内容正文:
第二节 不同条件下种群的增长方式不同
[课标要求]
1.通过探究果蝇种群的增长活动,尝试建立数学模型和解释种群的数量变化。
2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长等数量变化情况。
[主干知识梳理]
一、建立数学模型解释种群数量变化
1.数学模型:用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。
2.建立数学模型是解释生物种群数量动态变化的重要方法。
二、种群的指数增长
条件
在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下,种群就会呈指数增长
特点
起始增长很慢,但随着种群基数的增大,增长会越来越快,每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长。由于增长曲线很像英文字母J,因而又称“J”形增长
三、种群的逻辑斯谛增长
1.条件:在空间有限、资源有限和受到其他生物制约条件下的种群增长方式。
2.特点:是自然界生物种群增长的普遍方式,总是会受到环境容纳量的限制。其增长曲线很像英文字母S,因而又称“S”形增长。
3.环境容纳量:长时期内环境所能维持的种群最大数量,用字母K表示。
4.“S”形增长的五个时期分析
曲线
模型
区段
阶段名称
种群密度增长速度
a
开始期
缓慢
b
加速期
逐渐加快
c
转折期
最快
d
减速期
逐渐变慢
e
饱和期
不再增长或在K值上下波动
5.研究意义:更好地利用和保护生物资源,防治有害生物。
[预习效果自评]
1.判断下列说法的正误
(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)一个呈“S”形增长的种群,数量在K/2左右时种群密度增长最快。(√)
(3)外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”形增长。(×)
提示:外来物种进入新环境中,该种群也可能因不适应新环境被淘汰。
(4)种群数量增长的“J”形曲线和“S”形曲线是数学模型的一种表现形式。(√)
(5)植食动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以冬季最大。(×)
提示:环境容纳量主要由环境中的有效资源决定,植食动物的食物在夏季最丰富,其环境容纳量一般在夏季达到最大值。
(6)在实验室内把果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌,其种群呈现指数增长。(×)
提示:在有限的空间中,果蝇的种群增长呈“S”形。
2.回答关于数学模型的问题。
(1)建立数学模型,首先要观察研究对象,________,提出____________,再根据实验数据,用适当的__________对事物的性质进行表达,即建立数学模型,最后通过进一步的实验和观察等,对模型进行______________。
(2)作为数学模型,曲线图与数学公式比较,具有的优点是________________________。
(3)种群增长的“J”形曲线的模型假设为__________无限、________无限、不受其他生物__________(理想条件)。
(4)长时期内环境所能________的种群最大数量称为环境容纳量。
解析:(1)建立数学模型,首先要观察研究对象,提出问题,提出合理的假设,再根据实验数据,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,最后通过进一步的实验和观察等,对模型进行检验或修正。(2)作为数学模型,曲线图与数学公式比较,具有的优点是能更直观地反映事物的性质。(3)种群增长的“J”形曲线的模型假设为资源无限、空间无限和不受其他生物制约(理想条件)。(4)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:(1)提出问题 合理的假设 数学形式 检验或修正 (2)能更直观地反映事物的性质 (3)资源空间 制约 (4)维持
3.思考题
鼠害会导致作物减产,蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考,对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么措施?
提示:从环境容纳量的角度思考,可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将粮食和其他食物储藏在安全处,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;搞好环境卫生;等等。
[精要内容把握]
一、知识体系建一建
二、核心语句背一背
1.研究种群的核心问题是种群数量的变化规律。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。
2.在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下,种群就会呈指数增长。
3.逻辑斯谛增长是指在空间有限、资源有限和受到其他生物制约条件下的种群增长方式。
[任务驱动]
某校生物科技小组的同学观察后发现:夏天腐烂的水果——香蕉上常常会招引来许多果蝇,一部分同学认为是由于香蕉腐烂时产生的酒味招引来许多果蝇,另一部分同学认为是由于香蕉的香味招引来许多果蝇,该科技小组利用广口瓶设计了如下装置。
(1)果蝇是生物学实验中常见的模式生物,科学研究以果蝇作为实验