2021-2022学年-人教版-必修三-种群数量的变化-教案

第2节种群数量的变化1．学会构建种群数量增长的数学模型。“J〞型曲线和“S〞型曲线的成因和变化过程。(重点)3．掌握探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验。(难点)知识点一种群数量的增长、变化曲线及应用阅读教材P65～P681．建构种群增长模型的方法(1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(2)建立数学模型的方法步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理假设→用适当的数学形式表达→检验或修正。2．种群增长的“J〞型曲线(1)含义：在理想条件下的种群，以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标画出的曲线图，曲线大致呈“J〞型。(2)“J〞型增长的条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。(3)模型假设：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。(4)建立模型：t年后种群数量为Nt＝N0λt。[连一连]3．种群增长的“S〞型曲线(1)条件：自然界中的资源和空间总是有限的。(2)K值(环境容纳量)①含义：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。②形成原因③应用：建立自然保护区，从而提高环境容纳量，如提高大熊猫的种群数量。4．种群数量的波动和下降(1)影响因素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(自然因素\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(气候,食物,天敌,传染病)),人为因素：人类活动的影响))(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．“J〞型曲线和“S〞型曲线的比拟工程“J〞型曲线“S〞型曲线前提条件理想状态：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害、疾病等自然条件：食物、空间有限、存在天敌等曲线模型种群增长速率曲线特点无K值，增长速率逐渐增大有K值，K/2时增长速率最大2.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均为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量均为K/2值。3．“S〞型曲线中K值和K/2值的应用应用措施目的野生资源保护保护野生生物的生存环境，减小环境阻力增大K值有害生物防治增大环境阻力降低K值在种群数量到达K/2以前采取相应措施防止害虫数量快速增长资源开发与利用捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2保证持续获取高产量1．(2021·福建龙岩高二期中)数学模型是用来描述一个生态系统或它的性质的数学形式，种群增长的数学模型有曲线图和数学方程式，以下关于种群“J〞型增长的表达，错误的选项是()A．数学方程式模型可表示为t年后种群数量Nt＝N0λtB．条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等C．“J〞型增长曲线中λ大于1D．增长速率是固定的解析：选D。“J〞型增长曲线的数学方程式模型可表示为t年后种群数量Nt＝N0λt(λ表示第二年的数量为第一年的λ倍)，A正确；食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量持续增加，呈现“J〞型，B正确；由于种群一直在增长，后一年比前一年多，所以曲线中λ大于1，C正确；种群的增长速率不是固定的，D错误。2.(2021·云南曲靖高二月考)右图为某天鹅种群数量增长的“J〞型曲线和“S〞型曲线。假设不考虑迁入和迁出，以下有关表达不正确的选项是()A．建立自然保护区，改善其栖息环境，可使K值提高B．对该种群密度的取样调查可以采用标志重捕法C．bc段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率D．比拟曲线Y与曲线X，说明自然状态下种群最大增长速率无法超出理想状态下的最大增长速率解析：选C。同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响，当生物生存的环境改善，K值会上升，A正确；天鹅活动能力强、活动范围大，那么调查其种群密度可以采用标志重捕法，B正确；bc段种群增长速率逐渐下降至0，但种群数量在增加，所以出生率仍然大于死亡率，C错误；曲线Y表示自然状态的种群数量增长，曲线X表示理想状态的种群数量增长，那么比拟曲线Y与曲线X，说明在自然状态下由于空间和资源条件有限，种群最大增长速率不能超出理想状态下的最大增长速率，D正确。3．