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2019-2020年高中生物《生物群落的基本單位——種群》教案4 蘇教版必修3 引入 達(dá)爾文曾計(jì)算了一對(duì)繁殖速度極慢的大象，在生活條件充足，沒(méi)有其他生物危害的情況下，僅在750年后，就可以繁殖成1.9X107頭大象的巨大種群。 細(xì)菌以二分裂方式繁殖,如果在適宜的條件下,20分鐘就可以繁殖一代,如果這樣計(jì)算,一晝夜可以產(chǎn)生272(約4.7 X 1021)個(gè)個(gè)體,重達(dá)4722噸。但實(shí)際卻很難發(fā)生這樣爆發(fā)性增長(zhǎng)的情況，你知道這是什么原因嗎？ 教學(xué)過(guò)程 ⊙基本知識(shí) 一、 種群增長(zhǎng)的“J”型曲線：在食物(養(yǎng)料)和生存空間充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量往往會(huì)連續(xù)增長(zhǎng)。假設(shè)該種群的增長(zhǎng)率不變，將該種群的連續(xù)增長(zhǎng)情況在坐標(biāo)系中表示出來(lái)，就會(huì)呈現(xiàn)“J”型曲線，稱為種群增長(zhǎng)的“J 型曲線。假設(shè)該種群的起始數(shù)量為No，每代的增長(zhǎng)率均相同，即第二代的種群數(shù)量是第一代的λ倍，那么，該種群的t代以后的數(shù)量可用Nt表示為：Nt= N0λt上述公式就是種群J型增長(zhǎng)方式的數(shù)學(xué)模型。 二、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線：在自然界中，環(huán)境條件是有限的，種群不可能無(wú)限增長(zhǎng)。當(dāng)種群在一個(gè)有限的環(huán)境中增長(zhǎng)時(shí)，隨著種群密度的上升，個(gè)體間對(duì)有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)必將加劇，以該種群生物為食的捕食者的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使這個(gè)種群的出生率降低，死亡率增高，從而使種群數(shù)量的增長(zhǎng)率下降。當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值（即K值）時(shí)，種群個(gè)體數(shù)量將停止增加。種群的這種增長(zhǎng)方式在坐標(biāo)圖上呈現(xiàn)“S”型，稱為種群增長(zhǎng)的“S”型曲線。 三、知識(shí)梳理 類型：增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降 條件：理想條件下 “J”型曲線 數(shù)量計(jì)算公式：Nt=N0λt 種群數(shù)量的變化 增長(zhǎng)曲線 常見(jiàn)種群：剛遷入新環(huán)境的種群 條件：自然或通常條件下 “S”型曲線 K值、增長(zhǎng)度及實(shí)踐應(yīng)用 常見(jiàn)種群 ：在有限的環(huán)境條件條件下 影響種群 自然因素：如氣候、食物、被捕食、傳染病 數(shù)量變化 種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，使人工控制的種群數(shù)的因素 人工因素 量不斷增長(zhǎng) 砍代森林、獵捕動(dòng)物和環(huán)境污染，使野生動(dòng)植物種群數(shù)量急劇減少 研究種群數(shù)量變化的意義 ⊙要點(diǎn)解析 1．“J”型曲線是在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害、沒(méi)有疾病的理想條件下形成的，種群增長(zhǎng)率保持穩(wěn)定不變，種群數(shù)量連續(xù)增長(zhǎng)(無(wú)K值)。“J”型數(shù)量增長(zhǎng)的兩種情形:a．實(shí)驗(yàn)室條件下；b．當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境書(shū)時(shí)。 2．種群增長(zhǎng)的“S”型曲線：雖然物種具有巨大的增長(zhǎng)潛力，但在自然界中，種群卻不能無(wú)限制地增長(zhǎng)。因?yàn)殡S著種群數(shù)量的增長(zhǎng)，環(huán)境的制約因素的作用也在增大，環(huán)境中制約種群增長(zhǎng)的因素稱為環(huán)境阻力(見(jiàn)下圖)。它包括同種個(gè)體之間對(duì)食物和空間的競(jìng)爭(zhēng)加劇、疾病蔓延、捕食者因捕食對(duì)象的增多而增多等，從而導(dǎo)致死亡率增長(zhǎng)、出生率降低，最終趨向平衡。