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1、第二第二节节种群的增种群的增长长方式方式 第第2节节核心要点突破核心要点突破实验探究创新实验探究创新知能过关演练知能过关演练基础自主梳理基础自主梳理课标领航课标领航课标领航课标领航通过本节的学习，我能够通过本节的学习，我能够1通通过过活活动动探探究究培培养养液液中中酵酵母母菌菌种种群群数数量量的的动动态态变化规律，尝试建立数学模型。变化规律，尝试建立数学模型。2概述种群指数增长的条件及特点。概述种群指数增长的条件及特点。3概述种群逻辑斯谛增长的条件及特点。概述种群逻辑斯谛增长的条件及特点。【重点】【重点】两种种群的增长方式。两种种群的增长方式。【难点】【难点】探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
2、探究培养液中酵母菌种群数量的变化。情景导引情景导引在在湖湖泊泊中中放放养养鱼鱼虾虾，如如果果一一次次投投放放的的幼幼苗苗过过多多或或延延迟迟捕捕捞捞，由由于于环环境境容容纳纳量量限限制制，都都不不能能达达到到效效益益的的最最大大化化；相相反反，如如果果大大肆肆捕捕捞捞，使使鱼鱼虾虾数数量量大大大大减减少少，其其种种群群往往往往要要经经过过相相当当长长的的延延滞滞期期才才能能进进入入指指数增长期，对生产极为不利。数增长期，对生产极为不利。基基础自主梳理自主梳理一、种群的指数增长一、种群的指数增长1条条件件：在在理理想想条条件件下下，包包括括_、空空间间无限和不受其他生物制约。无限和不受其他生物制
3、约。2特特点点：起起始始增增长长很很_，随随种种群群_的的加加大大，增长会越来越快，呈现增长会越来越快，呈现_增长。增长。3增长曲线：增长曲线：_形曲线，指数增长。形曲线，指数增长。资源无限资源无限慢慢基数基数指数指数“J”思考感悟思考感悟1指数增长曲线反映出种群数量持续增长，其指数增长曲线反映出种群数量持续增长，其增长率是否也持续增大？增长率是否也持续增大？【提示提示】其增长率是保持不变的。其增长率是保持不变的。二、种群的逻辑斯谛增长二、种群的逻辑斯谛增长1条条件件：有有限限条条件件，包包括括_有有限限、_有有限和受到其他生物制约条件。限和受到其他生物制约条件。2曲线：在自然界中，种群一般呈
4、曲线：在自然界中，种群一般呈_形增长。形增长。3特特点点：起起始始增增长长呈呈现现_增增长长，K/2时时增增长长_，此此后后开开始始_增增长长，达达到到_值值时时停停止止增长或在增长或在_上下波动。上下波动。4K值值：一一定定空空间间中中所所能能维维持持的的种种群群最最大大数数量量称称为为环环境境容容纳纳量量，又又称称K值值。K值值随随环环境境空空间间的的改改变变而发生变化。而发生变化。资源资源空间空间“S”加速加速减速减速K值值K最快最快思考感悟思考感悟2实实验验室室内内短短时时间间培培养养某某种种微微生生物物，该该生生物物的的种种群群数数量量一一般般属属于于哪哪种种增增长长类类型型？对对于
5、于一一个个自自然然种种群群来来讲，种群数量增长属于什么类型？讲，种群数量增长属于什么类型？【提示提示】由于实验室内短时间培养，能提供足够由于实验室内短时间培养，能提供足够的营养、空间，且不存在天敌，所以种群的增长将的营养、空间，且不存在天敌，所以种群的增长将呈现呈现“J”形增长。对于一个自然种群来讲，由于生形增长。对于一个自然种群来讲，由于生存环境有限，随着种群密度的上升，个体间对有限存环境有限，随着种群密度的上升，个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，的空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，从而使该以该种群为食的捕食者的数量也会增
6、加，从而使该种群的出生率降低，死亡率增高，当出生率和死亡种群的出生率降低，死亡率增高，当出生率和死亡率基本相等时，即种群数量达到环境容纳的最大值率基本相等时，即种群数量达到环境容纳的最大值(K值值)，种群数量呈现，种群数量呈现“S”形增长。形增长。核心要点突破核心要点突破要点要点两种种群增长方式的比较两种种群增长方式的比较指数增长指数增长逻辑斯谛增长逻辑斯谛增长曲线形曲线形状状“J”形形“S”形形条件条件无限环境的理想条件无限环境的理想条件 有限环境的自然条件有限环境的自然条件模型模型假设假设理想状态：理想状态：食物、空间条件充食物、空间条件充裕裕气候适宜气候适宜没有敌害疾病没有敌害疾病现实状
