2021-2022學(xué)年-人教版-必修三-種群數(shù)量的變化-教案

第2節(jié)種群數(shù)量的變化1．學(xué)會(huì)構(gòu)建種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型?！癑〞型曲線和“S〞型曲線的成因和變化過程。(重點(diǎn))3．掌握探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化的實(shí)驗(yàn)。(難點(diǎn))知識(shí)點(diǎn)一種群數(shù)量的增長(zhǎng)、變化曲線及應(yīng)用閱讀教材P65～P681．建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法(1)數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。(2)建立數(shù)學(xué)模型的方法步驟：觀察研究對(duì)象，提出問題→提出合理假設(shè)→用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)→檢驗(yàn)或修正。2．種群增長(zhǎng)的“J〞型曲線(1)含義：在理想條件下的種群，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出的曲線圖，曲線大致呈“J〞型。(2)“J〞型增長(zhǎng)的條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。(3)模型假設(shè)：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。(4)建立模型：t年后種群數(shù)量為Nt＝N0λt。[連一連]3．種群增長(zhǎng)的“S〞型曲線(1)條件：自然界中的資源和空間總是有限的。(2)K值(環(huán)境容納量)①含義：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量。②形成原因③應(yīng)用：建立自然保護(hù)區(qū)，從而提高環(huán)境容納量，如提高大熊貓的種群數(shù)量。4．種群數(shù)量的波動(dòng)和下降(1)影響因素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(自然因素\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氣候,食物,天敵,傳染病)),人為因素：人類活動(dòng)的影響))(2)數(shù)量變化：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)中；在不利的條件下，種群數(shù)量還會(huì)急劇下降甚至消亡。1．“J〞型曲線和“S〞型曲線的比擬工程“J〞型曲線“S〞型曲線前提條件理想狀態(tài)：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害、疾病等自然條件：食物、空間有限、存在天敵等曲線模型種群增長(zhǎng)速率曲線特點(diǎn)無K值，增長(zhǎng)速率逐漸增大有K值，K/2時(shí)增長(zhǎng)速率最大2.K值的不同表示方法圖中A、B、C、D時(shí)間所對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量均為K值，A′、C′、D′時(shí)間所對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量均為K/2值。3．“S〞型曲線中K值和K/2值的應(yīng)用應(yīng)用措施目的野生資源保護(hù)保護(hù)野生生物的生存環(huán)境，減小環(huán)境阻力增大K值有害生物防治增大環(huán)境阻力降低K值在種群數(shù)量到達(dá)K/2以前采取相應(yīng)措施防止害蟲數(shù)量快速增長(zhǎng)資源開發(fā)與利用捕撈或收獲后的種群數(shù)量應(yīng)維持在K/2保證持續(xù)獲取高產(chǎn)量1．(2021·福建龍巖高二期中)數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型有曲線圖和數(shù)學(xué)方程式，以下關(guān)于種群“J〞型增長(zhǎng)的表達(dá)，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．?dāng)?shù)學(xué)方程式模型可表示為t年后種群數(shù)量Nt＝N0λtB．條件是食物和空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等C．“J〞型增長(zhǎng)曲線中λ大于1D．增長(zhǎng)速率是固定的解析：選D?！癑〞型增長(zhǎng)曲線的數(shù)學(xué)方程式模型可表示為t年后種群數(shù)量Nt＝N0λt(λ表示第二年的數(shù)量為第一年的λ倍)，A正確；食物和空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群數(shù)量持續(xù)增加，呈現(xiàn)“J〞型，B正確；由于種群一直在增長(zhǎng)，后一年比前一年多，所以曲線中λ大于1，C正確；種群的增長(zhǎng)速率不是固定的，D錯(cuò)誤。2.(2021·云南曲靖高二月考)右圖為某天鵝種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J〞型曲線和“S〞型曲線。假設(shè)不考慮遷入和遷出，以下有關(guān)表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A．建立自然保護(hù)區(qū)，改善其棲息環(huán)境，可使K值提高B．對(duì)該種群密度的取樣調(diào)查可以采用標(biāo)志重捕法C．bc段種群增長(zhǎng)速率逐漸下降，出生率小于死亡率D．