资源简介 第 2 节 种群数量的变化第 1 课时 建构种群增长模型的方法及种群数量的变化班级 学号 姓名1.生命观念:运用稳态与平衡观,说明种群数量变化的规律。2.科学思维:采用模型与建模的方法,说出种群数量增长的特点。3.科学探究:通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化活动,说出种群数量变化规律。目标一、 建构种群增长模型的方法1. 建构种群增长模型(1) :用来描述一个系统或它的性质的 形式。(2)建构种群增长数学模型的步骤研究方法 研究实例观察研究对象,提出问题 细菌每 20min 分裂一次,怎样计算细菌繁殖 n 代的数 量?提出合理的假设 在资源和生存空间没有限制的条件下,细菌种群的增长 不会受种群密度增加的影响根据实验数据,用适当的数学形式对事物的 性质进行表达,即建立数学模型 Nn=2n N 代表细菌数量, n 代表第几代通过进一步实验或观察等,对模型进行 观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或 修正2. 种群增长数学模型的类型(1) :如“J”形增长模型为 Nt=N0 λt 。具有科学、准确反映种群数量的优点。(2) :能直观反映出种群数量的增长趋势。任务一 建构某种细菌种群的增长模型根据教材 P7“ 问题探讨 ”,回答下列问题:1.填写下表:计算一个细菌在不同时间(单位为 min)产生后代的数量。时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180代数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9数量(个) 202.第 n 代细菌数量的计算公式是什么?3 .72 h 后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?4 .以时间为横坐标、细菌数量为纵坐标,请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。5 .在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?分析其原因。6 .曲线图能更直观地反映出种群的增长趋势,但是同数学公式相比,曲线图表示的模型有什么局限性?1 .数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。某同学在分析某种细菌(每 20 min 分裂一次)在营 养和空间没有限制的情况下数量变化模型时,采取如下的模型建构程序和实验步骤,你认为建构的模型和对应的操作,不合理的一组是( )A .观察研究对象,提出问题:细菌每 20 min 分裂一次,怎样计算细菌繁殖 n 代后的数量? B .提出合理假设:资源和生存空间无限时,细菌种群的增长不会受种群密度增加的制约C .根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达: Nn =2nD .进一步实验或观察,对模型进行检验或修正:根据 Nn =2n 画出数学曲线图2.(2023 春.响水县校级期末) 某种细菌每 20min 就通过分裂繁殖一代, 1h 后, 有一个细菌分裂产生的细菌数量是( )A .2 B .4 C .6 D .8目标二、 种群数量的变化1.种群的“J”形增长((1)公式:Nt=N0λt(2)解读:①N0:种群②t:时间(年)③Nt:t年后该种群的数量④λ:该种群数量是前一年种群数量的)(1)条件: 条件充裕; ;没有 等。(2)建立模型(3)增长率与增长速率的变化增长率①概念:单位时间内 个体数占 个体数的比值。②计算公式: 增长率 = 现有个体数- 原有个体数原有个体数③曲线:(2)增长速率①概念: 内的 个体数。②计算公式: 增长速率 = 现有个体有个体数 = 出生亡数③曲线:2.种群的“S”形增长(1)含义:种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,增长曲线呈“S ”形。(2)数学模型①模型假设②建立模型(3)环境容纳量: 所能维持的种群 ,又称 。(4)应用①野生大熊猫数量锐减的原因: 遭到破坏,食物减少和活动范围缩小, 变小。②应对措施:建立 ,改善栖息环境,提高 。【微点拨】当种群数量达到 K 值时,种群增长率为 0,即出生率=死亡率;同时增长速率也为 0。K 值和 K/2 的几种表示方式t1 对应 K/2 值, t2 对应 K 值。1. “S ”形曲线与“J ”形曲线的联系(1)甲表示“J ”形曲线,乙表示“S ”形曲线;阴影部分表示在生存斗争中 的个体数,可反映的大小。(2)两种增长曲线具有差异的主要原因是环境阻力不同,对种群数量增长的影响不同。3. 种群数量的波动(1)原因:①在某些特定条件下可能出现种群 。②当种群长久处于 条件下,种群数量会出现 或急剧的 。(2)表现:大多数生物的种群数量总是在 中。4. 判断下列相关表述的正误(1)种群的“J”形增长无 K值。 ( )(2)环境容纳量是指种群的最大数量。 ( )(3)对于“S”形曲线,同一种群的 K值是固定不变的,与环境因素无关。 ( )(4)蝗灾、鼠灾的出现说明处于波动状态的种群一定出现种群爆发。 ( )任务二 种群“J”形增长曲线分析1.请据图分析,种群数量变化符合数学公式:Nt=N0 λt时,种群增长曲线一定是“J”形吗?并说明理由。2.已知增长率和增长速率分别为:增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数×100%(无单位);增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间(有单位,如个/年)。