种群的数量变化及其增长曲线分析

考点2 种群的数量变化
考纲要求： 一、种群的数量变化规律 二、种群增长的J型曲线、S型曲线 三、影响种群数量变化的因素 四、研究种群数量变化的意义
模型
物理模型 DNA双螺旋结构模型 真核生物三维结构模型等
概念模型 人体细胞与外界环境的物质交换模型
血糖调节的模型等
数学模型 孟德尔遗传定律 种群增长模型等
一、建构种群增长模型的方法----数学模型
1、用来描述一个系统或它的性质的数学形式---数学模型
细菌的分裂生殖
数学模型：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：
观察研究对象， 提出问题
细胞每20min分裂一次
提出合理的假设
资源空间无限多，细菌种群 的增长不受种群密度增加的 影响
从模型假设不难得出λ=现有个体数／原有个体数。结合增长率的概念和定义式不 难看出，此时增长率等于（λ-1），λ不变，增长率（λ-1）也就不变。 再看增长速率，由于一段时间内种群内个体基数不断增大，故这段时间内净增加 的个体数（Ｎｔλ－Ｎｔ）不断增多，除以时间以后即为增长速率，可以看出增 长速率是不断增大的。横轴表示时间，纵轴表示种群数量，在坐标系中画出曲线， 那么曲线的斜率就应该是种群增长速率而不是增长率。
二、“S”型曲线的分析
2.“S”型曲线的K值及其变动示意图
①同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的 影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值 附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通 过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
②环境遭受破坏，K值会下降；生物生存的环境改善， K值会上升。
关。
答案：B
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三、影响种群数量变化的因素
在自然界中，影响种群数量变化的因素主要有哪些？ 气候、食物、天敌、传染病、人类活动等.
除此之外，影响种群数量变化的内部因素主要有哪些？
出生率、死亡率、迁入率、迁出率、 年龄组成、性别比例等
四、研究种群数量变化有何意义？
__迁__出__率_____、__出__生__率_____和___死__亡__率______。
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二、“S”型曲线的分析
3.密闭条件下的“S”型曲线
封闭环境中，无物质和能量的补充，最终导致K值下 降。
答案： (1) “S”型增长 (2）能 能在这一环境中所能承载的这一 种群的最大数量（密度），即这一环境所能 养活的种群的最大数量 。 (3）对珍稀动物的保护最根本的措施是保护 它的生存环境，使该种动物的环境容纳量有 所提高，这个种群的数量自然会增长。草原 的放牧量应该控制在接近环境容纳量为宜， 如果过多放牧会影响牛羊的生长以及草原的 恢复。如果破坏了环境，还会造成环境容纳 量的降低。
长，t2时刻对应的种群数量为K/2，故C错误。t3时刻年龄结构应为 增长型，A错误。t4时刻种群数量达到K值，并非在新环境中逐渐 消失，B错误。 【答案】 D
例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请 仔细分析图中去先后回答下列问题：
⑴如果种群处在一个理想的环境中，个
没有自然和空间的限制，种群内个
在有限的资源和空间中，随着种群数量的增加，种群增长的阻力也会随之增大，由 此导致种群的出生率降低、死亡率增加，二者之间的差值即增长率是不断减小；当 种群的出生率和死亡率相等时，增长率为零，此时种群数量达到最大值停止增加。 坐标系中横轴仍表示时间，纵轴仍表示种群数量，那么曲线的斜率即为种群增长 速率。
D
A．CD段（增长速度慢） B．DE段（速度加快） C．EF段（变化速率加快） D．FG段（速度逐渐变慢）
图4—14是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请
回(1答)图：中表示种群数量最大的点是_____d______。 (2)图中表示种群增长速度最快的点是__b_________。 (3)该种群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入____2_______年后开 始的，环境阻力明显增大是在迁入后_____4______年开始的。
1.“S”型曲线关键点(区段)的分析
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种群增长率与增长速率区别：
增长率：增长率是指单位时间内种群数量变化率，
即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比 率。
增长率＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数 ＝出生率—死亡率 ＝（出生数－死亡数）/（单位时间×单位数量）。
曲线图与数学方程 式比较，优缺点？
直观， 但不够精确。
种群增长的“J”型曲线 理想状态：
种群数量
食 物 充__足__ ， 空 间 _足__够__大_，气候适__宜__， 没有天__敌__等
种群数量持续增长
时间
现实状态——食物等资源和空间总是_有__限__的， 种内斗争不断_加__剧__，捕食者数量不断_增__加__。
３．结论 Ｊ型曲线增长率保持不变；增长速率一直增大。曲线的斜率表示增长速率。 “J “型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”