(2021·山东枣庄高二月考)我国主要的蟑螂种类为德国小蠊，这种蟑螂繁殖力非常强，能传播多种病菌。以下图是在一定条件下德国小蠊的种群数量变化曲线，以下说法错误的选项是()A.如果使用更大的容器培养德国小蠊，其环境容纳量不一定增大B．蟑螂种群在0～4d增长缓慢的原因可能是起始数量较少C．第20d左右是防治德国小蠊的最正确时期D．防治德国小蠊的最根本措施是降低其环境容纳量解析：选C。影响环境容纳量的因素有空间、食物、天敌等因素，如果生活空间变大，其他因素有限，环境容纳量也不一定增大，A正确；迁移到新环境中，早期由于生物对环境不适应或种群基数太小，种群数量增长缓慢，B正确；由图可知，20d时种群增长速率最大，防治害虫的最正确时期应控制在K/2(种群增长速率最大)之前，C错误；防治害虫的根本措施是通过改变害虫的生活环境或生活资源降低其环境容纳量，D正确。知识点二探究培养液中酵母菌种群数量的变化阅读教材P68～P691．实验原理(1)酵母菌属于兼性厌氧型微生物，有氧呼吸时产生二氧化碳和水，无氧呼吸时产生二氧化碳和酒精。(2)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(3)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J〞型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S〞型曲线。2．设计对照实验试管编号ABC管内液体培养液(mL)1010－无菌水(mL)－－10酵母菌(mL)温度条件(℃)28528(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。(2)本实验中是有对照组的，除了设置养料或温度等条件不同形成对照外，接种的酵母菌要相同。(3)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。(4)结果记录如下表所示时间(d)123456……数量(个)(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(6)培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造，应真实记录。(7)酵母菌增长曲线图(如图甲)及转化后的增长速率曲线图(如图乙)血细胞计数板及计算(1)血细胞计数板(如下图)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)，每个大方格的面积为1mm2，mm。因此，mm3。另外，中央大方格以双线等分为25个中方格(如上图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。(2)计算公式①在计数时，先统计5个中方格中的总菌数，求得5个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，那么mm3中的总菌数为(A/5)×25×B。1mL＝1cm3＝1000mm3，1mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10000×B＝50000AB。1．(2021·安徽合肥高二期末)用血细胞计数板计数培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，进行如下图的操作。以下相关表达正确的选项是()A．图示操作顺序正确，对计数结果无影响B．图示对酵母菌计数采用的方法为抽样检测法C．取酵母菌培养液时，直接从试管中部吸取即可D．实验结束后，血细胞计数板用试管刷蘸洗涤剂擦洗、晾干答案：B2．某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化〞实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(如表)，均获得了“S〞型增长曲线。根据预测的实验结果从理论上分析，以下说法错误的选项是()试管号ⅠⅡⅢⅣ培养液体积(mL)105105起始酵母菌数(×103个)105510K/2时增长最快B．4个试管内的种群到达K值的时间Ⅳ＝Ⅰ>Ⅱ＝ⅢC．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降解析：选B。当种群迁入一个新环境时，假设环境适宜生存，由于起初种群数量不多，环境条件(食物、空间)优越，天敌少，环境阻力小，种群表现出增长速率加快。一段时间后，种群数量增多，环境阻力使种群增长速率减缓，种群表现为“S〞型增长，在K/2时4个试管内的种群数量增长最快。K值指的是环境容纳量，到达K值的时间与环境阻力的大小呈正相关，因此4个试管内的种群到达K值的时间不尽相同，Ⅳ号试管内的环境阻力最大，因此最先到达K值并积累有毒物质，导致种群数量最先开始下降，所以4个试管内的种群到达K值所用的时间Ⅲ>Ⅰ＝Ⅱ>Ⅳ。核心知识小结[要点回眸][答题必备]曲线图与数学方程式相比，能更直观地反映出种群数量的增长趋势。在理想状态下，种群数量增长的数学模型为：Nt＝N0λt，呈“J〞型曲线。正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量增长会呈“S〞型曲线。