2018-2019学年高中生物 第4章 种群和群落 第2节 种群数量的变化教学案（含解析）新人教版必修3.doc

第2节种群数量的变化1在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：NtN0t。2正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。3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称为环境容纳量，又称K值。4“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。5影响种群数量变化的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。一、构建种群增长模型的方法1数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2构建步骤：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检验或修正。3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。二、种群增长的“J”型曲线1模型假设2数学模型：NtN0t。3各参数的含义三、种群增长的“S”型曲线1形成原因2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，又称K值。3应用建立自然保护区，从而提高环境容纳量，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。四、种群数量的波动和下降1影响因素2数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。1判断下列叙述的正误(1)种群数量的变化也就是指种群数量的增长和波动()(2)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式()(3)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长()(4)对于“S”型曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关()(5)种群数量达到K值后不再发生变化()(6)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用()2下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是()解析：选B种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。在这样的条件下，种群数量会呈“J”型曲线增长，B图所示的增长曲线属于此种情况。3当某一种群生活在资源和空间有限的环境中时，用来描述该情况下种群数量变化的数学模型是()ANtN0tBK/2值C“J”型曲线 D“S”型曲线解析：选D在资源和空间有限的环境中，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，这种增长曲线称为“S”型曲线。4在营养和生存空间都没有限制的条件下，某种细菌每20 min 就通过分裂繁殖一代，那么24 h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是()A224B272C424D472解析：选B由题意知，这种细菌在24 h内共分裂24372(次)，产生的细菌数量是272。5影响一片稻田里螟虫种群密度的直接因素中不包括()A水稻的长势 B季节的变化C青蛙的数量 D土壤的理化特征解析：选D土壤的理化特征(包括含水量)直接影响水稻的长势，但不直接影响螟虫的种群密度。1种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型前提条件理想状态：食物和空间条件充裕；气候适宜；没有敌害；无迁入、迁出等现实状态：食物、空间有限；不断变化的自然条件；有种内斗争和种间竞争增长率和增长速率K值有无无K值有K值联系两种增长曲线的差异主要是环境阻力大小不同，因而对种群数量增长的影响不同(图示如右)思考探究1(1)种群“J”型增长的数学模型中，当1，1，01，种群数量上升；1，种群数量稳定；0死亡率，出生率死亡率。名师点拨种群增长率与增长速率的辨析(1)种群增长率：指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，即增长率100%。(2)种群增长速率：指单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率)，即增长速率一定时间内增长的个体数量/时间。假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年)内，由初始数量N0增长到Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为：增长率100%100%(无单位)；增长速率(有单位，如个/年)。2K值的变化(1)K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。(2)在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。(3)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。3K值与K/2在实践中的应用资源的保护和利用有害生物的防治K值(环境容纳量)保护环境，减小环境阻力，增大K值；养殖量不能超过K值，否则会破坏环境，导致K值下降增大环境阻力，降低K值K/2(最大增长速率)捕捞(捕获)后的种群数量要维持在K/2，种群数量会迅速回升及时控制种群数量，严防达到K/2题组冲关1(2017全国卷，有改动)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是()A甲点对应的种群数量B乙点对应的种群数量C丙点对应的种群数量 D丁点对应的种群数量解析：选D根据题图，种群数量约为环境容纳量的1/2时，种群增长速率最大，种群有最大持续产量。与甲、乙、丙点相比，在丁点时捕获，捕获后使种群处于最大增长速率附近，能达到持续尽可能多地收获该种家畜的目的。2如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长。下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是()A当种群数量达到e点后不再发生变化B种群增长过程中出现环境阻力是在c点之后C图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D呈“S”型曲线增长的蝗虫，其数量也可能超过K值解析：选D影响种群数量的因素很多，种群数量达到K值后会出现波动，下降甚至消亡；环境阻力在c点之前就已出现；阴影部分表示被淘汰的个体数量；种群数量可能在短时间内超过K值，但会迅速下降。归纳拓展K值的不同表示方法图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A、C、D时间所对应的种群数量为K/2值。1实验原理(1)酵母菌可用液体培养基(培养液)来培养，培养基中酵母菌种群数量的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)可采用抽样检测的方法对酵母菌进行显微计数。(3)以培养液中的酵母菌种群数量和时间为坐标轴作曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。2实验步骤3实验结果实验开始时培养液中营养充足，空间充裕，条件适宜，酵母菌大量繁殖，数量剧增。随着酵母菌数量的不断增多，营养物质的消耗，pH的变化、有害产物的积累等，使酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降，最终消失。4注意事项(1)每天取样计数的时间要固定。(2)对培养液要进行定量稀释。(3)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸(吸水纸)吸去。(4)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。(5)结果的记录最好用记录表，如下：起始1234567甲乙丙平均思考探究2(1)本实验需要设置对照吗？需要做重复实验吗？提示：酵母菌在不同时间内的数量可以形成前后自身对照，不需另设对照实验，但需要做重复实验，求平均值以保证实验结果的准确性。(2)从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。提示：这是为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性。(3)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取怎样的措施？提示：稀释一定倍数(如10倍)后重新计数。(4)对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数？提示：对于压在小方格界线上的酵母菌，计数时应只计数相邻两边及其顶点的酵母菌(一般是“计上不计下，计左不计右”，类似于“样方法”的计数)。名师点拨血细胞计数板及其使用方法(1)血细胞计数板。血细胞计数板(如图A所示)由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图B所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm，因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。计数室通常有两种规格：一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即1625400(个)小方格。(2)计数方法。如果是2516的计数板，一般选取计数室四个角及中央共五个中方格(共80个小方格)进行计数；如果是1625的计数板，要取左上、右上、左下、右下4个中方格(即100个小格)进行计数。(3)计算方法。2516的血细胞计数板：酵母细胞数(个/mL)(5个中方格内酵母细胞个数/80)400104稀释倍数。1625的血细胞计数板：酵母细胞数(个/mL)(4个中方格内酵母细胞个数/100)400104稀释倍数。题组冲关3为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作，其中正确的是()A将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养B将培养液静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液C在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液D将计数板放在载物台中央，立即在显微镜下观察、计数解析：选A在探究酵母菌种群数量变化的实验时，将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内；应将培养液振荡均匀后，再吸取培养液；将计数板放在载物台中央，应先静置一段时间，待酵母菌沉降到计数室底部，再进行观察、计数，否则酵母菌不在一个平面上，在显微镜下就不能观察到所有细胞，使计数结果偏小。4某小组