7、态：现实状态：食物空间有限食物空间有限各种生态因素综合各种生态因素综合作用作用指数增长指数增长逻辑斯谛增长逻辑斯谛增长模模型型表表达达形形式式数学方数学方程式程式NtN0t高中不作要求高中不作要求图图像像特点特点种群数量以一定的倍数种群数量以一定的倍数连续增长连续增长种群数量达到环境容纳种群数量达到环境容纳量量K值后，将在值后，将在K值上值上下保持相对稳定下保持相对稳定环境容纳环境容纳量量(K值值)无无K值值有有K值值种群数量两种增长方式的差异种群数量两种增长方式的差异两两种种增增长长方方式式的的差差异异，主主要要在在于于环环境境阻阻力力对对种种群群数数量量增增长长的的影影响响，按按照照达达尔
8、尔文文自自然然选选择择学学说说，它它就就是是通过生存斗争淘汰的个体，可用下图来表示。通过生存斗争淘汰的个体，可用下图来表示。 (2011年年临临川川一一中中高高二二检检测测)如如图图表表示示某某种种鱼鱼迁迁入入一一个个生生态态系系统统后后，种种群群数数量量增增长长率率随随时时间间变化的曲线，下列叙述中正确的是变化的曲线，下列叙述中正确的是() 例例例例A在在t0t2时间内，种群数量呈时间内，种群数量呈“J”形增长形增长B若若在在t2时时种种群群的的数数量量为为N，则则在在t1时时种种群群的的数数量量为为N/2C捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为t2时时D在在t1t2时，该鱼的种群数量呈下
9、降趋势时，该鱼的种群数量呈下降趋势【尝试解答尝试解答】_【解解析析】由由图图中中曲曲线线的的趋趋势势可可以以判判断断种种群群增增长长方方式式为为“S”形形增增长长，所所以以t1时时增增长长最最快快，种种群群数数量量为为K/2，之之后后种种群群仍仍在在增增长长，但但增增长长速速率率越越来来越越慢慢。捕捕获获该该鱼鱼的的最最佳佳时时期期应应为为t1之之后后，剩剩余余量量不不能能少少于于K/2，以保持种群的快速增长，做到可持续发展。，以保持种群的快速增长，做到可持续发展。B【互互动动探探究究】 (1)如如果果t2时时捕捕捞捞，最最佳佳捕捕捞捞量量为为多少？多少？(2)求求t1t2时段内种群数量的变化
10、情况。时段内种群数量的变化情况。【提示提示】 (1)K/2，以保持其快速增长。，以保持其快速增长。(2)增长速率减慢，但种群数量仍在增加。增长速率减慢，但种群数量仍在增加。【探规寻律探规寻律】K与与K/2在实践中的应用在实践中的应用灭鼠灭鼠捕鱼捕鱼K/2(有有最大增最大增长率长率)防止型的灭鼠后，鼠的防止型的灭鼠后，鼠的种群数量在种群数量在K/2附近，附近，这样鼠的种群数量会迅这样鼠的种群数量会迅速增加，无法达到灭鼠速增加，无法达到灭鼠效果效果使鱼的种群数量维持在使鱼的种群数量维持在K/2，捕捞后，鱼的种，捕捞后，鱼的种群数量迅速回升群数量迅速回升K(环境环境最大容最大容纳量纳量)降低降低K值
11、，改变环境，值，改变环境，使之不适合鼠生存使之不适合鼠生存保护保护K值，保证鱼生存值，保证鱼生存的环境条件，尽量提升的环境条件，尽量提升K值值实验探究探究创新新 探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究培养液中酵母菌种群数量的变化1实验原理实验原理(1)酵酵母母菌菌属属兼兼性性厌厌氧氧型型单单细细胞胞真真菌菌，但但其其出出芽芽生生殖殖主主要要在在有有氧氧条条件件下下进进行行的的，呼呼吸吸产产物物为为CO2和和H2O，无氧时产生，无氧时产生CO2和酒精。和酒精。(2)酵酵母母菌菌培培养养用用液液体体培培养养基基，其其种种群群的的增增长长受受到到培养液成分等多种因素的影响。培养液成分等多种因素的影响。
