【多彩課堂】2021-2022學(xué)年高二人教版生物必修三導(dǎo)學(xué)案：第4章-第2節(jié)-種群數(shù)量的變化-

第2課時(shí)種群數(shù)量的變化1.概述種群增長(zhǎng)模型的方法,舉例說(shuō)明種群增長(zhǎng)的“J”型曲線和“S”型曲線。2.描述環(huán)境容納量的概念。3.解釋種群數(shù)量的波動(dòng)緣由,指出影響種群數(shù)量變化的因素。4.通過(guò)探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變化,嘗試構(gòu)建種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。5.闡明爭(zhēng)辯種群數(shù)量變動(dòng)的意義,形成愛(ài)護(hù)瀕危物種的意識(shí)。一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的一般步驟:(1)觀看爭(zhēng)辯對(duì)象,①。(2)提出合理的假設(shè)。(3)依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)蘑跀?shù)學(xué)形式表達(dá)。(4)通過(guò)試驗(yàn)或觀看,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線1.含義:在③抱負(fù)條件下的種群,以時(shí)間為橫坐標(biāo),以種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫(huà)出的曲線圖,曲線大致呈“J”型。2.“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型(1)模型假設(shè):在④食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下,種群的數(shù)量每年以⑤肯定的倍數(shù)增長(zhǎng),其次年的數(shù)量是第一年的λ倍。(2)建立模型:t年以后種群的數(shù)量表達(dá)式為:⑥Nt=N0λt。三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線1.產(chǎn)生緣由:自然界的資源和空間總是有限的,當(dāng)種群密度增大時(shí),種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加劇,以該種群為食的動(dòng)物數(shù)量也會(huì)⑦增加,這就會(huì)使種群的誕生率降低,死亡率⑧增高。當(dāng)種群的死亡率與誕生率相等時(shí),種群就穩(wěn)定在肯定的水平。2.環(huán)境容納量:在環(huán)境條件不受破壞的狀況下,肯定空間中所能維持的種群⑨最大數(shù)量,又稱K值。四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降1.影響因素(1)自然因素:氣候、食物、天敵、傳染病等。(2)人為因素:人類(lèi)活動(dòng)的影響。2.數(shù)量變化:大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)中,在不利條件下,種群的數(shù)量還會(huì)急劇下降甚至消亡。3.爭(zhēng)辯意義:有害動(dòng)物的防治、野生動(dòng)物資源的愛(ài)護(hù)和利用,瀕危動(dòng)物的挽救和恢復(fù)。1.數(shù)學(xué)模型是如何構(gòu)建的?常見(jiàn)的數(shù)學(xué)模型有哪些?有何優(yōu)點(diǎn)?2.種群增長(zhǎng)的“J”型曲線形成的條件與特點(diǎn)是什么?種群增長(zhǎng)的“S”型曲線的成因與特點(diǎn)是什么?3.種群數(shù)量變化有哪些?影響的因素有哪些?學(xué)問(wèn)點(diǎn)一:構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法1.構(gòu)建細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)模型的主要步驟包括哪幾步?此過(guò)程中提出的問(wèn)題和作出的假設(shè)分別是什么?2.若細(xì)菌每20分鐘分裂一次,計(jì)算一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量。(1)完成表格。時(shí)間20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量(2)嘗試?yán)帽碇械臄?shù)據(jù)構(gòu)建細(xì)菌增長(zhǎng)的“J”型曲線。3.假如種群的起始數(shù)量不是1個(gè),而是N0,每經(jīng)過(guò)一個(gè)繁殖期后子代種群的數(shù)量是原來(lái)的λ倍,每繁殖一代的時(shí)間是確定的,方程式的變量用時(shí)間t代替n,你能否寫(xiě)出t年后“J”型曲線的數(shù)學(xué)模型?種群增長(zhǎng)的“J”型曲線增長(zhǎng)特點(diǎn)和形成緣由分別是什么?4.下圖為種群增長(zhǎng)的“S”型曲線,嘗試完成以下相關(guān)問(wèn)題:(1)種群數(shù)量最多和增長(zhǎng)速率最高分別消滅在圖中的哪個(gè)點(diǎn)?(2)圖中種群數(shù)量增長(zhǎng)有何特點(diǎn)?形成緣由是什么?5.數(shù)學(xué)模型中的兩種表達(dá)形式各有哪些優(yōu)點(diǎn)?6.用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J”型、“S”型曲線,“J”型曲線指生物具有什么特性?圖中陰影部分表示什么?7.分別以病蟲(chóng)害的防治和野生生物資源的利用和愛(ài)護(hù)為例闡述爭(zhēng)辯種群變化規(guī)律的意義。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二:探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變化1.本探究試驗(yàn)的原理是什么?請(qǐng)從下面三個(gè)方面分析:(1)酵母菌可以用①來(lái)培育。培育基中酵母菌種群的增長(zhǎng)狀況與培育液中的②等因素有關(guān)。

