探究1：建构种群增长的数学模型的方法1．计算n代细菌数量的计算公式Nn=____，x小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量应是N3x＝_______2．在构建数学模型时，常用到两种模型：____________和________，其中_________更能直观地反映出种群增长的趋势。3．建构数学模型的意义：2n23x数学方程式曲线图曲线图数学模型是联系实际问题与数学的桥梁，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。将数学公式（N=2n)变为曲线图时间分钟20406080100120140160180细菌数量曲线图与数学方程式比较有何优缺点？直观，但不够精确。248163264128256512细菌数量/个合作探究2：群增长的“J”型曲线种群数量时间150050010000373839404142年份某海岛上环颈雉种群的增长种群数量/个自然界确有类似的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，曲线大致呈“Ｊ”型。“J”型增长的数学模型：1.产生条件：理想状态，即食物空间条件充足，气候适宜，没有敌害等；3.种群“J”型增长的数学模型：Nt=N0λt2.特点：种群增长率保持不变，种群数量以一定的倍数连续增长。N0——起始数量；时间；Nt——t年后该种群的数量；λ——该种群数量是前一年种群数量的倍数。t——⑴当λ1、λ=1、1λ0时，种群的数量变化分别会怎样？⑵自然界中“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么？不会，因为存在有环境阻力。归纳小结：在现实条件下，“J”型数量增长的两种情形：一是在理想状态；二是在当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。λ1：种群数量持续快速增长λ=1：种群数量不增长1λ0：种群数量降低合作探究3：种群增长的“S”型曲线种群在一个现实环境中时：种群密度上升种内斗争加剧捕食者增加出生率下降，死亡率增高种群增长率下降种群保持稳定[例]生态学家高斯的实验种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。③数量增长最快的是____段，其原因是：①分别分析B点和D点时的出生率和死亡率情况：②一开始AB段数量增长慢的原因是：B点：出生率_____死亡率；D点：出生率_____死亡率﹥环境条件较适宜，但种群个体基数小BC因为食物和空间有限，种内、种间斗争加剧，代谢废物积累。④CD段增长速度变慢的可能原因是：=因为食物和空间充足，气候适宜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。●K/2（1）种群数量达到____后停止增长，有时在______左右波动。（2）种群数量增长的变化规律：先___后___，在____时，种群的增长速度最快。K值增减K/2t0t1t2●种群数量为K/2种群数量增长率K值：最大同一种群的K值是固定不变的吗？为什么？不是，因为种群周围的环境是在不断变化的。理想条件下Nt=N0λt保持稳定种群数量时间K“J”型曲线“S”型曲线环境阻力“J”型曲线“S”型曲线前提条件数学模型种群增长率有无K值相互关系（曲线图）先增后减环境资源有限有K值无K值★思考回答：研究种群数量变化有哪些重要意义？（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。苍鹭的保护云豹的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾1．影响种群数量变化的因素：食物、栖息场所、气候、天敌、传染病、人类活动等合作探究4：种群数量的波动和下降2．大多数种群的数量总是在________的，这些变化主要取决于_________变化。波动种群密度合作探究5：培养液中酵母菌种群数量的变化1．实验原理：（1）酵母菌是_____________，在有氧条件下能产生较多的___________，在无氧条件下产生_______和_________。（2）在理想的无限环境中，没有天敌和其他灾害，酵母菌种群呈_____增长，自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈______型增长。（3）计算酵母菌数量可用_________的方法。兼性厌氧微生物CO2和H2OCO2酒精“J”型“S”型抽样检测2．实验步骤：（1）提出问题：（2）作出假设：培养液中的酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？在理想的无限环境中，酵母菌种群呈“J”型增长，自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。（3）设计实验：思考如何对酵母菌进行计数？（参考课本P68）（4）进行实验：①将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。②将酵母菌接种入试管中的培养液。③将试管放在25℃条件下培养。④每天取样计数酵母菌数量。（5）分析结果（画出曲线），得出结论（6）表达和交流（7）进一步探究数量/个时间/天酵母菌的数量是呈先增长后稳定，最后衰退的趋势发展迁移训练1、用酵母菌酿酒的主要阶段为：加料、接种、通气培养、密封发酵。从接种后到密封前一阶段，酵母菌种群数量变化的曲线为（）C迁移训练2、右图中表示在良好的生长环境下，“小球藻分裂繁殖的细胞数量”，“鸡产蛋数量（每天产一枚）”和“竹子自然生长的高度”这三个现象与时间的关系依次是（）A．乙．甲．丁B．甲．丙．乙C．丙．甲．乙D．丁．乙．丙C迁移训练3、若某个鼠种群有亲代成年鼠a只，每只雌鼠一生平均产仔16只。假设各代雌雄比例均为1：1，子代幼鼠均发育成年，且所有个体的繁殖力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代鼠应为（）A．a×8n-1只B．a×8n+1只C．a×8n只D．a×8n-2只C迁移训练4、右图表示田鼠种群的理想增长曲线和在某自然环境中的实际增长曲线，关于曲线的叙述不正确的（）A．X区域（图中阴影部分）可以代表环境阻力的大小B．严密封储粮食,保护田鼠天敌等措施可以使e点向下移动C．食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素是de段D．人工灭鼠时要将田鼠数量控制在c点D迁移训练5：（1）J型允许最大值（K）（2）生态环境种内斗争（3）承载能力生态平衡规律【本节知识小节】一、建构种群增长的数学模型的方法二、种群增长的“J”型曲线三、种群增长的“S”型曲线四、种群数量的波动和下降五、培养液中酵母菌种群数量的变化【课堂自我检测】•经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率λ=1.3保持不变，则第三年该种群数量为（）A．1.3N0B．1.69N0C．2.3N0D．5.29N02．下列各情况下，种群中个体数目会呈“J”型增长的是（）A．当只有食物条件受到限制时B．当只有捕猎者不存在时C．环境一开始适合于这一个物种，后来却不适合时D．只有在实验室中BD3．某沙滩原有黄泥螺约3000吨，现每年最多可新增300吨。为不影响可持续发展，每年的最大捕捞量应控制在（）A．3000吨B．300吨C．1500吨D．150吨4．将雌雄成鼠各若干头，放在一个固定大小的铁丝笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饲料和水。则笼内鼠数量的变化，应近似于右图中的（）A．曲线B．曲线BC．曲线CD．曲线DBC5．20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。环颈雉引入该岛后的增长曲线如图所示。请据图回答下列问题：（1）环颈雉引入该岛后，种群的增长曲线表现为_______型。（2）在1937～1942年间，环颈雉的增长曲线近似于_______型。（3）一定空间中所能维持的种群最大数量称为___________，又称_____。本例中这一数值约为_______。SJ环境容纳量K值2500