《2017-2018年高中生物 第4章 种群和群落 第2节 种群数量的变化学案 新人教版必修3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018年高中生物 第4章 种群和群落 第2节 种群数量的变化学案 新人教版必修3（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -第 2 节 种群数量的变化种群数量增长曲线自读教材夯基础1建构种群增长模型(1)数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(2)构建方法：观察对象，提出问题 细 菌 每 20 min分 裂 一 次 在条件充足情况下，增长不受密度影响提 出 合 理 假 设 用适当的数学形式表达 Nn 2n 检 验 或 修 正 观 察 、 统 计 细 菌 数 量(3)数学模型的表达形式：数学方程式：优点是科学、准确。曲线图：优点是直观。2种群数量增长的“J”型曲线(1)形成条件Error!(2)数量变化：种群数量每年以一定的倍数()增长。(3)数学公式： Nt N0 t1.与数学方程式相比，曲线图
2、能更直观地反映出种群数量的增长趋势。2在理想状态下，种群数量增长的数学模型为：N tN 0t，呈“J”型曲线。3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。4 “J”型增长曲线的增长率是不变的，而“S” 型增长曲线的增长率是减小的。5K 值并不是固定不变的，当环境改变时，K 值会发生变化。6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。- 2 -(4)曲线如右图所示。3种群数量增长的“S”型曲线(1)形成条件Error!(2)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最大数量，又称 K 值。(3)
3、曲线如右图所示。1数学模型的形式可以是数学方程式，也可以是曲线图。试分析曲线图与数学方程式相比，有何优点和局限性。提示：曲线图可以更直观地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出；数学方程式更加科学、准确，但不能看出种群的数量变化趋势。2试绘制出理想条件下种群“J”型增长时其增长率的变化曲线图。提示：3分析种群数量增长呈“S”型的原因。提示：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，天敌数量增加，这些原因使种群出生率降低，死亡率增高。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。4试根据种群增长的“S”型曲线，绘制其增长速率曲线。提示：跟随名师解
4、疑难1种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较项目 “J”型曲线 “S”型曲线前提条件 环境资源无限 环境资源有限- 3 -图示模型增长率和增长速率K 值 无 K 值 种群数量在 K 值上下波动联系 “J”型增长曲线 “S”型增长曲线 环 境 阻 力 2.“S”型曲线在生产中的应用根据“S”型曲线的特点：在 K/2 时增长速率最大。(1)为了持续获得较多的生物资源：应设法增大环境容纳量( K 值)，如加强生物生存环境的管理；捕捞、采伐应该在种群数量达到 K/2 以上时进行，而且剩余种群数量应保持在K/2 左右。(2)若要对有害生物进行防治：应设法使其环境容纳量( K 值)变小；通过引入天敌等措
5、施，将种群数量尽量控制在较低水平。(3)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，生态系统的稳定性破坏，导致 K 值下降。特别提醒(1)K 值是在一定环境条件下的最大容纳量，环境条件的改变会引起 K 值的变化，因此 K值不是固定不变的。(2)在饲养经济动物时，应使种群数量维持在 K/2，即超过 K/2 后就要进行捕捞。名师课堂：种群数量的增长培养液中酵母菌种群数量的变化自读教材夯基础1实验原理(1)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。(2)在理想的环境中，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
6、“S”型曲线。2实验步骤(供参考)- 4 -(1)加培养液：将 10 mL 无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。(2)接种：将酵母菌接种于试管中的培养液中混合均匀。(3)培养：将试管在 28 条件下连续培养 7 d。(4)计数：每天取样计数酵母菌数量。逐个计数非常困难，可以采用抽样检测的方法估算。将估算的数值记录在下列表格中：时间(d) 1 2 3 4 5 6 7 数量(个)(5)分析结果，得出结论：将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律。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
7、的准确性。2探讨：本实验需要设置对照吗？需要做重复实验吗？提示：酵母菌在不同时间内的数量可以相互对比，不需另设对照实验，但需要做重复实验，以保证计数的准确性。3如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，思考应采取何种措施。 提示：稀释一定倍数(如 10 倍)后重新计数。4探究对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数。提示：对于压在小方格界线上的酵母菌，计数时应只计数任意相邻两条界线及其顶角上的酵母菌。跟随名师解疑难1实验的注意事项(1)用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数任意相邻两边及其顶角的酵母菌。(2)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