因此，在自然環(huán)境中，種群的增長(zhǎng)曲線是一個(gè)“S”形曲線。種群達(dá)到環(huán)境所能負(fù)擔(dān)的最大值，稱為環(huán)境的滿載量或負(fù)載能力，用K 表示。 3．兩種增長(zhǎng)曲線比較如下表： “s”型曲線 “J”型曲線 前提條件 環(huán)境資源有限 環(huán)境資源無(wú)限 種群增長(zhǎng)率 隨種群密度上升而下降 保持穩(wěn)定 有無(wú)K值 有K值 無(wú)K值，持續(xù)增加 4. 種群數(shù)量變化規(guī)律的意義在于為人類合理開(kāi)發(fā)利用生物資源提供理論依據(jù)。其應(yīng)用:a．種群數(shù)量變化的規(guī)律在魚(yú)類的捕撈、放養(yǎng)中的應(yīng)用。如在湖泊中放養(yǎng)魚(yú)蝦，如果一次性放養(yǎng)的幼苗過(guò)多或延遲捕撈，由于環(huán)境的負(fù)載能力限制，都不能達(dá)到增產(chǎn)的目的；相反，如果大肆捕撈，使魚(yú)蝦數(shù)量大大減少，降到K／2值以下時(shí)，其種群往往要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的延滯期才能進(jìn)人指數(shù)增長(zhǎng)期，對(duì)生產(chǎn)極為不利。b．在害蟲(chóng)、害獸防治方面的應(yīng)用。 典型例題 例1自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的正確說(shuō)法是 A、“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系 B、 種群增長(zhǎng)率在各個(gè)階段是不同的 C、“S”型增長(zhǎng)曲線種群數(shù)量與時(shí)間無(wú)關(guān) D、種群增長(zhǎng)不受種群密度制約 析與解 當(dāng)種群在一個(gè)有限的環(huán)境中增長(zhǎng)時(shí)，隨著種群密度的上升，個(gè)體間對(duì)有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，以該種群生物為食物的捕食者的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使這個(gè)種群的出生率降低，死亡率增加，從而使種群數(shù)量的增長(zhǎng)率下降，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大時(shí)，種群數(shù)量將停止增長(zhǎng)而保持相對(duì)穩(wěn)定?？梢?jiàn)，種群增長(zhǎng)率在各個(gè)階段是不相同的。 答案：B 例2：下圖為w、x、Y、z四種條件下細(xì)菌種群的生長(zhǎng)曲線，這四種條件是： W——不斷提供食物、水、氧氣、除去廢物 X——隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡，有害廢物積累 Y——隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡，無(wú)害物質(zhì)積累 Z——隨時(shí)間延續(xù)食物耗盡，由于突變的原因出現(xiàn)了新的菌株，它們能代謝原有菌種產(chǎn)生的有害廢物。 以上四種生長(zhǎng)條件w、x、Y、z和四種生長(zhǎng)曲線l、2、3、4的對(duì)應(yīng)關(guān)系是下列的( )．。 A．W一1 X一2 Y一3 Z一4 B．X一1 Y—2 Z一3 W一4 C．Y一1 Z一2 W一3 X一4 D．X一1 Y一2 W一3 Z一4 析與解：本題主要考察種群數(shù)量變化規(guī)律的知識(shí)。經(jīng)分析四種生長(zhǎng)條件和四種生長(zhǎng)曲線可知，W：由于不斷提供食物、水、氧氣并除去廢物，種群的數(shù)量會(huì)不受限制地連續(xù)增長(zhǎng)，形成“J”型曲線，即曲線3；X：隨著時(shí)間的延續(xù)食物逐漸耗盡，細(xì)菌繁殖率下降。又由于有害物質(zhì)的積累，大量細(xì)菌死亡，因此當(dāng)種群增長(zhǎng)到一定數(shù)量后會(huì)逐漸下降，形成曲線4； Y：當(dāng)種群繁殖到一定數(shù)量后，食物逐漸耗盡，細(xì)菌繁殖率下降，但由于未產(chǎn)生有害物質(zhì)，所以種群數(shù)量會(huì)保持相對(duì)穩(wěn)定，形成“S”型曲線，即曲線 l；z：雖然食物耗盡，也產(chǎn)生有害廢物，但由于出現(xiàn)了突變的新菌株，可利用除菌種產(chǎn)生的代謝廢物維持生活，因而種群數(shù)量在一段時(shí)間的穩(wěn)定之后會(huì)呈上升趨勢(shì)，即形成曲線2。注意：既使食物耗盡，細(xì)菌也不會(huì)被“餓死”，而是以休眠狀態(tài)的芽孢形式存在。 答案：C