比擬曲線Y與曲線X，說明自然狀態(tài)下種群最大增長(zhǎng)速率無法超出理想狀態(tài)下的最大增長(zhǎng)速率解析：選C。同一種生物的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響，當(dāng)生物生存的環(huán)境改善，K值會(huì)上升，A正確；天鵝活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大，那么調(diào)查其種群密度可以采用標(biāo)志重捕法，B正確；bc段種群增長(zhǎng)速率逐漸下降至0，但種群數(shù)量在增加，所以出生率仍然大于死亡率，C錯(cuò)誤；曲線Y表示自然狀態(tài)的種群數(shù)量增長(zhǎng)，曲線X表示理想狀態(tài)的種群數(shù)量增長(zhǎng)，那么比擬曲線Y與曲線X，說明在自然狀態(tài)下由于空間和資源條件有限，種群最大增長(zhǎng)速率不能超出理想狀態(tài)下的最大增長(zhǎng)速率，D正確。3．(2021·山東棗莊高二月考)我國主要的蟑螂種類為德國小蠊，這種蟑螂繁殖力非常強(qiáng)，能傳播多種病菌。以下圖是在一定條件下德國小蠊的種群數(shù)量變化曲線，以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.如果使用更大的容器培養(yǎng)德國小蠊，其環(huán)境容納量不一定增大B．蟑螂種群在0～4d增長(zhǎng)緩慢的原因可能是起始數(shù)量較少C．第20d左右是防治德國小蠊的最正確時(shí)期D．防治德國小蠊的最根本措施是降低其環(huán)境容納量解析：選C。影響環(huán)境容納量的因素有空間、食物、天敵等因素，如果生活空間變大，其他因素有限，環(huán)境容納量也不一定增大，A正確；遷移到新環(huán)境中，早期由于生物對(duì)環(huán)境不適應(yīng)或種群基數(shù)太小，種群數(shù)量增長(zhǎng)緩慢，B正確；由圖可知，20d時(shí)種群增長(zhǎng)速率最大，防治害蟲的最正確時(shí)期應(yīng)控制在K/2(種群增長(zhǎng)速率最大)之前，C錯(cuò)誤；防治害蟲的根本措施是通過改變害蟲的生活環(huán)境或生活資源降低其環(huán)境容納量，D正確。知識(shí)點(diǎn)二探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化閱讀教材P68～P691．實(shí)驗(yàn)原理(1)酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，有氧呼吸時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和水，無氧呼吸時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和酒精。(2)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長(zhǎng)受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(3)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“J〞型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“S〞型曲線。2．設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)試管編號(hào)ABC管內(nèi)液體培養(yǎng)液(mL)1010－無菌水(mL)－－10酵母菌(mL)溫度條件(℃)28528(1)顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。(2)本實(shí)驗(yàn)中是有對(duì)照組的，除了設(shè)置養(yǎng)料或溫度等條件不同形成對(duì)照外，接種的酵母菌要相同。(3)從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。(4)結(jié)果記錄如下表所示時(shí)間(d)123456……數(shù)量(個(gè))(5)每天計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量的時(shí)間要固定。(6)培養(yǎng)和記錄過程要尊重事實(shí)，不能主觀臆造，應(yīng)真實(shí)記錄。(7)酵母菌增長(zhǎng)曲線圖(如圖甲)及轉(zhuǎn)化后的增長(zhǎng)速率曲線圖(如圖乙)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板及計(jì)算(1)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(如下圖)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板由一塊厚玻璃片特制而成，其中央有兩個(gè)計(jì)數(shù)室。每個(gè)計(jì)數(shù)室劃分為9個(gè)大方格(如上圖A所示)，每個(gè)大方格的面積為1mm2，mm。因此，mm3。另外，中央大方格以雙線等分為25個(gè)中方格(如上圖B所示)。每個(gè)中方格又等分為16個(gè)小方格，供細(xì)胞計(jì)數(shù)用。(2)計(jì)算公式①在計(jì)數(shù)時(shí)，先統(tǒng)計(jì)5個(gè)中方格中的總菌數(shù)，求得5個(gè)中方格的平均值再乘以25，就得出一個(gè)大方格中的總菌數(shù)，然后再換算成1mL菌液中的總菌數(shù)。②設(shè)5個(gè)中方格中總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B，那么mm3中的總菌數(shù)為(A/5)×25×B。1mL＝1cm3＝1000mm3，1mL菌液的總菌數(shù)＝(A/5)×25×10000×B＝50000AB。1．