1、-1-第2节 种群数量的变化-2-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课标阐释 学法指导 1.了解建构种群增长模型的方法。(科学探究)2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。(科学探究)3.学会应用数学模型解释种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线。(科学思维、科学探究)4.掌握种群数量的波动和下降的影响因素、特点及研究种群数量变化的意义。(科学探究、社会责任)1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。2.结合教材实例归纳影响种群数量变动的因素。3.联系实际理解种群数量的增长规律,并利用“S”型曲线的增长规律指导生产实
2、践。-3-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 一、建构种群增长模型的方法 -4-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 二、种群增长曲线 -5-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 根据种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线,比较二者异同。-6-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 “J”型曲线“S”型曲线 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 现实状态:资源和空间有限;各种生态因素综合作用 特点 种群数量以一定的倍数连续增长 种群数量
3、达到环境容纳量K 值后,将在 K 值上下保持相对稳定 环境容纳量(K值)无 K 值 有 K 值 -7-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习-8-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 预习反馈 1.判断(1)在相对稳定的生态系统中,种群数量在K值上下波动。()(2)在K/2时控制有害动物最有效。()(3)建立自然保护区,改善栖息环境,以提高环境容纳量,是提高大熊猫种群密度的根本措施。()(4)种群数量的变化也就是指种群数量的增长和波动。()(5)对于“S”型曲线,同一种群的K值是固定不变的,与环境因素无关。()(6)研究种群数量
4、的变化有利于对有害动物进行防治,以及对野生生物资源加以保护和利用。()-9-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.建立种群数量变化的数学模型一般不需要()A.观察研究对象,提出问题,作出合理的假设 B.根据实验数据,用适当的数学形式对种群数量变化进行表达 C.通过进一步实验或观察,对数学模型(公式或曲线)进行检验或修正 D.设置对照实验 解析:建立种群数量变化的数学模型的步骤:观察研究对象,提出问题提出合理的假设根据实验数据,用适当的数学形式对种群数量变化进行表达通过进一步实验或观察对数学模型(公式或曲线)进行检验或修正。答案:D-10-第2节 种群数量的
5、变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 3.下列有关种群增长的模型的说法,不正确的是()A.种群呈现“J”型增长的前提条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等 B.呈现“S”型增长的种群,随着时间的推移,其种群增长所受的环境阻力加大 C.种群增长数学模型的构建,通常包括以下步骤:观察并提出问题、作出假设、建立模型、检验或修正模型 D.种群增长的“J”型曲线有K值,只是K值较大,图中没有表示出来 解析:“J”型曲线的形成条件是理想的,不存在K值。答案:D-11-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 4.下图表示某田鼠种群的理想增长曲线和在某自
6、然环境中的实际增长曲线,下列叙述不正确的是()A.X区域(图中阴影部分)可以代表环境阻力的大小 B.严密封储粮食、保护田鼠天敌等措施可以使E点向下移动 C.食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素的是DE段 D.人工灭鼠时要将田鼠数量控制在C点 解析:C点的种群数量为K/2,此时的增长速率最大,人工灭鼠时如果田鼠数量控制在C点,田鼠很容易再度泛滥。答案:D-12-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 三、探究培养液中酵母菌种群数量的变化 -13-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 预习反馈 1.下列对探究酵母菌种群数量变化规律实
7、验的叙述,正确的是()A.用血球计数板计数酵母菌个数时,取适量培养液直接滴加到计数室内 B.对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数 C.对酵母菌的计数方法是抽样检测的方法 D.与一般的生物实验一样,该探究实验也需要单独设置对照组 答案:C-14-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作,正确的是()A.培养用具必须经过严格的灭菌处理,培养液则不需要灭菌 B.培养酵母菌时,必须除去培养液中的溶解氧 C.从瓶中吸出培养液进行计数之前,不必摇匀培养瓶中的培养液 D.为了方便酵
8、母菌计数,培养后期的培养液应稀释后再计数 解析:培养用具与培养液都需灭菌。酵母菌是兼性厌氧菌,培养酵母菌不必去除培养液中的溶解氧。从瓶中吸出培养液进行计数之前,应摇匀培养瓶中的培养液,使酵母菌分布均匀。培养后期的培养液中酵母菌种群密度较大,应稀释后再计数。答案:D-15-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 种群的增长曲线 情景导引 种群的增长曲线各有什么特点?在生活生产中如何运用?请思考并回答下列问题。种群“增长率”和“增长速率”有什么区别?答案:种群增长率与种群增长速率虽一字之差,但内涵完全不同。增长率是指单位时间内种群数量的
