《2018_2019版高中生物第三章生物群落的演替第一节生物群落的基本单位__种群第2课时学案苏教版必修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019版高中生物第三章生物群落的演替第一节生物群落的基本单位__种群第2课时学案苏教版必修（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2 2 课时课时 种群数量的变化种群数量的变化学习目标 1.了解数学模型，分析种群数量增长的“J”型曲线。2.理解种群数量增长的“S”型曲线。3.学会探究酵母菌种群大小的动态变化。方式一 2013 年 8 月 9 日湖南省林业厅发布信息：受持续晴热干旱天气影响，从 7 月中旬至 8 月初，长沙、益阳、常德、邵阳、娄底等多地发生蝗虫灾害，受灾面积从 23 万亩增加至 31 万亩，并有进一步扩散蔓延趋势，灾害对竹产业造成一定影响。目前，湖南已采取三大措施遏制蝗虫病害：诱杀成蝗；重点地区组织化学防治；加强监测，调查产卵地，为明年防治打好基础。有效遏制蝗虫灾害需要研究蝗虫种群数量的变化规律，这
2、节课我们来共同学习种群数量的变化。方式二 地球上的每种生物都具有很大的生殖潜力，如果这种生殖潜力不受食物、空间、天敌和气候条件等的限制而任其发展的话，生物种群会在短期内达到惊人的数量。但是大多数情况下，种群的生存和发展受到资源、空间、天敌等因素的限制，所以其种群的数量增长不可能出现上述现象。那么，种群的数量变化有什么规律呢？一、种群数量增长的数学模型及影响种群数量波动的因素21种群数量增长的数学模型(1)建立数学模型：主要包括表达与验证两个过程。表达就是根据建模的目的和掌握的信息(如数据、现象)，将实际问题转换成数学问题，用数学语言确切地表述出来。验证就是用现实对象的信息检验得到的解答，以确认
3、结果的正确性。(2)“J”型曲线含义：在环境资源不受限制的理想条件下，种群内个体数量持续增长用坐标图表示而形成的曲线。理想条件：食物充裕、空间充足、气候适宜和没有敌害等。影响种群数量变化的主要因素：出生率、死亡率和起始种群的个体数量 3 个因素。后代中第t代的数量表示式：NtN0t，其中N0表示种群的起始数量，表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。(3)“S”型曲线含义：在自然界中各种环境条件(如空间、食物、天敌等)制约下，种群个体数量的增长过程用坐标图表示而形成的曲线。特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值(K值)时不再增加。2影响种群数量波动的因素(1)环境因素在自然界中，如气候、
4、食物、天敌、疾病等因素都会使种群数量发生波动。在某些不利的条件下，种群会急剧衰退，甚至灭亡，这种情况最易出现在个体大、出生率低、生长慢、成熟晚的生物种群中。(2)人为干扰：如在人类过度捕猎、种群栖息地遭到破坏的情况下，某些动物种群数量会出现长期下降，严重时甚至会出现种群灭亡。知识整合 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种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降图像模型3种群增长速率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例 1 (2018陕西富平县高二调研)科学家研究某区域中田鼠的种群数量变化，得
5、到该种群在数年内的出生率和死亡率的比值曲线如图(其中 R出生率/死亡率)。在不考虑迁入迁出的情况下，下列说法正确的是( )A从图中可知Od 期间田鼠种群数量出现了周期性波动B田鼠种群数量在 ad 之间经历了先上升后下降，其中 cd 期间一直在下降C该田鼠种群增长为“S”型增长，C 点时种群密度最小D若不考虑其他因素，仅由图可知，a、b 两点时对应的种群的年龄结构分别为增长型和衰退型答案 B解析 在Od 范围内，只能体现出一个变化过程，没有呈现出周期性波动，A 项错误；据图可知，曲线在虚线 1 之上时，即 R1，种群数量一直在增长，曲线在虚线 1 之下时，即R1，种群数量一直在下降，B 项正确；
6、根据 B 项分析可知，种群数量不是一直在增长，而且 cd 期间种群数量一直在下降，所以 d 点时种群密度最小，C 项错误；a、b 两点时种群数量都在增长，若不考虑其他因素，仅由图可知，a、b 两点时对应的种群年龄结构均为增长型，D 项错误。例 2 如图为某地东亚飞蝗种群数量变化的示意图，下列叙述错误的是( )A为有效防治蝗灾，应在 a 点之前及时控制种群密度4Bab 段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止 c 点出现D在 de 段，该种群的增长率不变答案 B解析 图示 a 点东亚飞蝗数量急剧上升，此时种群增长速率达到最大，病虫防治工作应在 a点所示时间
7、之前进行，A 项正确；图示 ab 段种群数量仍然在上升，但种群增长率呈下降趋势，B 项错误；利用性引诱剂诱杀雄虫，使种群性别比例失调，从而降低出生率，种群密度降低，C 项正确；在 de 段，种群数量相对稳定，增长率为 0，D 项正确。5归纳总结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值增大环境阻力降低K值有害生物防治在种群数量达到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二、探究酵母菌种群大小的动态变化1材料选择：酵母菌繁殖速度快、个体小，作为研究种群数量变化的材料，容易建立具有代表意义的数学模型。
8、2实验原理(1)可用液体培养基(培养液)培养酵母菌，培养基中种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。(3)可采用抽样检测的方法，进行显微镜计数。3提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？4作出假设：培养液中的酵母菌数量在开始一段时间呈“J”型增长，随着时间推移，由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、pH 的改变，酵母菌数量呈“S”型增长。5探究步骤(1)用天平称量 0.1 g 活性干酵母，放入盛有 500 mL 质量分数为 5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，置于适