(2021·安徽合肥高二期末)用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化時(shí)，進(jìn)行如下圖的操作。以下相關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．圖示操作順序正確，對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果無影響B(tài)．圖示對(duì)酵母菌計(jì)數(shù)采用的方法為抽樣檢測(cè)法C．取酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，直接從試管中部吸取即可D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，血細(xì)胞計(jì)數(shù)板用試管刷蘸洗滌劑擦洗、晾干答案：B2．某小組進(jìn)行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化〞實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣實(shí)驗(yàn)條件下分別在4個(gè)試管中進(jìn)行培養(yǎng)(如表)，均獲得了“S〞型增長(zhǎng)曲線。根據(jù)預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果從理論上分析，以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()試管號(hào)ⅠⅡⅢⅣ培養(yǎng)液體積(mL)105105起始酵母菌數(shù)(×103個(gè))105510K/2時(shí)增長(zhǎng)最快B．4個(gè)試管內(nèi)的種群到達(dá)K值的時(shí)間Ⅳ＝Ⅰ>Ⅱ＝ⅢC．試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同D．試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ開始下降解析：選B。當(dāng)種群遷入一個(gè)新環(huán)境時(shí)，假設(shè)環(huán)境適宜生存，由于起初種群數(shù)量不多，環(huán)境條件(食物、空間)優(yōu)越，天敵少，環(huán)境阻力小，種群表現(xiàn)出增長(zhǎng)速率加快。一段時(shí)間后，種群數(shù)量增多，環(huán)境阻力使種群增長(zhǎng)速率減緩，種群表現(xiàn)為“S〞型增長(zhǎng)，在K/2時(shí)4個(gè)試管內(nèi)的種群數(shù)量增長(zhǎng)最快。K值指的是環(huán)境容納量，到達(dá)K值的時(shí)間與環(huán)境阻力的大小呈正相關(guān)，因此4個(gè)試管內(nèi)的種群到達(dá)K值的時(shí)間不盡相同，Ⅳ號(hào)試管內(nèi)的環(huán)境阻力最大，因此最先到達(dá)K值并積累有毒物質(zhì)，導(dǎo)致種群數(shù)量最先開始下降，所以4個(gè)試管內(nèi)的種群到達(dá)K值所用的時(shí)間Ⅲ>Ⅰ＝Ⅱ>Ⅳ。核心知識(shí)小結(jié)[要點(diǎn)回眸][答題必備]曲線圖與數(shù)學(xué)方程式相比，能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)。在理想狀態(tài)下，種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型為：Nt＝N0λt，呈“J〞型曲線。正常情況下，自然界的資源和空間是有限的，種群數(shù)量增長(zhǎng)會(huì)呈“S〞型曲線?！癑〞型增長(zhǎng)曲線的增長(zhǎng)率是不變的，“S〞型增長(zhǎng)曲線的增長(zhǎng)速率是先增大后減小。K值并不是固定不變的，當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，K值會(huì)發(fā)生變化。影響種群數(shù)量的因素很多，因此種群的數(shù)量常常出現(xiàn)波動(dòng)，在不利條件下，種群數(shù)量會(huì)急劇下降甚至消亡。[拓寬教材]1．(必修3P67圖4－6改編)種群數(shù)量的變化曲線如以下圖所示。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．在營養(yǎng)物質(zhì)缺乏的環(huán)境下，草履蟲種群數(shù)量長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)變化規(guī)律符合曲線乙B．假設(shè)某種群數(shù)量變化由乙變?yōu)楸?，該種群的環(huán)境容納量不變C．a(chǎn)b段種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定到達(dá)K值，種群出生率約等于死亡率D．甲、乙、丙三條曲線表示的種群數(shù)量增長(zhǎng)方式都為“J〞型增長(zhǎng)解析：選C。在營養(yǎng)物質(zhì)缺乏的環(huán)境下，草履蟲種群數(shù)量長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)變化規(guī)律符合曲線甲，A項(xiàng)錯(cuò)誤；假設(shè)某種群數(shù)量變化由乙變?yōu)楸?，該種群的環(huán)境容納量變大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；ab段種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定到達(dá)K值即環(huán)境容納量時(shí)，種群的出生率約等于死亡率，C項(xiàng)正確；甲、乙、丙三條曲線表示的種群數(shù)量增長(zhǎng)方式都不符合“J〞型增長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．