8、菌均匀分布，减少误差。(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(4)酵母菌数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。(5)当小格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数。2酵母菌种群数量变化曲线根据实验数据可得如右图所示的增长曲线。(1)曲线的总趋势是先上升后下降。(2)影响酵母菌种群数量的因素可能有养料、温度、pH 及有害代谢废物等。3酵母菌的计数方法(1)仪器：血细胞计数板(如图)。- 5 -计数室通常有两种规格：一种是一个大方格分成 16 个中方格，而每个中方格又分成 25个小方格；另一种是一个大方格分成 25 个中方格，而每个中方格又分成 16 个小方格。但无论是哪种
9、规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即 1625400 个小方格。(2)计数：如果使用规格为 25 格16 格的计数板，一般选取计数室四个角及中央共五个中方格(80 个小方格)计数；如果使用 16 格25 格的计数板，要按对角线位，取左上、右上、左下、右下 4 个中方格(即 100 个小方格)的酵母菌计数。(3)用计算公式计算每 1 mL 菌液中所含的酵母菌个数：16 格25 格的血细胞计数板计算公式：酵母细胞数/mL(100 小格内酵母细胞个数/100)40010 4稀释倍数25 格16 格的血细胞计数板计算公式：酵母细胞数/mL(80 小格内酵母细胞个数/80)40010 4
10、稀释倍数种群数量增长曲线分析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上图所示曲线。则在 t1时该种群的年龄组成类型、能反映该种群数量变化的曲线分别是()- 6 -A衰退型和 B增长型和C衰退型和 D增长型和思路点拨解析种群增长的“J”型曲线中，增长率不变；而“S”型增长曲线，由于种内斗争和天敌数量变化，增长速率发生改变，故据图可判断该图为“S 型”曲线的增长速率变化曲线。 t1时种群增长速率最大，此时的年龄组成应为增长型。答案B易错提醒 有关种群特征的几个误区 (1)不要认为种群数量不会超过 K 值。K 值是“环境容纳量” ，即
11、所能维持的最大数量，而实际数量有可能超过 K 值，只不过是超过 K 值后，环境容纳不下，数量会再降下来。(2)错误地认为“S”型曲线的开始部分为“J”型增长。“S”型曲线的开始部分并非“J”型增长。原因是“S”型曲线的增长率是从最大开始逐渐减小，而“J”型曲线的增长率始终保持不变。(3)区分种群数量“变化”与种群数量“增长” 。种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等方面，而“J”型曲线和“S”型曲线只是研究种群数量的增长阶段。1下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述，错误的是()A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“S”型曲线B达到 K 值时种群增长速率为零C种群增长受自身
12、密度的影响D种群的增长速率逐步降低解析：选 D对于“S”型曲线来说，种群的增长速率先逐渐增大，在 K/2 时增长速率最大，然后种群的增长速率随种群密度的上升而下降，当达到环境所允许的最大值(环境容纳量即 K 值)时，增长速率降为 0；种群数量的增加除受环境因素影响外，随着种群密度的增加，- 7 -种内斗争加剧，也会影响种群数量的增长。种群数量增长曲线的变式应用下图表示出生率、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思路点拨解析选项 分
13、析A 项错误 K/2 时种群增长速率最大，不利于对有害动物的控制B 项错误 控制人口数量的关键应是控制出生率C 项正确 根据图中数据可以估算出最大净补充量，用于指导实际生产D 项错误 K/2 时捕捞得到的不是最大日捕捞量，得到最大日捕捞量应在 K 值时答案C归纳拓展 用曲线图表示 K 值的方法 图中 A、B、C、D 时间所对应的种群数量为 K 值，A、C、D时间所对应的种群数量为 K/2 值。2下面三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果。以下分析错误的是()- 8 -A图 1、2、3 都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律B图 1 中 a 点和图 3 中 e 点的增长速率与图 2 中的
14、c 点对应C图 1 中 b 点和图 3 中 f 点的增长速率与图 2 中的 d 点对应D图 1、2、3 中的 b、c、f 点都可以表示种群达到了环境容纳量解析：选 D图 1、2、3 都是“S”型增长，都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律；图 1 中 a 点和图 3 中 e 点的增长速率与图 2 中的 c 点对应，都为 K/2 时的增长速率，增长速率为最大；图 1 中 b 点和图 3 中 f 点的增长速率与图 2 中的 d 点对应，均为 K 值时的增长速率，为 0；图 1、2、3 中的 b、d、f 点都可以表示种群达到了环境容纳量。 典例剖析甲、乙、丙三位同学均对酵母菌的生长情况进行了探究
15、。甲、乙两同学先配制了含有酵母菌生长所必需的各种营养成分的培养液，调节到酵母菌生长的最适 pH，各取 1 mL 于试管中，接种等量的酵母菌菌种，放在适宜的条件下培养一段时间，进行计数。(1)甲同学直接取培养液，用血细胞计数板制成装片，在显微镜下进行计数，观察到的图像如图所示。已知计数板方格总边长为 1 mm，涂抹厚度为 0.1 mm。在从试管中吸出酵母菌培养液时，为了确保随机取样，必须_。若计数得到每一小格中酵母菌平均为 10 个，则该 1 mL 培养液中共含有酵母菌约_个。(2)乙同学将 500 个红细胞与该 1 mL 培养液混匀后制片观察，进行随机统计，结果如下：视野 1 视野 2 视野 3 视野 4红细胞数(个) 21 17 22 20酵母菌数(个) 102 98 106 941探究种群数量变化规律及其影响因素。2探究酵母菌种群数量变化。- 9 -则：该同学模拟了种群密度调查中的_(方法)。该 1 mL 培养液中共含有酵母菌大约_个。(3)丙同学欲探究 pH 对酵母菌生长的影响，他的实验如下，请补充完整。配制含酵母菌生长所必需的各种营养成分的培养液，各取 2 mL 加入数支试管中；_
