1.2 不同条件下种群的增长方式不同（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修2生物与环境（浙科版2019）

第二节　不同条件下种群的增长方式不同 课程内容标准 核心素养对接 尝试建立数学模型解释种群的数量变动。 1．探究果蝇种群的增长，尝试构建种群数量增长的数学模型。(科学探究、科学思维) 2．分析指数增长曲线和逻辑斯谛型曲线的成因和变化过程。(科学思维) [对应学生用书P9] 一、建立数学模型是解释种群数量变化的重要方法 1．数学模型：是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 (1)作用：解释生物种群数量动态变化的重要方法。 (2)实例：以探究果蝇种群的增长为例。 利用培养瓶培养果蝇→观察和记录培养瓶中果蝇种群数量变化→统计处理实验数据→建立数学模型(绘制果蝇种群数量增长曲线图)→分析果蝇种群数量变化的特点及其形成的原因。 二、种群在无限环境条件下呈指数增长 1．条件：资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件。 2．实例：细菌在实验室条件下的培养。 3．曲线形态：“J”形增长曲线。模型如图： 4．指数增长曲线特点：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。 三、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长 1．条件：空间有限、资源有限和受到其他生物制约的条件。 2．曲线动态：“S”形增长曲线。模型如图： 3．环境容纳量(K值)：指在长时期内环境所能维持的种群最大数量。 4．逻辑斯谛曲线不同时期及特点 时期 特点 开始期 种群的个体数很少，种群密度增长缓慢 加速期 随着个体数的增加，种群密度增长逐渐加快 转折期 种群个体数达到K/2时，种群密度增长最快 减速期 种群个体数超过K/2以后，种群密度增长逐渐变慢 饱和期 种群个体数接近或达到K时，种群不再继续增长或在K值上下波动 5．实例：自然界中的种群增长。 6．研究意义：能更好地利用和保护生物资源，防治有害生物。 (1)根据逻辑斯谛增长曲线在转折期增长最快的特点，可预知草原上放牧量为多少时既能保护草原，又能获得最好的经济效益。 (2)对于濒危野生动物的保护，则可通过改善生存环境来增大环境容纳量以促进其增长。 (3)对于有害生物的防治，则应通过限制环境因素来降低环境容纳量以抑制其增长。 1．判正误 (1)“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式。(×) (2)在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量。(×) (3)不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值固定不变。(×) (4)种群数量变化不仅受外部因素的影响，也受自身内部因素的影响。(√) (5)对于逻辑斯谛增长曲线，同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。(√) (6)池塘养鱼，若要保持长期稳定和较高的产量，应及时适量地捕捞出成鱼。(√) 2．微思考 下图表示的是种群数量的指数增长曲线(又称“J”形曲线)和逻辑斯谛增长曲线(又称“S”形曲线)，据图分析： (1)图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？ 提示　b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。 (2)图中阴影部分表示的含义是什么？ 提示　在生存斗争中被淘汰的个体数量。 [对应学生用书P11] 任务驱动一　探究果蝇种群的增长 在实验室条件下，用水果培养果蝇，其种群数量会增长。用数学方法分析果蝇数量的增长规律，可得出其种群增长的数学模型。 1．果蝇作为实验材料具有哪些优点？ 提示　果蝇体形较小，繁殖力强，生活史短，饲养管理简单，并且容易计数和保存。 2．如何用数学方法分析果蝇数量的增长规律，构建种群增长的数学模型？ 提示　(1)设计表格，记录果蝇的数量；(2)以时间为横坐标，果蝇数量为纵坐标，在坐标系中绘制果蝇种群数量增长曲线图。 3．完善实验的方法步骤： (1)准备培养瓶：取500 mL广口瓶3个，先在每个广口瓶底部铺一层厚约2 cm的棉花，然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉、2只雌果蝇和2只雄果蝇，最后用双层纱布盖住瓶口，并用橡皮筋扎紧。 (2)控制培养条件：将培养瓶置于温度适宜(20～25_℃)的环境中培养。 (3)观察、计数：每天观察、记录培养瓶中果蝇个体数，持续3个星期。采用麻醉法计数时，待果蝇麻醉后，将其全部倒在白纸上，用毛笔进行计数。计数结束后再将这些果蝇放回培养瓶中培养。 (4)绘制曲线：采用描点连线法，横坐标是时间，纵坐标是果蝇数量，在坐标系中绘制果蝇种群数量增长曲线。 1．构建数学模型的步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达(建立数学模型)→检验或修正。 2．数学模型的表达形式： (1)数学方程式：科学、准确，但不够直观。 (2)曲线图：直观，但不够精确。 数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，建立数学模型一般包括以下步骤，下列排列顺序正确的是(　　) ①观察研究对象，