“Ｊ”型曲线增长率和增长速率
二 对Ｓ型曲线的分析 １．模型假设 自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，以该 种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死 亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 ２．对模型假设的分析
３．结论 Ｓ型曲线的增长率与种群数量成反比，不断减小；增长速率先增大后减小。曲线的 斜率表示增长速率。 “S“型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”
注：t1时，种群数量为K/2；t2时为K。
“S”型曲线增长率和增长速率
下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误
的是 （D ）
A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B.达到k值时种群增长率为零 C.种群增长受自身密度的影响 D.种群的增长速度逐步降低
B．干旱环境中的东亚飞蝗
B
C．引入北极狐的旅鼠
D．干旱环境中的大熊猫
解答：应该是选B。K值的增加要看环境条
件在干旱环境中有利于飞蝗大量繁殖，而其
他的都不利于生物的生长K值会减少。
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二、“S”型曲线的分析
(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破
坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?
_____b______。
下图表示在良好的生长环境下，“小球藻分裂繁殖中的
细胞数量” “鸡产蛋数量（每天产一枚）”和“竹子自
然生长的高度”这三种现象与时间的关系，他们依次
（）
C
•• A．乙、甲、丁 C．丙、甲、乙
B．甲、丙、乙 D．丁、乙、丙
下图根据实验室中人工饲养腹果蝇的数据统计绘制而成的曲线 图。人工饲养是在一定大小的培养瓶中，喂以一定量的酵母菌 的条件下进行的。请回答下列问题：
(1)在实验室条件下用草履虫、酵母菌所作的实验与上述结果 相似，表明种群在一定空间、一定资源条件下的增长类型， 一般都是___________。(2)曲线的纵坐标_______(“能” 或“不能”)反映种群密度的大小。在一定环境中种群增长曲 线的渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是_______。 一个种群的环境容纳量______(“能够”或“不能够”）随 着环境的变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对珍稀动物的 保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。
种群增长的“S”型曲线
600 种群数量/个
K=375
400
200
0
00
2
4
6
t/d
大草履虫种群的增长
环境容纳量
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。
在种群“S”型增长曲线的数学模型中，K值
不是固定不变的，下列条件会使种群K值增
加的是（ ）
A．地面进行硬化后的家鼠
体 数
体数量的增长曲线是__a__,用达尔文
a
b
的进化理论解释，这是由于生物具
有__过__度_繁__殖___特性。
⑵如果将该种群置入有限制的自然
时间
环境中，种群内个体数量的增长曲
线是__b___，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示
图中__阴__影_部__分__表__示_环__境__阻_力__，__也__就_是__通__过_生__存__斗_争__被__淘__汰_的__个。体数 ⑶量。影响种群密度的主要因素是种群的__迁__入__率________、
增长速率：增长速率是指单位时间种群增长数量。
增长速率＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间 =（出生数－死亡数）/单位时间
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率。
一 对Ｊ型曲线的分析 １．模型假设 在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定 的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。 ２．对模型假设的分析
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＝２n
通过进一步的实验或观察等， 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
将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图
时间 分钟
20
40
60
80
100 120 140 160 180
细菌 数量
2
4
8 16 32 64 128 256 512
下图为农业生态系统内进行农 药防治（喷施DDT）和生物防治 害虫过程中，害虫种群密度消 长示意图，请据图回答：
(1) E 点开始是生物防治。
(2)图中经济阈值是指害虫种群密度已达到影响农业生 态系统经济效益的最低值，因此，图中最需要防治 的时间点是 A、D、E 。