山东省武城县第二中学高中生物 4.2种群数量的变化学案（无答案）新人教版必修3.doc

第四章 第2节 种群数量的变化【课标解读】1.通过细菌数量增长的分析，掌握建构种群增长模型的方法。2.通过“j”型和“s”型曲线分析，理解种群数量变化的影响因素及内在逻辑关系。3.结合探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群增长的数学模型。【温故而知新】1.种群的数量特征 ，其中最基本的数量特征是 。2.年龄组成的三个类型： 。【双基梳理】知识点一：建构种群增长模型的方法(阅读p6566)1数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的 形式。2建构模型的步骤：观察研究对象，提出问题提出 根据实验数据，用适当的 对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。3某细菌每20 min分裂一次，细菌分裂增殖公式为nn2n，n代表 ，n表示 。知识点二：种群增长的“j”型曲线(阅读p66)1模型假设条件： 和 条件充裕、气候适宜、没有敌害等。数量变化：种群的数量每年以 增长，第二年的数量是第一年的倍。2建立模型 t年后种群数量表达式为 。如果以 为横坐标， 为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈 型。知识点三：种群增长的“s”型曲线(阅读p67)1种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为 型曲线。2“s”型增长的数学模型形成原因种群密度增长达到平衡，数量趋于稳定，呈“s”型增长。曲线特点：种群数量达到环境条件所允许的 (k值)后，将停止增长。3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 ，又称“k”值。同一种群的k值不是 ，会随着环境条件的改变而变化。知识点四：种群数量的波动和下降(阅读p6768)1决定因素： 、迁入率和迁出率。2影响因素自然因素：气候、食物、被捕食、传染病。人为因素：受 的种群数量不断增加，野生动植物 不断减少。 3数量变化大多数种群的数量总是在 中，在不利的条件下，种群数量还会急剧 甚至消亡。4研究意义 有害动物。保护和利用 。拯救和恢复 。知识点五：探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验(阅读p6869)1用 培养酵母菌，种群的增长受 、 、ph、温度等因素的影响。2在理想的无限环境中，酵母菌种群呈 型增长；自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈 型增长。3计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 。【合作探究】探究一：种群增长模型的建构1建构方法研究方法研究实例提出问题观察研究对象，提出问题细菌每20 min分裂一次合理假设提出合理的假设在资源和空间无限的环境中，细菌的种群增长不会受密度影响建立模型根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达时间020406080细菌数量2021222324时间100120140160180细菌数量2526272829nn2n(n代表细菌数量，n表示第几代)修正检验通过进一步实验或观察等，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2.意义数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。思维激活1同是数学模型，曲线图与方程式比较，具有什么优点？2从曲线的走向分析可以预计：若在食物(养料)和空间条件 、气候 和没有 等理想条件下，细菌种群的增长不会受 的影响，往往会持续增长。强化训练1：在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(m个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，t h后，该种群的个体总数是( )。am2tbm220c2dm23t变式训练1：判断正误：(1)在一个培养基中，细菌的数量会一直按照上述数学模型增长。( )(2)生物按何形式增长可以用实验计数法来检验或修正。( )(3)自然界食物和空间无限，生物一般按指数形式增长。( )探究二：种群数量的变化曲线和应用1两种曲线模型比较项目“j”型曲线“s”型曲线增长模型 前提条件理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约(无种内斗争，缺少天敌)现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约(种内斗争加剧，捕食者数量增加) 种群增长速率k值有无无k值有k值曲线形成原因无种内斗争，缺少天敌种内斗争加剧，天敌数量增多2.农业生产中的应用(1)保护濒危动植物 对于濒危动植物而言，由于环境污染、人类破坏等，导致此种生物的k值变小，通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量，是保护这些生物的根本措施。(2)合理利用自然资源在“s”型曲线中，种群数量达到环境容纳量的一半时，种群增长速率最大，资源再生能力最强。因此，在野生生物资源合理开发利用方面，要保证捕捞或利用后，生物种群数量不得低于，这样既可获得最大利用量，又可保持种群的高速增长。(3)防止有害生物在农林害虫的防治方面，降低农林害虫的环境容纳量是防治的根本，杀虫效果最好的时期则在之前。思维激活 3“j”型增长的增长率与之间有什么关系？4“s”型曲线中，有一段时期近似于“j”型曲线，这一段是否等同于“j”型曲线？5结合下图分析，同种生物的k值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？6请用达尔文的进化观点分析下图中的阴影部分所表示的含义是什么？7在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值()，并得到如图所示的曲线，则该种群在第几年时个体数量最少？强化训练2：如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是( )。a图甲为“j”型增长，每年增加的个体数量始终不变b图乙为“s”型增长，g点时增长速率达到最大值c防治蝗灾应在害虫数量达到f点时进行d渔业捕捞后剩余量应该在e点左右变式训练2：若如图表示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，请判断如下叙述的正误：(1)该种小型淡水鱼在新的环境中呈“j”型增长。( )(2)该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍。( )(3)t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失。( )(4)t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型。( )探究三、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1实验原理：(1)可用液体培养基(培养液)培养酵母菌，培养基中种群的增长受培养液的成分、空间、ph、温度等因素的影响。(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“j”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“s”型曲线。(3)可采用抽样检测的方法，进行显微镜计数。2实验目的：初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。3材料用具：探究所需要的菌种和无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板(2 mm2 mm方格)、滴管、显微镜等。