请根据“J”形增长数学公式,分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率的曲线模型。任务三:种群“S”形增长曲线分析1.请结合“S”形增长曲线及其斜率变化,研究种群增长率和增长速率的变化规律。(<K/2,增长速率逐渐增大=K/2,增长速率最大>K/2,增长速率逐渐减小=K,增长速率为0)(1)种群数量{=N0 ,增长速率为0(2)根据以上分析,分别构建“S”形增长种群的增长率和增长速率的曲线模型。2.同种生物的 K值是固定不变的吗?哪些因素会影响动物种群的环境容纳量?3.请据图分析:该种群的 K值为 。4.如图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系,二者之间的阴影部分代表什么?3.图示为甲、乙两个种群增长速率随时间的变化情况,下列叙述正确的是( )A.甲种群呈现“J”形增长,乙种群呈现“S”形增长B.乙种群的环境容纳量大于甲种群C.乙种群的环境容纳量是个体数量达到最大时的数值D.t4 时刻乙种群的年龄结构类型为增长型4.如图为某种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线。若不考虑迁入和迁出,下列有关叙述正确的是( )A.改善空间和资源条件有望快速达到 K值,和原 K值相同B.c 点时种群增长率为零,出生率等于死亡率C.曲线 X 的λ是逐渐增大的D.曲线 X 与曲线 Y 的不同是竞争造成的第 2 节 种群数量的变化第 1 课时 建构种群增长模型的方法及种群数量的变化班级 学号 姓名1.生命观念:运用稳态与平衡观,说明种群数量变化的规律。2.科学思维:采用模型与建模的方法,说出种群数量增长的特点。3.科学探究:通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化活动,说出种群数量变化规律。目标一、 建构种群增长模型的方法1. 建构种群增长模型(1) 数学模型 :用来描述一个系统或它的性质的 数学 形式。(2)建构种群增长数学模型的步骤研究方法 研究实例观察研究对象,提出问题 细菌每 20min 分裂一次,怎样计算细菌繁殖 n 代的数 量?提出合理的假设 在资源和生存空间没有限制的条件下,细菌种群的增长 不会受种群密度增加的影响根据实验数据,用适当的数学形式对事物的 性质进行表达,即建立数学模型 Nn=2n N 代表细菌数量, n 代表第几代通过进一步实验或观察等,对模型进行 检 验或修正 观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或 修正2. 种群增长数学模型的类型(1) 数学公式 :如“J”形增长模型为 Nt=N0 λt 。具有科学、准确反映种群数量的优点。(2) 曲线图 :能直观反映出种群数量的增长趋势。任务一 建构某种细菌种群的增长模型根据教材 P7“ 问题探讨 ”,回答下列问题:1.填写下表:计算一个细菌在不同时间(单位为 min)产生后代的数量。时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180代数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9数量(个) 20 2 4 8 16 32 64 128 256 5122.第 n 代细菌数量的计算公式是什么?提示 设细菌初始数量为 N0,第一次分裂产生的细菌数为第一代,数量为 N0 ×2,第 n 代的细菌数量为 Nn =N0 ×2n。3 .72 h 后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?提示 2216 个。4 .以时间为横坐标、细菌数量为纵坐标,请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。提示 如图所示5 .在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?分析其原因。提示 不会;因为培养瓶中的营养物质和空间都是有限的。6 .曲线图能更直观地反映出种群的增长趋势,但是同数学公式相比,曲线图表示的模型有什么局限性?提示 同数学公式相比,曲线图表示的模型不够精确。1 .数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。某同学在分析某种细菌(每 20 min 分裂一次)在营 养和空间没有限制的情况下数量变化模型时,采取如下的模型建构程序和实验步骤,你认为建构的模型和对应的操作,不合理的一组是( )A .观察研究对象,提出问题:细菌每 20 min 分裂一次,怎样计算细菌繁殖 n 代后的数量?B .提出合理假设:资源和生存空间无限时,细菌种群的增长不会受种群密度增加的制约((2)建立模型)C .根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达: Nn =2nD .进一步实验或观察,对模型进行检验或修正:根据 Nn =2n 画出数学曲线图答案 D解析 对模型进行检验或修正,需要观察、统计细菌数量,对所建立的模型进行检验或修正, D 错误。2.(2023 春 响水县校级期末) 某种细菌每 20min 就通过分裂繁殖一代, 1h 后, 有一个细菌分裂产生的细菌数量是( )A .2 B .4 C .6 D .8答案: D。解析 细菌每 20min 就分裂繁殖一代,则 N =m ×2n ,其中 m 代表细菌的起始数量,N 代表一段时间后 细菌的数量, n 表示第几代。在理想条件下, 细菌每 20min 就通过分裂繁殖一代, 1h 细菌繁殖 3 代, 则1h 后种群的数量为 1×23 =8。目标二、 种群数量的变化1.种群的“J”形增长(1)条件: 食物、空间 条件充裕; 气候适宜 ;没有 天敌和其他竞争物种 等。