答復(fù)以下問題：(1)(必修3P67“思考與討論〞改編)對(duì)家鼠等有害動(dòng)物應(yīng)加以控制。①采取的措施為____________環(huán)境。②從環(huán)境容納量的角度思考應(yīng)________。(2)(P68“與社會(huì)的聯(lián)系〞改編)研究種群的變化規(guī)律以及影響種群數(shù)量變化的因素，對(duì)于有害動(dòng)物的________、野生生物資源的________，以及瀕危動(dòng)物種群的________，都有著重要意義。答案：(1)①破壞其生存②降低K值(2)防治保護(hù)和利用拯救和恢復(fù)[精練好題]3．(2021·天水高二檢測(cè))以下有關(guān)種群“J〞型增長(zhǎng)的表達(dá)，正確的選項(xiàng)是()A．“J〞型增長(zhǎng)的種群都有K值B．“J〞型增長(zhǎng)的種群生存條件是有限的C．自然界中絕大多數(shù)種群呈“J〞型增長(zhǎng)D．“J〞型增長(zhǎng)的種群個(gè)體數(shù)一定不斷增加答案：D4.(2021·湖南長(zhǎng)沙高二期末)自然界中某種群死亡率如圖中曲線Ⅱ，出生率如圖中曲線Ⅰ，以下分析正確的選項(xiàng)是()A．種群在c點(diǎn)之前呈“J〞型增長(zhǎng)，c點(diǎn)之后呈“S〞型增長(zhǎng)B．種群數(shù)量增長(zhǎng)最快的時(shí)期是c點(diǎn)時(shí)期C．c點(diǎn)時(shí)此種群的個(gè)體總數(shù)到達(dá)其生活環(huán)境負(fù)荷量(K值)D．曲線說明種群數(shù)量變化受食物的影響解析：選C。由圖可知，種群在c點(diǎn)之前增長(zhǎng)率一直下降，增長(zhǎng)曲線不是“J〞型曲線，假設(shè)為“J〞型曲線，那么增長(zhǎng)率不變，c點(diǎn)之后增長(zhǎng)率小于零，種群數(shù)量下降，也不為“S〞型曲線，A錯(cuò)誤；種群數(shù)量增長(zhǎng)最快的時(shí)期應(yīng)該是增長(zhǎng)速率最大的時(shí)候，即K/2時(shí)，c點(diǎn)時(shí)增長(zhǎng)速率為零，B錯(cuò)誤；c點(diǎn)時(shí)出生率等于死亡率，增長(zhǎng)速率為零，種群數(shù)量到達(dá)最大值，即種群的個(gè)體總數(shù)到達(dá)環(huán)境容納量，C正確；曲線只說明了種群的出生率與死亡率的變化，不能得出種群數(shù)量變化受食物的影響，D錯(cuò)誤。5．以下圖為自然環(huán)境中典型的生物種群數(shù)量變化曲線。以下有關(guān)表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)b段的曲線發(fā)生變化的原因是食物充足B．cd段的曲線發(fā)生波動(dòng)的原因是出生率的變化C．防治蟲害的合理手段是控制害蟲數(shù)量，使之不超過a點(diǎn)D．在草場(chǎng)中，應(yīng)該使牲畜數(shù)量保持在c點(diǎn)，以最大限度地利用草場(chǎng)資源解析：選C。種群數(shù)量快速增長(zhǎng)的原因是食物充足，空間和氣候條件等適宜；cd段的曲線發(fā)生波動(dòng)的原因是出生率和死亡率共同變化的結(jié)果；防治蟲害的合理手段是控制害蟲數(shù)量，使之不超過a點(diǎn)，因?yàn)槌^a點(diǎn)后害蟲會(huì)快速增長(zhǎng)；在草場(chǎng)中，牲畜數(shù)量保持在c點(diǎn)，超過了環(huán)境容納量，會(huì)破壞草場(chǎng)資源。6．為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化，某同學(xué)進(jìn)行了如下操作：①將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養(yǎng)②靜置一段時(shí)間后，用吸管從錐形瓶中吸取培養(yǎng)液③在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片④用濾紙吸除血細(xì)胞計(jì)數(shù)板邊緣多余的培養(yǎng)液⑤待酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部，將血細(xì)胞計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)中央，在顯微鏡下觀察、計(jì)數(shù)其中操作正確的選項(xiàng)是()A．①②③ B．①③④C．②③④ D．①④⑤解析：選D。從錐形瓶中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將錐形瓶輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差，②錯(cuò)誤。采用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，將蓋玻片放在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入血細(xì)胞計(jì)數(shù)板小方格內(nèi)，③錯(cuò)誤。7．某研究所對(duì)一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了幾年的跟蹤調(diào)查，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)調(diào)查材料答復(fù)以下問題：(1)圖甲表示某種魚遷入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長(zhǎng)速率隨時(shí)間的變化曲線。請(qǐng)分析答復(fù)：①圖乙中A、B兩圖能反映該魚種群數(shù)量的變化曲線的是________。②這種魚在t2時(shí)期后，種群數(shù)量不再增加，其主要原因是_________________________________________________________________________________