(2)計(jì)算酵母菌數(shù)量可用③的方法。

(3)可依據(jù)培育液中的④(縱坐標(biāo))和⑤(橫坐標(biāo))為坐標(biāo)軸作曲線,從而把握酵母菌的種群數(shù)量變化狀況。

2.若本試驗(yàn)提出問(wèn)題為“培育液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的”,則可作出的假設(shè)是什么?例1下圖表示某一動(dòng)物種群遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長(zhǎng)曲線圖,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。A.這個(gè)種群d點(diǎn)時(shí)的增長(zhǎng)速率最大B.假如此種群是魚(yú)類(lèi),種群數(shù)量達(dá)到b點(diǎn)時(shí)進(jìn)行大量捕撈最合適C.假如此種群是老鼠,我們限制其種群數(shù)量的最佳時(shí)期在b點(diǎn)D.環(huán)境阻力明顯增大消滅在遷入3年后例2回答以下問(wèn)題:(1)檢測(cè)員將1mL水樣稀釋10倍后,用的方法檢測(cè)每毫升藍(lán)藻的數(shù)量。

(2)將放在計(jì)數(shù)室上,用吸管吸取少許培育液使其自行計(jì)數(shù)室,并用濾紙吸去多余液體。

(3)已知每個(gè)計(jì)數(shù)室由25×16=400個(gè)小格組成,容納液體的總體積為0.1mm3?，F(xiàn)觀看到5個(gè)中格內(nèi)共有藍(lán)藻n個(gè),則上述水樣中約有藍(lán)藻個(gè)/mL。

1.自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群增長(zhǎng)的正確說(shuō)法是()。A.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系B.種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的C.“S”型增長(zhǎng)曲線表示種群數(shù)量與時(shí)間無(wú)關(guān)D.種群增長(zhǎng)不受種群密度制約2.一個(gè)新的物種進(jìn)入某地后,其種群數(shù)量變化,哪一項(xiàng)是不正確的()。A.先呈“S”型增長(zhǎng),后呈“J”型增長(zhǎng)B.先呈“J”型增長(zhǎng),后呈“S”型增長(zhǎng)C.種群數(shù)量達(dá)到K值以后會(huì)保持穩(wěn)定 D.K值是環(huán)境條件允許的種群增長(zhǎng)的最大值3.建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型一般不需要()。A.觀看爭(zhēng)辯對(duì)象,提出問(wèn)題,提出合理的假設(shè)B.依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)形式,對(duì)種群數(shù)量變化進(jìn)行表達(dá)C.通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)或觀看,對(duì)數(shù)學(xué)模型(公式或曲線)進(jìn)行檢測(cè)或修正D.進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)4.右圖表示三種可能的種群增長(zhǎng)曲線,請(qǐng)回答:(1)某食草動(dòng)物侵入一個(gè)環(huán)境適宜的新地區(qū)后,種群數(shù)量增長(zhǎng)表現(xiàn)為圖中的a曲線,假如任其進(jìn)展不做任何把握,終將表現(xiàn)為圖中的曲線。

(2)依據(jù)生態(tài)學(xué)原理,該種群的增長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)為圖中的曲線,該曲線與a曲線產(chǎn)生差別的緣由是。若該環(huán)境對(duì)其種群的容納量(K)為20萬(wàn),則此地該種群的最適數(shù)量為。

