教案：1.2 种群数量的变化（第2课时）-【高效备课】高中生物2025-2026学年人教版（2019）选择性必修2同步资源

第第页1.2种群数量的变化第2课时教案一、教学目标1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。（科学探究）2.运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。（社会责任）二、教学重难点1.教学重点：探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群数量增长的数学模型。2.教学难点：探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群数量增长的数学模型。三、教学过程第2课时【讲授新课】（四）种群数量的波动1.种群数量变化的形式种群数量有的呈季节性消长，有的呈不规则波动，有的呈周期性波动；当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地被破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。知识延伸：经过“S”形增长后，种群数量应稳定在K值不变，但在自然种群的研究中还没有充分的证据说明这一点，相反，有证据表明在外界条件稳定的情况下，种群数量在达到K值后仍有变动。问题：种群达到K值后，会一直维持在K值吗？在自然界中，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定，但是对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。教师利用课件展示东亚飞蝗种群数量的波动曲线，提出问题：东亚飞蝗种群数量波动的原因可能有哪些？种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性下降或急剧的下降。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。对于那些已经低于种群延续所需的最小种群数量的物种，需要采取有效保护措施进行保护。2.研究种群数量变化的意义（1）在对野生动植物资源、海洋鱼类的合理开发和利用方面：一般将种群数量控制在k/2附近，此时种群增长速率最快，这样既能持续获得最大收获量，又不影响资源的再生。例如，在湖泊中放养鱼、虾，如果一次性放养的幼体过多或延迟捕捞，由于湖泊环境的容纳能力有限，不能达到增产的目的；但如果大肆捕捞，使鱼、虾数量大大减少，减少到k/2以下，这时种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生产极为不利。（2）在对野生生物资源的保护方面：采取相应措施，提高野生生物的环境容纳量，如建立自然保护区等来保护野生生物。（3）在农林害虫和有害动物的防治方面：降低其环境的容纳量是防治的根本。例如，对家鼠的控制，可以采取安全储存粮食、硬化地面及饲养天敌等措施降低其环境容纳量，并严防鼠的种群数量会迅速增加，达不到防治鼠的效果。（五）探究培养液中酵母菌种群数量的变化【提出问题】培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的?【作出假设】酵母菌在开始一段时间呈“J”型增长，随着时间的推移，由于资源和空间有限，呈“S”型增长，时间再延长，由于养料不足酵母菌数量会下降。【材料用具】酵母菌菌种，无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，试管，血细胞计数板，滴管，显微镜等。（1）血细胞计数板的介绍血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。计数时，常采用抽样检测法。【讨论探究思路】在制定计划前，你需要思考以下问题，并与同学讨论。1.怎样对酵母菌进行计数？（1）对一支试管中的培养液（可定为10mL）中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。盖玻片下的培养液厚度为0.1mm，请推导出将一个小方格范围内的酵母菌数目，换算成10mL培养液中酵母菌总数的公式。（2）从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？提示：保证各部位酵母菌的密度相等，若没有摇匀，从底部吸取，计数结果会偏大，从上部吸取，计数结果会偏小。此外，酵母菌常出现“抱团”现象，因此取样前需要将培养液充分振荡、摇匀，最好用移液器来回吹吸若干次，以确保样品被摇匀。（3）如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取什么措施？用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10个（4）对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？提示：压线的菌体，计上不计下，计左不计右。离开母体的芽体，无论大小均算一个。如果正在出芽，芽体大小达到或超过母细胞一半时，芽体可算1个。2.本探究需要设置对照吗？如果需要，请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数值即可。本实验在连续培养并定时计数过程中形成自身对照，可以不单设对照组。如果担心培养过程中有污染，则需要单设不接种酵母菌的空白对照组。3.要做重复实验吗？为什么？不用重复，只要分组实验获得平均值即可。本实验酵母菌种群数量足够多，样本足够大。其数据是80-100个小方格的平均值，足够精确。如果全班同学所测量的酵母菌来自同一培养样品，可以取全班同学计数的平均值作为实验结果，或者每名同学计数3个或3个以上计数室求平均值。4.怎样记录结果？记录表怎样设计？全班同学分成若干组，每组计数一个培养时段。每人计数一个计数室，以小组计数平均值作该时段估值。【制定计划】写出探究方案，确定小组同学间的分工。向老师汇报本小组的探究计划，以获得老师的指导。【实施计划】进行实验连续培养7天，每天用显微镜和血球计数板计数出酵母菌种群密度。计数时可以滴加台盼蓝染液（或亚甲基蓝），活的酵母菌呈无色，死的酵母菌呈蓝色，然后分别计数，算出两者比例，从而进一步换算出菌体中的活菌数。需要注意的是，加入台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。首先通过显微镜观察，估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），在此之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。【分析结果，得出结论】将所得数值用曲线表示出来。探究的结论是。结论：酵母菌在开始一段时间呈“J”型增长，但随着时间的推移，由于资源和空间有限，将呈“S”型增长，并最终将全部死亡。【表达和交流】1.向全班汇报本小组7天的数据，计算每天全班各组数据的平均值，根据平均值重新绘制酵母菌种群数量的增长曲线。将这个增长曲线与本小组的曲线进行比较，分析其相似程度，并作出合理的解释。2.根据各组平均数据画出的增长曲线有没有什么总趋势?如果有，请作出说明。（1）增长曲线的总趋势：先增加再降低。（2）原因：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，营养物质消耗，pH变化等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。3.影响酵母菌种群数量增长的因素可能是什么？影响酵母菌种群数量的因素：可能有养料、温度、pH空间及有害代谢废物等。【进一步探究】根据你对影响酵母菌种群增长的因素作出的推测，设计实验进行验证。提示：实验结果受到菌种、培养温度、pH、通O2量