12、(3)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长形曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈呈“S”形曲线；在不补充营养物质的情况下，酵母形曲线；在不补充营养物质的情况下，酵母菌的增长呈菌的增长呈“几几”形曲线。形曲线。2方法步骤方法步骤(1)设计实验数据记录表。设计实验数据记录表。(2)配配制制样样品品：每每组组做做两两个个样样品品，分分别别标标记记为为样样品品1和样品和样品2。样品样品1：用同样方法配制样品用同样方法配制样品2。(3)酵母菌细胞计数酵母菌细胞计数计计数数前前拧拧紧紧试试管管盖盖将将试试管管倒倒转转
13、数数次次，目目的的使使酵酵母母细胞分布均匀。细胞分布均匀。镜检计数方法镜检计数方法a方方格格内内细细胞胞的的计计数数顺顺序序为为左左上上右右上上右右下下左下。左下。b压压在在方方格格线线上上的的细细胞胞只只计计左左线线和和上上线线上上的的细细胞胞数。数。c酵酵母母细细胞胞若若有有粘粘连连，要要数数出出团团块块中中的的每每一一个个细细胞。胞。d出出芽芽酵酵母母的的芽芽体体体体积积若若超超过过细细胞胞体体积积的的1/2，则算独立个体。则算独立个体。e计数总数不少于计数总数不少于300个细胞。个细胞。b每每毫毫升升体体积积内内的的细细胞胞数数每每方方格格内内的的细细胞胞数数2500 。c试试管管内内
14、的的细细胞胞总总数数每每毫毫升升体体积积内内的的细细胞胞数数10。(4)用比浊计测定各试管的浑浊度。用比浊计测定各试管的浑浊度。(5)样品样品2重复以上操作。重复以上操作。(6)将将所所获获得得数数据据记记录录在在记记录录表表内内，并并计计算算两两次次计计数的平均值。数的平均值。(7)以以后后几几天天重重复复对对试试管管A、B的的浑浑浊浊度度进进行行测测定定和和细细胞胞计计数数，并并记记录录。计计数数时时可可稀稀释释后后计计数数，以以方方格格内内计计数数300左左右右为为准准，但但注注意意将将稀稀释释倍倍数数计计算算在在内。内。(8)数学模型的构建数学模型的构建绘制酵母数与浑浊度关系曲线。绘制
15、酵母数与浑浊度关系曲线。绘制酵母数与时间绘制酵母数与时间(天数天数)的关系曲线。的关系曲线。实实战战演演练练某某生生物物兴兴趣趣小小组组开开展展探探究究实实验验，课课题题是是“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。实实验验材材料料、用用具具：菌菌种种和和无无菌菌培培养养液液、试试管管、血血细细胞计数板胞计数板(2 mm2 mm方格方格)、滴管、显微镜等。、滴管、显微镜等。酵母菌的显微计数方法：酵母菌的显微计数方法：血血细细胞胞计计数数板板：是是带带有有微微小小方方格格刻刻度度的的玻玻璃璃片片，用于在显微镜下对微生物的计数。用于在显微镜下对微生物的计数。
16、将将含含有有酵酵母母菌菌的的培培养养液液滴滴在在计计数数板板上上，计计数数一一个个小小方方格格内内的的酵酵母母菌菌数数量量，再再以以此此为为根根据据，估估算算试试管管中中的的酵酵母母菌菌总总数数。连连续续观观察察7天天，并并记记录录每每天天的的数数值。值。根据以上叙述回答下列问题：根据以上叙述回答下列问题：(1)根据所学知识，该课题的实验假设是：开始一根据所学知识，该课题的实验假设是：开始一段时间酵母菌呈段时间酵母菌呈“J”形增长，随着时间的推移，形增长，随着时间的推移，环境中环境中_变得有限，酵母菌数量呈变得有限，酵母菌数量呈“S”形增长。形增长。(2)本实验没有另设对照实验，原因是本实验没
17、有另设对照实验，原因是_。该实验是否需要。该实验是否需要重复实验？重复实验？_，试解释原因：，试解释原因：_。(3)在在吸吸取取培培养养液液计计数数前前，要要轻轻轻轻倒倒转转数数次次试试管管，原原因因是是_。如如果果一一个个小小方方格格内内酵酵母母 菌菌 过过 多多 ， 难难 以以 数数 清清 ， 应应 当当 采采 取取 的的 措措 施施 是是_。(4)在在该该实实验验的的基基础础上上，根根据据你你对对影影响响酵酵母母菌菌种种群群增增长长因因素素的的推推测测，进进一一步步确确定定一一个个探探究究实实验验的的课课题题。_。答答案案：(1)资资源源和和空空间间(2)该该实实验验在在时时间间上上形形成成前前后后对对照照需需要要为为了了提提高高实实验验数数据据的的准准确确性性(3)使使酵酵母母菌菌分分布布均均匀匀增增加加稀稀释释倍倍数数(4)酵酵母母菌菌的的种种群群数数量量与与营营养养物物质质(代代谢谢废废物物或或溶溶氧氧量量)的的变变化化关系关系
