浙科版必修三 第四章 第二节 种群的增长方式 学案.doc

第二节 种群的增长方式1.在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群会呈指数增长。2在资源有限、空间有限和受到其他生物制约的条件下，种群会呈逻辑斯谛增长。3指数增长曲线又称“j”形增长曲线，逻辑斯谛增长曲线又称“s”形增长曲线。4环境容纳量(k值)是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量。5k值并不是固定不变的，当环境条件发生变化时，k值就改变。 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化1实验原理(1)在无菌葡萄糖溶液中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。(2)酵母菌的种群数量和酵母菌培养液的浑浊度之间呈正相关。2材料用具酵母菌贮用培养液、无菌葡萄糖溶液、血细胞计数板、盖玻片、移液管(或移液枪)、滴管、有螺旋盖的试管、试管架、记号笔、直尺、坐标纸、比浊计(或比色计)、显微镜。3实验步骤(1)设计实验记数据记录表，预测酵母菌种群数量的变化趋势。(2)配制样品1同样的方法配置样品2。(4)样品1、2浑浊度测定：每天(双休日除外)用比浊计测定各试管的浑浊度。4注意事项(1)通过配制多份样品，多次取样计数，求“平均值”，可以提高计数的准确性。(2)试管b起对照作用，试管b变浑浊是因为无菌葡萄糖溶液自身发生变化或受到杂菌污染引起的。(3)培养基的成分、空间大小、ph、温度等均会影响到酵母菌种群数量的变化。1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。2本实验是估算试管中酵母菌的数量，怎样操作可以提高估算值的准确性？提示：取样前多倒转试管几次、多做几次取平均值、重复实验。3使用血细胞计数板进行酵母细胞计数时，有何注意事项？提示：小方格内细胞计数的顺序为：左上右上右下左下；对压在方格线上的细胞，只计左线和上线的细胞；若多个细胞粘连成团，要计数团块中的每一个细胞；若酵母菌正在出芽，如芽体体积超过细胞体积的1/2，算独立个体；若小方格内酵母菌过多难以数清，则继续稀释，然后重新计数。1实验应注意的事项(1)每天取样计数的时间要固定。(2)计数时先将盖玻片放在计数室上，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。(3)血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。(4)清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。2血细胞计数板及细胞数的计算(1)血细胞计数板(如下图所示)：血细胞计数板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(如上图a所示)，每个大方格的边长为2 mm，厚度为0.1 mm。每个大方格的体积为220.10.4 mm3。因此，每个大方格的细胞数乘以2 500就等于每毫升体积内的细胞数。另外，中央大方格以双线等分为25个中方格(如上图b所示)，其中四个边角中方格和中央中方格实施计数。每个中方格又等分为16个小方格，因此共要对51680个小方格实施计数。(2)计算公式：酵母细胞个数/ml8(每个小方格细胞总数/ 80)4002 500稀释倍数。种群的增长方式1指数增长(1)条件：资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件。(2)特点：起始增长很慢，但随着种群基数的加大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长，其增长势头强大。(3)曲线形态：“j”形增长曲线。模型如图：(4)实例：细菌在有限时间内的人工培养。2逻辑斯谛增长(1)条件：资源有限、空间有限和受到其他生物制约的条件。(2)特点：起始呈加速增长，k/2时增长最快，此后开始减速增长，到k值时便停止增长或在k值上下波动。(3)曲线动态：“s”形增长曲线。模型如图：(4)环境容纳量(k值)：指在长时期内环境所能维持的种群最大数量，是种群在该环境中的稳定平衡密度。(5)实例：自然界中的种群增长。1分析下图思考：(1)该曲线为种群数量增长的“j”形曲线，还是“s”形曲线？该类曲线有无k值？增长率会改变吗？提示：“j”形曲线；无k值；增长率不变。(2)在什么情况下种群数量增长符合上图所示曲线？提示：实验室条件下。当一个种群刚迁入一个新的适宜环境中最初的一段时间内的增长情况。2分析种群数量增长的“s”形曲线，思考： (1)同一种群的k值是固定不变的吗？为什么？提示：不是，因为环境条件会发生变化。(2)种群数量为k/2、k时该种群的年龄结构分别是哪种类型？出生率与死亡率的大小分别有什么关系？提示：增长型，稳定型。出生率死亡率，出生率死亡率。(3)从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？提示：采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。1种群数量增长的“j”形曲线和“s”形曲线的比较项目“j”形曲线“s”形曲线增长模型前提条件理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约有无k值无k值有k值特点起始增长很慢，随着基数的加大，增长越来越快。按一定百分数或倍数增长种群起始呈加速增长，k/2时增长最快，此后开始减速增长，到k值时停止增长或在k值上下波动联系两种增长曲线不同的主要原因是环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同2“j”形曲线和“s”形曲线的增长率增长率：单位时间内种群数量的变化率，增长率出生率死亡率。甲为“j”形曲线增长率，乙为“s”形曲线增长率。3种群数量增长曲线的应用(1)k值的应用：野生生物资源的保护：保护野生生物生活的环境(建立自然保护区)，减小环境阻力，增大k值。有害生物的防治：增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低k值。