種群數量的變化教學設計

A. 【數學模型】種群共存問題

以 、 表示處於相互依存關系中甲、乙二種群在時刻 的數量，
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還是細說吧~ 發站內信嘍~~

B. 生物種群的特徵和數量變化知識點

生物種群的數量特徵有種群密度，年齡組成，性別比例，出生率和死亡率，遷入率和遷出率。種群數量變化特點有增長，波動和下降。

C. 影響種群的數量變動的因素有哪些

影響種群的數量變動的因素包括出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結構和性別比例等。

(1)如果出生率大於死亡率，那麼種群密度增加；如果出生率小於死亡率，則種群密度減少；出生率等於死亡率，種群密度基本不變。

(2)遷入率和遷出率也是影響種群數量變化的直接因素。如果遷入率大於遷出率，種群密度增加；遷入率小於遷出率，種群密度減少。

(3)種群的年齡組成是影響種群數量變化的一種間接原因，它能夠預測種群密度的變化趨勢。增長型的種群密度將增大，衰退型的種群密度將減小，穩定型的種群密度則相對穩定。

(4)性別比例也間接影響著種群密度。一般來說，種群中雌性多於雄性，出生率增大，導致種群密度增大；種群中雌性少於雄性，出生率減小，導致種群密度減小。

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有些因素雖對種群數量起限製作用，但作用強度和種群密度無關。氣候因素就是這樣，刮風、下雨、降雪、氣溫都會對種群的數量產生影響，但這種因素起多大作用與種群密度也是無關的，這類因素稱為非密度制約因素。

作用：生物種群數量的不規則的變動往往同非密度制約因素有關。非密度制約因素對種群數量的作用一般總是很猛烈的，災難性的。

例如，我國歷史上屢有記載的蝗災是由東亞飛蝗(Locusta migra-toria manilensis)引起的。引起蝗蟲大發生的一個物理因素是乾旱。

東亞飛蝗在禾本科植物的荒草地中產卵，如果雨水多，蟲卵或因水淹或因黴菌感染而大量死亡，因而不能成災，只有氣候乾旱蝗蟲才能大發生，所以我國歷史上連年乾旱常同時伴隨蟲災。

D. 2，種群的數量是怎樣變化的

種群中一些簡單的、具有典型性的動態變化可以用數學模型衡量，常見的有兩種

指數增長("J"型增長)

指數增長模型的提出者是著名人口學家托馬斯·馬爾薩斯（T.Maithus），他認為種群數量的增長不是簡單的相加關系，而是成倍地增長；後來，生物學家查爾斯·羅伯特·達爾文（C.R.Darwin）通過對大象種群的研究再次確認了這一增長模式[3]。這種客觀存在的增長模式表明，所有種群都有爆炸式增長的能力[1]。

指數增長的函數式是指數方程，變數為時間t，常數為種群密度增長的倍數。這一增長模式沒有上限，完全的指數增長只存在於沒有天敵、食物與空間絕對充足（以至於沒有種內斗爭）的理想情況，實際生活中，培養皿中剛接種的細菌、入侵生物（例如鳳眼蓮）、藍藻爆發時，種群會在相當一段時間內進行指數增長，隨後則趨於穩定或大量死亡。

邏輯斯蒂增長("S"型增長)

主條目：邏輯斯蒂增長模型

指數增長是一種過於理想的情況，許多生物在指數增長一段時間後，數量會維持穩定，這可以用另一個數學模型進行描述。

試驗結果

實例：俄羅斯生態學家G.W.高斯（G.W.Gaose）曾進行試驗，在0.5ml培養液中放入5個大草履蟲，每24h統計一次該種群的種群密度，結果見右圖，由圖可知，大草履蟲在進行了快速的增長後，穩定在75隻（K值）這個數量上。[1]

邏輯斯蒂增長模型能更好地指導人為的種群調節。

環境容納量（carrying capacity）

進行邏輯斯蒂增長的種群在數量上，存在一個上限，這個上限就被稱為環境容納量，簡記「K值」，代表在環境在不受到破壞的情況下對該種群最大承載量，或該種群在該環境的最大數量。一個種群在種群密度為K/2時，增長率最快，這可以指導經濟生物的採集，讓種群密度始終控制在K/2的范圍內，「多餘」的進行採集，可以讓經濟生物保持最快的增長。[1]

自然增長與下降

自然界中，一個種群的數量變化並不是只增不減，也未必完全符合上述數學模型，其數量變化有一些基本特性

周期性變化

①季節性變化

一般具有季節性生殖的種類，種群密度的最大值常落在一年中最後一次繁殖之後，以後繁殖停止，種群因只有死亡而無生殖，故種群密度下降，這種下降一直持續到下一年繁殖季節的開始，這時是種群數量最低的時期，由此出現季節性的變化。

實例：在歐亞大陸寒帶地區，許多小型鳥獸，通常由於冬季停止繁殖，到春季開始繁殖前，其種群數量最低。到春季開始繁殖後數量一直上升，到秋季因寒冷而停止繁殖以前，其種群數量達到一年的最高峰。體型較大，一年只繁殖一次的動物，如狗獾，旱獺等，其繁殖期在春季，產仔後數量達到高峰，以後由於死亡，數量逐漸降低。

