2 第1章 第2节 种群数量的变化（教师用书）-2022-2023学年新教材高中生物学选择性必修2生物与环境【金版新学案】同步导学（人教版2019 不定项）

第2节　种群数量的变化 [学习目标]　1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，建立数学模型，解释种群的数量变化。　2.比较种群的“J”形增长和“S”形增长的条件和特点、数量变化情况。　3.运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。 知识点一　种群的“J”形增长 1．建构种群增长模型的方法——数学模型 (1)概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 (2)作用：描述、解释和预测种群数量的变化。 2．建构方法 项目 研究方法 研究实例 提出 问题 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 合理 假设 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 建立 模型 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 ①数学方程式：科学、准确，但不够直观。 Nn＝2n(N代表细菌数量，n表示第几代) ②曲线图：直观但不够精确。 检验 修正 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 3．种群的“J”形增长 (1)含义 自然界有类似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，曲线则大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。 (2)数学模型 ①模型假设 a．条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。 b.数量变化：种群的数量每年以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。 ②建立模型 b.曲线图 [概念检测] 1．曲线图同数学公式相比更能直观地反映出种群的增长趋势。(√) 2．外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”形增长。(×) 学生用书↓第8页 3．“J”形曲线只适用于理想条件下，如实验室条件下。(√) 4．“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式。(×) 5．种群的“J”形增长曲线中，N0为该种群的起始数量，λ为时间。(×) 6．种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变。(×) 1．在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937～1942年期间，这个种群数量的增长如图所示。据图回答有关问题： (1)若N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数。t年后种群数量为多少？ 提示：　Nt＝N0λt (2)请分析在λ>1、λ＝1和λ<1时种群数量分别会发生怎样的变化？ 提示：　①当λ>1时，种群数量上升；②当λ＝1时，种群数量保持稳定；③当λ<1时，种群数量下降。 2．种群增长率：单位时间内新增加的个体数占原有个体数的比例，即增长率＝×100%。 种群增长速率：单位时间内新增加的个体数，即增长速率＝一定时间内增长的数量/时间。 假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年)内，由初始数量N0增长到Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为： 增长率＝×100%＝×100%(无单位)； 增长速率＝＝(有单位，如个/年)。 请尝试画出“J”形增长曲线的增长率和增长速率？ 提示：　“J”形增长曲线的增长率为，“J”形增长曲线的增长速率为。 注：“J”形增长曲线的增长率不变，但其增长速率(等于种群数量增长曲线的斜率)却逐渐增大。 3．准确分析“λ”曲线： (1)a段——λ＞1且恒定，种群数量呈“J”形增长。 (2)b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。 (3)c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。 (4)d段——λ＜1，种群数量逐年下降。 (5)e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。 (2022·芮城中学高二期末)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。调查发现某种一年生植物(当年播种、当年开花结果)的种群中存在下列情形： ①由于某种原因该植物中大约只有80%的种子能够发育成成熟植株 ②该植物平均每株可产生500粒种子 学生用书↓第9页 ③该植株为自花传粉植物。 目前种子数量为a，则m年后该植物的种子数N可以表示为(　　) A．500a×0.8m B．0.8a×500m C．a×400m D．400am C　[据题意可知该种群初始数量为a，则该种群一年后种子的数量为a×80%×500，则两年后种子的数量为a×80%×500×80%×500＝a×(80%×500)2，三年后种子的数量为a×80%×500×80%×500×80%×500＝a×(80%×500)3，以此类推，m年后种子的数量为a×(80%×500)m＝a×400m，C符合题意。] “λ”≠增