4方法步骤：试管中加入10 ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液接种酵母菌到试管中并混合均匀把试管在28 条件下连续培养7 d每天抽样检测计数酵母菌数量：将盖玻片放在计数室上，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；显微镜观察计数一个小方格内的酵母菌数，已知小方格的培养液厚度为0.1 mm，计算出培养液体积；换算出10 ml培养液中酵母菌总数分析数据，画出曲线。进行数形转换，以时间为横坐标，酵母菌数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。5实验结果酵母菌增长曲线图(如图1)及转化后的增长速率曲线图(如图2)图1图2增长曲线的总趋势是先增加再降低。原因是在开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，ph变化、有害产物积累等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。6注意事项(1)结果的记录最好用记录表(如下表)。时间/d123456数量/个(2)每天计数酵母菌数量的时间要固定。思维激活：8. (1)探究本实验需要设置对照吗？需要做重复实验吗？(2)从试管中吸出培养液进行计数前，为什么需将试管轻轻振荡几次？(3)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？(4)对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？(5)影响酵母菌种群生长的因素可能有哪些？强化训练3某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“s”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是( )。试管号培养液体积/ml105105起始酵母菌数/103个105510a4个试管内的种群初始阶段都经历了“j”型增长b4个试管内的种群同时达到k值c试管内种群的k值与试管不同d试管内的种群数量先于试管开始下降变式训练3：如图为某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，所测得的不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：(1)曲线ab段酵母菌呼吸发生的场所是_；曲线bc段酵母菌呼吸的方式为_。(2)酵母菌种群数量从c点开始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外，还有_、_。(3)在t1t2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_、_。(4)某同学在t3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于d点对应的数量，原因可能有_、_和用血球计数板计数时出现错误等。【达标检测】a级基础巩固1有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是( )。a改变培养液的ph不影响k值(环境容纳量)大小b用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化c取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数d营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素2如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是( )。a在时控制有害动物最有效 b图示规律可作为控制人口增长的依据c该图可用于实践中估算种群最大净补充量d时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量3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：根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达；观察研究对象，提出问题；通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正；提出合理的假设。下列排列顺序正确的是( )。a b c d4如图所示为一个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线。试分析在曲线中哪段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素( )。aef段 bde段 ccd段 dbc段5下列关于种群数量变化的叙述，错误的是( )。a种群的数量变化受多种因素的影响，所以常常会出现波动b种群数量的变化主要由迁入率和迁出率、出生率和死亡率引起c在自然界中，种群的增长一般是“j”型曲线d在自然界中，种群的增长一般是“s”型曲线填空题1某研究所调查发现：某种鱼迁入一生态系统后，其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示，请分析回答问题：(1)在t0t2时间内，种群数量增长曲线呈_型曲线；若在t2时种群数量为n，则在t1时种群数量为_。t1时该种群的年龄结构(组成)可能为_。(2)捕获该鱼的最佳时期为_时，原因是_。(3)在t2时期后，该鱼种群数量变化将呈现_状态，主要原因是_、_。b级技能提升6探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，血球计数板的规格如下，盖玻片下的培养液厚度为0.1mm，每毫升培养液中酵母菌细胞的计算公式是( )。a酵母细胞个数/mlb酵母细胞个数/mlc酵母细胞个数/mld酵母细胞个数/ml7在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如下图所示。下列4图中能正确表示小球藻种群数量增长速率随时间变化趋势的曲线是( )。8环保工作者对某地区最主要的草食动物野兔种群数量进行连年监测，得到如下图所示的数量增长变化()曲线(t月种群数量/(t1)月种群数量)。据图分析下列叙述正确的是( )。a第1年至第3年该种群的出生率相同b第4年初至第5年中期，种群数量呈“s”型增长c第3年末种群数量与第5年中期种群数量相等d野兔的种群数量在第6年末达到k值9下列关于种群数量变化的叙述中，不正确的是( )。a在理想条件下，种群数量增长的数学模型为：ntn0tb一个物种引入新的地区后，一定呈“j”型增长c对家鼠等有害动物的控制，要尽量降低其k值d一个呈“s”型增长的种群，数量在左右时增长速率最大10下图是黄海某种鱼的种群数量增长曲线。下列相关叙述正确的是( )。aa点时组成该种群的个体全为幼年个体bb点时的种群大小能够提供最大持续产量cc点时该种群年龄组成为衰退型dd点时该种群增长率最大11如图是探究影响酵母菌种群数量变化因素时获得的实验结果。有关分析正确的是( )。ao点时酵母菌的接种量会影响酵母菌的发酵速率bm点前酵母菌不进行细胞呼吸cn点时酵母菌种群增长速率最大dp点以后酵母菌数量下降只与酒精浓度有关填空题2通过资料查找发现：在1535 范围内，酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少，设置了5组实验，每隔24 h取样检测一次，连续观察7 d。下表是他们进行相关探究实验所得到的结果：(单位：106个/ml)第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0 h24 h48 h72 h96 h120 h144 h168 h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6请据表分析回答下列问题：(1)实验过程中，每隔24 h取一定量的酵母菌培养液，用血细胞计数