9、宜的条件下培养。定时取样，用血球计数板计数，计算出酵母菌的种群数量。(2)以时间为横坐标，以 1 mL 培养液中的酵母菌数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律。6实验结果(1)酵母菌增长曲线图(如图 1)及转化后的增长速率曲线图(如图 2)(2)分析6增长曲线的总趋势是先增加再降低。原因是在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，营养消耗、pH 变化、有害产物积累等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。7注意事项(1)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
10、液中的酵母菌均匀分布，减少误差。(2)若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，可增大稀释倍数后再计数。(3)对于压在小方格界线上的酵母菌，只计算相邻两边及其夹角的酵母菌。例 3 某小组进行“探究酵母菌种群大小的动态变化”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”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是( )试管号培养液体积/mL105105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”型增长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答案 B解析 在培养初期，酵母菌之间不存在生存
11、斗争，酵母菌呈“J”型增长；培养液中酵母菌数量达到K值的时间取决于培养液的体积和酵母菌的起始数量：酵母菌起始数量相同的试管(如和、和)，培养液体积越小的试管越先达到K值，而培养液体积相同的试管(如和、和)，酵母菌起始数量越大的试管越先达到K值；酵母菌数量开始下降的时间取决于酵母菌的起始数量和培养液的体积：培养液体积相同的试管(如和、和)，酵母菌起始数量越大的试管种群数量越先下降，而酵母菌起始数量相同的试管(如和、和)，培养液体积越小的试管种群数量越先下降。例 4 某研究小组探究 10 mL 培养液中酵母菌种群数量的变化，利用血球计数板(规格为0.1 mm,1/400 mm2)进行计数。图甲是某
12、天显微镜镜检结果(视野中每个黑点含 2 个酵母菌)，图乙是 7 天内酵母菌种群数量的变化曲线。下列叙述不正确的是( )7A图甲中酵母菌数量过多，需加水稀释后再统计B图乙中第 47d 酵母菌的出生率等于死亡率C相同条件下再次实验，酵母菌种群数量的K值基本不变D酵母菌自身代谢状况也会影响实验数据的统计答案 A解析 图甲中酵母菌数量可分辨清楚，不用加水稀释，A 项错误；图乙中第 47d 酵母菌的数量基本不变，说明出生率与死亡率相等，B 项正确；环境条件不变，则环境容纳量不变，C 项正确；酵母菌自身的代谢产物会改变培养液的理化性质，影响酵母菌的生命活动，从而影响实验数据的统计，D 项正确。易错易混 计
13、数时要注意盖玻片和培养液的放置先后顺序，盖玻片在前，培养液在后。1数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型一般包括以下步骤：根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达；观察研究对象，提出问题；通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正；提出合理的假设。下列排列顺序正确的是( )A BC D答案 B2下图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是( )8答案 B3种群的“J”型增长是有条件的，条件之一是( )A在该环境中只有一个种群B该种群对环境的适应比其他种群优越得多C环境资源是无限的D环境资源是有限的答案 C4自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长。下列有关种群“S
14、”型增长的说法正确的是( )A “S”型增长仅表示了种群数量和食物的关系B种群增长率在各阶段是不同的C “S”型增长只表示了种群数量，与时间无关D种群增长不受种群密度制约答案 B5某研究所调查发现：某种鱼迁入一生态系统后，其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示，请分析回答下列问题：(1)在t0t3时间内，种群数量增长曲线呈_型；若在t3时种群数量为N，则在t1时种群数量为_。t1时该种群的年龄结构可能为_。(2)捕获该鱼的最佳时期为_时，原因是_。(3)在t3时期后，该鱼种群数量变化将呈现_9状态，主要原因是_、_。答案 (1)“S” 增长型 (2)t2 在t1时种群增长速率最大，t2时捕
15、获该鱼并使捕捞N 2后维持在t1时的数量，获得的量较大且不影响该鱼类资源的再生 (3)波动 种内斗争加剧 捕食者数量增加解析 (1)t0t3时间内种群数量增长呈现“S”型曲线，若在t3时种群数量为N，则t1时对应 。t1时种群的年龄结构呈增长型。(2)由于t1时种群增长速率最大，资源更新能力最N 2强，故t2时捕捞有利于获得较大捕获量且不影响资源更新。(3)在t3时期后种群数量变化将呈波动状态，原因是种内斗争加剧、天敌增加等。对点训练题组一 种群数量增长的数学模型1下列关于种群数量变化的叙述，错误的是( )A种群的数量变化受多种因素的影响，所以常常会出现波动B种群数量的变化主要由迁入率和迁出率、出生率和死亡率引起C在自然界中，种群的增长一般呈“J”型增长D在自然界中，种群的增长一般呈“S”型增长答案 C解析 在自然界中，种群的增长一般呈“S”型增长。2如图所示为一个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线。试