“J〞型增长曲线的增长率是不变的，“S〞型增长曲线的增长速率是先增大后减小。K值并不是固定不变的，当环境改变时，K值会发生变化。影响种群数量的因素很多，因此种群的数量常常出现波动，在不利条件下，种群数量会急剧下降甚至消亡。[拓宽教材]1．(必修3P67图4－6改编)种群数量的变化曲线如以下图所示。以下表达正确的选项是()A．在营养物质缺乏的环境下，草履虫种群数量长期动态变化规律符合曲线乙B．假设某种群数量变化由乙变为丙，该种群的环境容纳量不变C．ab段种群数量相对稳定到达K值，种群出生率约等于死亡率D．甲、乙、丙三条曲线表示的种群数量增长方式都为“J〞型增长解析：选C。在营养物质缺乏的环境下，草履虫种群数量长期动态变化规律符合曲线甲，A项错误；假设某种群数量变化由乙变为丙，该种群的环境容纳量变大，B项错误；ab段种群数量相对稳定到达K值即环境容纳量时，种群的出生率约等于死亡率，C项正确；甲、乙、丙三条曲线表示的种群数量增长方式都不符合“J〞型增长，D项错误。2．答复以下问题：(1)(必修3P67“思考与讨论〞改编)对家鼠等有害动物应加以控制。①采取的措施为____________环境。②从环境容纳量的角度思考应________。(2)(P68“与社会的联系〞改编)研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的________、野生生物资源的________，以及濒危动物种群的________，都有着重要意义。答案：(1)①破坏其生存②降低K值(2)防治保护和利用拯救和恢复[精练好题]3．(2021·天水高二检测)以下有关种群“J〞型增长的表达，正确的选项是()A．“J〞型增长的种群都有K值B．“J〞型增长的种群生存条件是有限的C．自然界中绝大多数种群呈“J〞型增长D．“J〞型增长的种群个体数一定不断增加答案：D4.(2021·湖南长沙高二期末)自然界中某种群死亡率如图中曲线Ⅱ，出生率如图中曲线Ⅰ，以下分析正确的选项是()A．种群在c点之前呈“J〞型增长，c点之后呈“S〞型增长B．种群数量增长最快的时期是c点时期C．c点时此种群的个体总数到达其生活环境负荷量(K值)D．曲线说明种群数量变化受食物的影响解析：选C。由图可知，种群在c点之前增长率一直下降，增长曲线不是“J〞型曲线，假设为“J〞型曲线，那么增长率不变，c点之后增长率小于零，种群数量下降，也不为“S〞型曲线，A错误；种群数量增长最快的时期应该是增长速率最大的时候，即K/2时，c点时增长速率为零，B错误；c点时出生率等于死亡率，增长速率为零，种群数量到达最大值，即种群的个体总数到达环境容纳量，C正确；曲线只说明了种群的出生率与死亡率的变化，不能得出种群数量变化受食物的影响，D错误。5．以下图为自然环境中典型的生物种群数量变化曲线。以下有关表达中正确的选项是()A．ab段的曲线发生变化的原因是食物充足B．cd段的曲线发生波动的原因是出生率的变化C．防治虫害的合理手段是控制害虫数量，使之不超过a点D．在草场中，应该使牲畜数量保持在c点，以最大限度地利用草场资源解析：选C。种群数量快速增长的原因是食物充足，空间和气候条件等适宜；cd段的曲线发生波动的原因是出生率和死亡率共同变化的结果；防治虫害的合理手段是控制害虫数量，使之不超过a点，因为超过a点后害虫会快速增长；在草场中，牲畜数量保持在c点，超过了环境容纳量，会破坏草场资源。6．为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：①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②静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取培养液③在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片④用滤纸吸除血细胞计数板边缘多余的培养液⑤待酵母菌沉降到计数室底部，将血细胞计数板放在载物台中央，在显微镜下观察、计数其中操作正确的选项是()A．①②③ B．①③④C．②③④ D．①④⑤解析：选D。从锥形瓶中吸出培养液进行计数前，需将锥形瓶轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差，②错误。采用血细胞计数板进行计数时，将盖玻片放在血细胞计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入血细胞计数板小方格内，③错误。7．某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查，请根据相关调查材料答复以下问题：(1)图甲表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长速率随时间的变化曲线。请分析答复：①图乙中A、B两图能反映该鱼种群数量的变化曲线的是________。②这种鱼在t2时期后，种群数量不再增加，其主要原因是_________________________________________________________________________________