9、变化率,即种群在单位时间内净增加的个体数占原有个体总数的比率。其计算公式为:(现有个体数量-原有个体数量)/原有个体数量100%=增长率。如某种群原有数量为a,一年后该种群数为b,那么该种群在当年的增长率为(b-a)/a100%。增长率是个百分率,没有单位。-16-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 增长速率是指单位时间内种群增长的数量。其计算公式为:(现有个体数量-原有个体数量)/时间=增长速率。同样某种群原有数量为a,一年后,该种群数为b,其种群增长速率为:(b-a)/年,即增长率=出生率-死亡率。故增长率不能等同于增长速率
10、。因此,“J”型曲线的增长率是不变的,而增长速率是要改变的,而且不断增大。“S”型曲线的增长率是逐渐下降的,因为环境开始时较适宜,随着时间的延长,环境逐渐不适宜,增长速率是先上升,后下降,K/2时最大,K值时为0。增长速率有单位,如个/年等。增长率和增长速率没有大小上的相关性。-17-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记“J”型曲线增长率和增长速率注 t1 时,种群数量为 K/2,t2 时为 K。“S”型曲线增长率和增长速率-18-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记
11、 典例剖析 例题种群在理想环境中,种群数量呈“J”型曲线增长(如图曲线甲);在有环境阻力的条件下,种群数量呈“S”型曲线增长(如图曲线乙)。若该图表示蝗虫的种群增长曲线,下列有关叙述正确的是()A.环境阻力出现在曲线的D点之后 B.防治蝗虫虫害应该在曲线的C点之后 C.“S”型曲线表示种群数量与食物的关系 D.呈“S”型曲线增长的蝗虫,其种群数量有时可能超过K值-19-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 解析:由图可知,A点开始出现环境阻力,A项错误。防治蝗虫,越早越好,不是在C点之后,B项错误。“S”型曲线表示种群数量与时间的
12、关系,C项错误。呈“S”型增长的蝗虫,其种群数量有时可以超过K值,D项正确。答案:D-20-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 反思总结“J”型曲线和“S”型曲线总结 -21-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 归纳提升“S”型曲线的K值(1)K值及其变动示意图 同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下,K值会保持相对稳定;当种群数量偏离K值时,会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。环境遭受破坏时,K值会下降;生物生存的环境改
13、善时,K值会上升。-22-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记(2)K值的应用 野生生物资源的保护:保护野生生物生活的环境,减小环境阻力,增大K值。有害生物的防治:增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值。(3)K/2的应用 资源的开发与利用:种群数量达到环境容纳量的1/2时,种群增长速率最大,再生能力最强,故应把握K/2处的黄金开发点,即大于K/2时收获多余量,以维持种群数量在K/2左右,可实现“既有较大收获量又可保持种群数量高速增长”,符合可持续发展的原则。有害生物的防治:务必及时控制种群数
14、量,严防其增至K/2处,如蝗虫的防控。若种群数量增至K/2处,可导致该有害生物成灾,如蝗灾。-23-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 活学活练 1.下图为某生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线,下列叙述中正确的是()A.如果乙为农作物害虫,t4时间点防治最好 B.t3t5时间内甲、乙两种群的年龄组成不同 C.t1t2时间内甲种群出生率下降,死亡率上升,死亡率大于出生率 D.甲、乙两种群肯定为竞争关系,甲的竞争力小于乙,竞争强度由强弱-24-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探
15、究点一 探究点二 要点速记 解析:如果乙为农作物害虫,t4时间点种群增长速率最大,此时防治效果较差。t3t5时间内甲、乙两种群的年龄组成不同,甲为衰退型,乙为增长型。t1t2时间内甲种群出生率上升,死亡率小于出生率。甲、乙两种群可能为竞争关系,竞争强度由弱强弱。答案:B-25-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 2.右图表示某种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出,下列有关叙述错误的是()A.改善空间和资源条件有望使K值提高 B.BC段种群增长速率逐渐下降,出生率小于死亡率 C.C点时种群增长速率为零,出生
16、率等于死亡率 D.比较曲线Y与曲线X可知,自然状态与理想状态的种群数量变化存在差别-26-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 解析:环境容纳量(K值)随环境条件的变化而变化;BC段虽然增长速率下降,但种群数量仍处于增长状态,所以出生率大于死亡率;种群数量达到最大值时,出生率等于死亡率。答案:B-27-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 情景导引 酵母菌培养过程中的注意事项有哪些?如何对酵母菌进行计数?思考并回答下列问题。(1)从试
17、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。答案:使培养液中酵母菌分布均匀,以减少误差。(2)探讨:本实验需要设置对照吗?需要做重复实验吗?答案:不需要,实验前后互为对照。需要重复实验,以提高实验数据的准确性。(3)对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数?答案:只计相邻两边及其顶角上的酵母菌,一般遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。-28-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 典例剖析 例题为探究培养液中酵母菌种群数量的变化,某同学进行了如下操作:将适量酵母菌接种入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中,在适宜条