合理确定载牧量：草场放牧，最大载畜量不能超过k值；鱼的养殖也不能超过k值，否则，会破坏生态系统的稳定性，导致k值下降。(2)k/2值的应用：资源开发与利用：种群数量达到k/2值时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞(捕获)时，捕捞后的种群数量要维持在k/2值处，以保证持续获取高产量。有害生物防治：务必及时尽早控制种群数量，严防达到k/2值处。酵母菌种群数量的变化例1 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”形增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是()试管号培养液体积(ml)105105起始酵母菌数(103个)105510a.4个试管内的种群初始阶段都经历了“j”形增长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精讲精析和试管中培养液多，营养物质多，其内种群的k值大于试管和的。4个试管内种群的起始阶段因空间和食物等比较充裕，属于“j”形增长。接种量不同，种群的增长速率不同，不能同时达到k值，接种量大的先达到稳定期继而先进入衰亡期。答案为b。逻辑斯谛增长过程中，种群数量达到k/2时增长最快，达到k值后便停止增长或在k值上下波动，若环境资源不足，种群数量将会下降。1将10 ml酵母液放在适宜温度下培养，在不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和ph，结果如下表所示：样品1234酵母菌数量(个/mm3)1 2108201 2101 000ph4.85.43.75.0(1)表中样品的取样先后次序为_。(2)对酵母菌而言，10 ml该培养液的环境负荷量为_。(3)若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个/mm3，产生这一结果的原因是_。(4)如果把酵母菌种群数量变化用曲线描述下来，应是图中_。 答案：(1)2413(2)1 210(3)培养液中的营养物质不断被消耗，部分酵母菌因营养缺乏和环境恶化而死亡并解体(4)a 以曲线图为载体，考查种群的增长方式例2 某研究所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查，发现某种鱼迁入此生态系统后的种群增长速率随时间的变化呈现如右图所示曲线。则在t1时该种群的年龄结构类型、能反映该种群数量变化的曲线分别是()a衰退型和b增长型和c衰退型和 d增长型和思路点拨 精讲精析种群增长的“j”形曲线中，增长速率不变；而“s”形增长曲线，由于种内竞争和天敌数量变化，增长速率发生改变，则图示该种群增长速率变化曲线对应种群数量变化应为“s”形曲线。t1时种群增长速率最大，此时的年龄结构应为增长型。答案为b。种群数量变化曲线的变式应用(1)图1表示种群三种存活曲线：型曲线、型曲线、型曲线。(2)图2为k值的不同表示方法，图中a、b、c、d所对应的为种群数量的k值，a、c、d所对应的为种群数量的k/2。(3)增长率和增长速率的比较：增长率等于出生率减去死亡率，增长速率等于增长量除以时间，即斜率。“j”形曲线的增长率保持不变，增长速率越来越大，而“s”形曲线增长率越来越小，增长速率先变大，后变小，在种群数量达到k/2时，增长速率达到最大。2下图表示出生率、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k/2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在k/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量解析：选c在k/2时种群净补充量最大，控制有害动物应在k/2之前。人口增长既受自然因素影响，还受人们的生育观念、生育政策制约，该图不能作为控制人口增长的依据。获得最大日捕获量应在k值进行。课堂回扣练习一、概念原理识记题1下列4幅图中能正确表示种群在无环境阻力状况下增长的是() 解析：选b种群在无环境阻力的状况下的增长是指在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的情况下的增长。在这样的条件下，种群会呈“j”形增长，b图所示的增长状况属于此种情况。二、基本原理应用题2向某天然牧场引入良种肉牛100头，任其自然放养，自然繁殖。下图表示种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()a在t0t2时间内，种群数量呈“j”形增长b若在t2时种群的数量为n，则在t1时种群的数量约为n/2c捕杀肉牛的最佳时期为t1时d在t1t2时，该肉牛的种群数量呈下降趋势解析：选b在t0t2时间内，种群数量呈“s”形增长；t2时种群达到环境最大容纳量，即k值，所以t1时种群的数量约为n/2；捕杀肉牛的最佳时期为t2时；在t1t2时，种群增长速率下降，但种群数量仍然上升。三、实验探究分析题3. (江苏高考改编)蓝细菌、绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类。某课题组研究了不同ph对3种藻类生长的影响，在实验中需每天定时对藻类细胞进行取样计数，请回答下列问题： (1)取出的样液中需立即加入固定液，其目的是_。(2)在计数前通常需要将样液稀释，这是因为_。(3)将样液稀释100倍，采用血细胞计数板(规格为1 mm1 mm0.1 mm)计数，观察到的计数室中细胞分布图见右图，则培养液中藻类细胞的密度是_个/ml。解析：(1)取样后向样液中加入固定液来杀死细胞，维持藻类细胞数目不变。(2)由于样液中藻类细胞的密度比较高，稀释后方便计数。(3)血细胞计数板规格为1 mm1 mm0.1 mm，采用五点取样法，取四角和最中间的5个中方格计数，采取“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则处理，平均每个中方格内有4个酵母菌。计数区有25个中方格，共计有酵母菌425100个。计数区体积为1 mm1 mm0.1 mm0.1 mm30.1103 ml，换算成1 ml，则有酵母菌100104个，再乘以稀释倍数100，结果为1108个。答案：(1)维持藻类细胞数目不变(2)藻类细胞密度过大(3)1108回扣知识点1理想条件下的种群数量变