第2課時(shí)種群數(shù)量的變化學(xué)問(wèn)體系梳理①提出問(wèn)題②數(shù)學(xué)形式③抱負(fù)④食物和空間條件⑤肯定的倍數(shù)⑥Nt=N0λt⑦增加⑧增高⑨最大數(shù)量⑩天敵波動(dòng)防治愛(ài)護(hù)恢復(fù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)溝通1.建立數(shù)學(xué)模型的步驟:觀看爭(zhēng)辯對(duì)象,提出問(wèn)題→提出合理的假設(shè)→依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→進(jìn)一步試驗(yàn)或觀看,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式有數(shù)學(xué)方程式,優(yōu)點(diǎn)是科學(xué)、精確;曲線圖,優(yōu)點(diǎn)是直觀、形象。2.“J”型曲線形成的條件:在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下,種群的數(shù)量每年以肯定的倍數(shù)增長(zhǎng),其次年的數(shù)量是第一年的λ倍。特點(diǎn):無(wú)K值,增長(zhǎng)率保持不變?！癝”型曲線的成因:自然界的資源和空間總是有限的,當(dāng)種群密度增大時(shí),種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇,以該種群為食的動(dòng)物的數(shù)量也會(huì)增加,使該種群的誕生率降低,死亡率上升。當(dāng)死亡率增加到與誕生率相等時(shí),種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止。特點(diǎn):增長(zhǎng)速領(lǐng)先增大后削減,在K/2時(shí)達(dá)到最大。3.增長(zhǎng)、穩(wěn)定、波動(dòng)、下降。自然因素:氣候、食物、天敵、傳染病等。人為因素:人類(lèi)活動(dòng)的影響。重點(diǎn)難點(diǎn)探究學(xué)問(wèn)點(diǎn)一:構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法1.主要步驟包括:觀看爭(zhēng)辯對(duì)象,提出問(wèn)題;提出合理的假設(shè);依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá);通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)或觀看等,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。此過(guò)程中提出的問(wèn)題是:細(xì)菌數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的;作出的假設(shè)是:在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中,細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響。2.(1)時(shí)間20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量248163264128256512(2)如下圖所示3.t年后“J”型曲線的數(shù)學(xué)模型為Nt=N0λt;“J”型曲線增長(zhǎng)特點(diǎn)為種群數(shù)量以指數(shù)形式增長(zhǎng);形成緣由是資源、空間無(wú)限,無(wú)天敵限制。4.(1)種群數(shù)量最多為B點(diǎn);增長(zhǎng)速率最高在圖中的A點(diǎn)。(2)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值(K值)后,將停止增長(zhǎng)并在K值四周保持相對(duì)穩(wěn)定;形成緣由是資源、空間有限,有天敵限制。5.數(shù)學(xué)方程式表達(dá)精確?????,曲線圖直觀。6.“J”型曲線用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指生物具有過(guò)度繁殖的特性;圖中陰影部分表示:環(huán)境的阻力;用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量。7.病蟲(chóng)害的防治:降低環(huán)境的容納量(K值)。如鼠害防治可通過(guò)嚴(yán)密封存糧食、清除生活垃圾、愛(ài)護(hù)老鼠的天敵等措施來(lái)降低K值。野生生物資源的利用和愛(ài)護(hù),要在捕撈狩獵后,保證種群的增長(zhǎng)速率為最大值。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二:探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變化1.①液體培育基②成分、空間、pH、溫度③抽樣檢測(cè)④酵母菌數(shù)量⑤時(shí)間2.作出假設(shè):培育液中的酵母菌開(kāi)頭一段時(shí)間呈“J”型增長(zhǎng),隨著時(shí)間的推移,由于養(yǎng)分物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、pH的轉(zhuǎn)變,酵母菌呈“S”型增長(zhǎng)。思維拓展應(yīng)用例1D【解析】本題考查種群增長(zhǎng)的曲線圖的識(shí)別與分析。圖示為“S”型曲線,d點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的種群個(gè)體數(shù)為K值。b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的個(gè)體數(shù)是K/2,此時(shí)種群的增長(zhǎng)速率最大,種群的增長(zhǎng)量也就最大,魚(yú)類(lèi)捕撈使魚(yú)類(lèi)的種群數(shù)量維持在K/2,利于魚(yú)類(lèi)資源的再生恢復(fù)。但對(duì)于老鼠等有害動(dòng)物的把握,從環(huán)境容納量角度看要盡量降低K值,并且要防止其種群數(shù)量在K/2值四周。“S”型曲線中,環(huán)境阻力明顯增大不是在達(dá)到K值后開(kāi)頭的,而是在K/2以后。例2(1)抽樣檢測(cè)(2)蓋玻片滲入(3)5n×105【解析】通常數(shù)五個(gè)中方格的總菌數(shù),然后求得每個(gè)小方格的平均值,再乘上400就得出一個(gè)大方格中的總菌數(shù),然后再換算成1mL菌液中的總菌數(shù)。酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)/1mL=[n/(5×16)]×400×10000×稀釋倍數(shù)=5n×10000×10=5n×105。基礎(chǔ)智能檢測(cè)1.B2.A