對種群密度有季節性變化的種群做調查時，通常要進行兩次。

②年變化

在環境相對穩定的條件下，種子植物及大型脊椎動物的種群密度在較長的時間跨度內呈現周期性變化。例如：常見的喬木如楊、柳每年開花結果一次，其種子數量相對穩定；又如大型有蹄類動物，一般每年產仔1～2個，其種群數量相對穩定。加拿大盤羊36年的種群數量變動，其最高與最低量的比率僅為4.5倍。而美洲赤鹿在20餘年冬季數量統計中，其最高量與最低量之比只有1.8倍。

不規則波動

動物中還有一些數量波動很劇烈，但不呈周期性的種類，人們最熟知的是小家鼠。它生活在住宅、農田和打穀場中，據中國科學院的16年統計資料，其年均捕獲率波動於0.10～17.57之間，即最高—最低比率為幾百倍。又如布氏田鼠也具有不規律的數量變動。其數量最低的年代，平均每公頃只有1.3隻鼠，而在數量最高的年份，每公頃可達786隻鼠，兩者竟差600多倍種群中有出生和死亡，其成員在不斷更新之中，但是這種變動都往往圍繞著一個平均密度。即種群受某種干擾而發生數量的上升或下降，有重新回到原水平的傾向。這種情況就是動態平衡。

種群的暴發

具不規則或周期性波動的生物都可能出現種群的暴發，赤潮便是此類情況的實例

E. 種群數量變化的研究方法

A、種群的數量變化--模型法，A錯誤；
B、植株上蚜蟲的密度--樣方法，B錯誤；
C、酵母菌的種群密度--抽樣檢測法和顯微計數法，C正確；
D、土壤中小動物豐富度的統計--記名計演算法或目測估計法，D正確．
故選：CD．

F. 種群的數量是怎樣變化的哪些因素會影響種群數量的變化

A、捕食是一種生物以另一種生物為食，數量上呈現出「先增加者先減少，後增加者後減少」的不同步性變化，與圖不符合，A錯誤；B、b種群數量先增加後減小，不為J型增長，B錯誤；C、再分析a種群整體的曲線較長，不難發現：a種群的增長呈「S」型，這是在有限環境中受自身種群密度制約的結果，C正確；D、由圖可以看出，a、b兩種群剛開始個體數均迅速增長，但由於食物、環境等因素的影響，兩者發生競爭，最終導致b種群死亡．因此，這兩個種群的關系屬於競爭關系，但競爭的程度應該是由弱到強，D錯誤．故選：C．

G. 一個有關種群數量變化的高中生物問題

到達環境容納量K時數量最多密度最大，所以最易捕獲。
對於有害動物，在低於K/2時控制最有效，因為當達到K/2時，增長率最高，要控制它的增長就比較困難了。
對於有益動物，要將種群數量控制在K/2，因為K/2時，增長率最高，種群數量容易恢復。

捕魚的最佳時期是 在此時捕魚，魚增長速度快，所以捕魚不影響魚種群數目，
得到魚最大日捕獲量 到達環境容納量K時數量最多密度最大，日捕獲量自然也最大。

H. 預測種群數量變化 應該根據什麼呢.年齡組成還是性別比例

預測種群數量變化的往往根據種群的年齡組成,
種群的性別比例可以影響種群數量的變化,也可以預測種群數量的變化,但不一般不作為預測的依據.
種群年齡組成（population age structure）又稱種群年齡結構，種群年齡分布。是指種群中各年齡期個體數在種群中所佔的比例。種群年齡結構常用年齡錐體來表示。通常將種群中個體按年齡級分成若干組，每組個體數按比例劃成方框圖，然後從幼年組至老年組壘起來排列，就構成了年齡金字塔（age pyramid）也就是年齡錐體。從年齡金字塔的形狀可以看出種群發展趨勢（動態）和生產性特點。

I. 探究酵母菌種群數量變化實驗，需要重復實驗嗎

這里關鍵是理解什麼是「平行重復原則」，我沒有看到對此具體的解釋，按照我的理解：
1、重復有兩重意思。一是實驗具有重復性，即在同樣條件下重做實驗，結果應該一致或是極度接近；二是通過重復做實驗統計分析，減少誤差。
2、平行也有兩重意思。一是通過功能上相當重復做實驗，統計分析，減少誤差。二是在實驗沒有辦法重復時候，只有同時做一樣的實驗來進行統計分析，減少誤差。
課本探究酵母菌種群數量隨時間的變化實驗的目的是了解酵母菌種群數量的變化增長，在不同的溫度和培養條件下得到的曲線是不同的，因此在不同的地方做的實驗應該不會完全一樣，重復來消除誤差是沒有意義的，如果要消除計數時候的誤差，多抽樣幾次就可以了。因此不需要重復做，甚至連分組都沒有必要。
估算值就不要精確的數據嗎？
如果是這樣，為什麼計數時，對於壓在小方格界線上的酵母菌應只計數相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。
又為什麼，從試管中吸出培養液進行計數前，需將試管輕輕振盪幾次，要使使培養液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的正確性，減少誤差。
所以以估算值不是不需要重復的理由。