(1) 公式: Nt=N0λt (2) 解读: ①N0 :种群 起始数量 ②t :时间(年) ③Nt :t 年后该种群的数量 ④λ:该种群数量是前一年种群数量的 倍数(3)增长率与增长速率的变化增长率①概念:单位时间内 新增 个体数占 原有 个体数的比值。②计算公式: 增长率 = 现有个体数- 原有个体数③曲线:原有个体数(2)增长速率①概念: 单位时间 内的 新增 个体数。②计算公式: 增长速率 = 现有个体有个体数 = 出生亡数③曲线:2.种群的“S”形增长(1)含义:种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,增长曲线呈“S ”形。(2)数学模型①模型假设②建立模型(3)环境容纳量: 一定的环境条件所能维持的种群最大数量,又称 K值。(4)应用①野生大熊猫数量锐减的原因: 栖息地遭到破坏,食物减少和活动范围缩小, K 值变小。②应对措施:建立 自然保护区,改善栖息环境,提高 环境容纳量。【微点拨】当种群数量达到 K 值时,种群增长率为 0,即出生率=死亡率;同时增长速率也为 0。K 值和 K/2 的几种表示方式t1 对应 K/2 值, t2 对应 K 值。1. “S ”形曲线与“J ”形曲线的联系(1)甲表示“J ”形曲线,乙表示“S ”形曲线;阴影部分表示在生存斗争中 被淘汰 的个体数,可反映环境阻力 的大小。(2)两种增长曲线具有差异的主要原因是环境阻力不同,对种群数量增长的影响不同。3. 种群数量的波动(1)原因:①在某些特定条件下可能出现种群爆发。②当种群长久处于不利条件下,种群数量会出现持续性的或急剧的下降。(2)表现:大多数生物的种群数量总是在波动中。4. 判断下列相关表述的正误(1)种群的“J”形增长无 K值。 ( √)(2)环境容纳量是指种群的最大数量。 (×)(3)对于“S”形曲线,同一种群的 K值是固定不变的,与环境因素无关。 (×)(4)蝗灾、鼠灾的出现说明处于波动状态的种群一定出现种群爆发。 (×)任务二 种群“J”形增长曲线分析1.请据图分析,种群数量变化符合数学公式:Nt=N0 λt时,种群增长曲线一定是“J”形吗?并说明理由。提示 不一定是“J”形;当λ<1 时,种群数量减少;当λ=1 时,种群数量相对稳定;只有当λ>1 时,种群数量增多,曲线呈“J”形。2.已知增长率和增长速率分别为:增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数×100%(无单位);增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间(有单位,如个/年)。请根据“J”形增长数学公式,分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率的曲线模型。提示 如图所示任务三:种群“S”形增长曲线分析1.请结合“S”形增长曲线及其斜率变化,研究种群增长率和增长速率的变化规律。(<K/2,增长速率逐渐增大=K/2,增长速率最大>K/2,增长速率逐渐减小=K,增长速率为0)(1)种群数量{=N0 ,增长速率为0(2)根据以上分析,分别构建“S”形增长种群的增长率和增长速率的曲线模型。提示 如图所示2.同种生物的 K值是固定不变的吗?哪些因素会影响动物种群的环境容纳量?提示 同种生物的 K值不是固定不变的。环境因素、生物自身的遗传特性、食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物种群的环境容纳量。3.请据图分析:该种群的 K值为 K2。4.如图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系,二者之间的阴影部分代表什么?提示 环境阻力(按照自然选择学说,它就是在生存斗争中被淘汰的个体数量)。(())3.图示为甲、乙两个种群增长速率随时间的变化情况,下列叙述正确的是A.甲种群呈现“J”形增长,乙种群呈现“S”形增长B.乙种群的环境容纳量大于甲种群C.乙种群的环境容纳量是个体数量达到最大时的数值D.t4 时刻乙种群的年龄结构类型为增长型[解题思维]提取关键点 增长速率随时间的变化情况转化知识点 种群增长曲线,环境容纳量排除障碍点 环境容纳量并不一定是种群的最大数量答案: D。解析 甲、乙两种群增长速率先增加后减小再等于 0,种群呈“S”形增长,A 错误 ;图中只给出增长速率随时 间的变化,看不出环境容纳量的大小,B 错误 ;环境容纳量是指环境不被破坏的情况下,一定空间所能维持的种群最大数量,C 错误;t4 时刻乙种群增长速率最大,年龄结构类型为增长型,D 正确。4.如图为某种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线。若不考虑迁入和迁出,下列有关叙述正确的是( )A.改善空间和资源条件有望快速达到 K值,和原 K值相同B.c 点时种群增长率为零,出生率等于死亡率C.曲线 X 的λ是逐渐增大的D.曲线 X 与曲线 Y 的不同是竞争造成的答案: B。解析 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,又称为 K值,改 善空间和资源条件会使 K值提高,A 错误 ;c 点时种群增长率为零,出生率等于死亡率,种群数量不变,B 正确 ; 曲线 X 的λ(该值的含义是年末的数量是年初数量的倍数)是不变的,C 错误;曲线 X 与曲线 Y 的不同是环境阻力造成的,D 错误。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 1.2.1 建构种群增长模型的方法及种群数量的变化(导学案)-高二生物学(人教版2019选择性必修2).docx 1.2.1 建构种群增长模型的方法及种群数量的变化(导学案)-高二生物学(人教版2019选择性必修2)答案.docx