18、件下培养 静置一段时间后,用吸管从锥形瓶中吸取培养液 在血球计数板中央滴一滴培养液,盖上盖玻片 用滤纸吸除血球计数板边缘多余的培养液 将计数板放在载物台中央,待酵母菌沉降到计数室底部,在显微镜下观察、计数 其中操作正确的是()A.B.C.D.-29-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 解析: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,错误;采用血球计数板进行计数时,先将盖玻片放在计数板上,再用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入到计数板小方格内,错误。答案:D-
19、30-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 归纳提升 1.酵母菌的计数方法(1)仪器:血细胞计数板(如下图)。图 b(侧面图)-31-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 如上图所示,一个大方格的容积为0.1 mm3,每个大方格又分为16个中方格,共有2516个小方格。(2)用计数公式计算1 mL菌液中的总菌数时,设四个中方格中的总菌数为A,稀释倍数为B,由于1 mL=1 000 mm3,所以1 mL菌液的总菌数=/4160.1 1 000B=40 000AB。-32
20、-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 2.探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中的注意事项(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菌均匀分布,减少误差。(3)每天计数酵母菌的时间要固定。(4)酵母菌数量的变化在时间上形成前后自身对照,所以无须设置对照实验。(5)当小方格中的酵母菌过多时,可以增大稀释倍数然后再计数。(6)对酵母菌计数不可能采用逐个计数法,可以采用抽样检测的方法。-33-第2节 种群数量的变
21、化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 3.若观察时间足够长,培养液中酵母菌的数量变化曲线如下 曲线变化分析:第一天种群数量增长缓慢,是因为酵母菌需要一段时间的调整适应;第23天,酵母菌急剧增长,是因为条件适宜,营养物质丰富;第35天保持K值基本不变;第5天以后,由于营养物质的消耗、pH的改变、有害代谢产物的积累等因素,种内斗争进一步加剧,种群数量减少。-34-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 活学活练 1.如图表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母菌数量的动态变化,下列有关叙述,正确
22、的是()A.种内竞争导致初始阶段增长缓慢 B.可用数学模型Nt=N0t表示 C.可用逐个计数法计数 D.K值约为120 000个 解析:酵母菌种群在培养初期需经过一段时间的调整适应,故增长缓慢,A项错误;在封闭培养体系中培养的酵母菌数量呈“S”型增长,不适用“J”型增长的数学模型,B项错误;计数酵母菌数量的方法是抽样检测法,C项错误;由题图知,K值为121 00010=120000(个),D项正确。答案:D-35-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 2.将10 mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养,并于不同时间内等量均匀取样4次
23、,分别测定样品中酵母菌的数量和pH,结果如下表所示。据表分析不正确的是()样品 酵母菌数量/(个mm-3)pH 1 1 210 4.8 2 820 5.4 3 1 210 3.7 4 1 000 5.0 A.培养过程中酵母菌始终出生率死亡率 B.样品的取样先后顺序为2、4、1、3 C.对酵母菌而言,10 mL该培养液的环境容纳量可能为1.21107个 D.若进行第5次均匀取样,10 mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21107个-36-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 解析:将10 mL酵母菌培养液放在适宜温度下培养,可根据
24、培养液pH的变化来确定取样顺序,因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质,不断产生CO2等代谢产物使培养液pH不断下降,因此取样顺序为2、4、1、3。从表中数据分析可知,样品1与样品3的酵母菌数量相同,说明酵母菌数量可能已经达到最大值;已知1 mm3=10-3 mL,10-3 mL酵母菌培养液中,酵母菌数量的最大值为1 210个,则10 mL酵母菌培养液中,酵母菌数量为1 21010310=1.21107(个),10 mL该培养液的环境容纳量可能为1.21107个。继续培养,随着环境条件恶化,种群增长进入衰退期,出生率会小于死亡率,种群数量将不断下降,所以继续取样,酵母菌的种群数量有可能低于1.21107个。答案:A-37-第2节 种群数量的变化 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 要点速记 种群数量增长的两种类型 1.“J”型增长曲线(1)产生原因:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。(2)曲线特点:种群数量以一定的倍数连续增长。2.“S”型增长曲线(1)产生原因:受环境条件,如空间、食物、天敌等的制约。(2)曲线特点:种群数量达到环境容纳量(即K值)后,增长速率为0,即出生率等于死亡率,达到K/2时,增长速率最大。