2022版新教材生物人教版选择性必修第二册学案：第1章 第2节 种群数量的变化 WORD版含答案.docx

1、第2节 种群数量的变化课标解读课标要求学习目标学法指导尝试建立数学模型解释种群的数量变动 1.通过对细菌种群的增长曲线的分析，学会构建种群数量增长的数学模型（科学思维）2通过分析自然界种群增长的实例.概述“J”形曲线和“S”形曲线的成因和变化过程（生命观念、科学思维）3.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，掌握种群数量变化的特点，分析实验结果得出实验结论（科学探究）1.运用生物与环境相统的观念，分析影响种群数最变化的因素，建立“J”形增长和“S”形增长的数学模型，培养门纳、比较及运用模型分析问题的能力2.通过“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，掌掘实验方案的设计与实施及对实验结果的分析

2、与评价能力自主学习必备知识一、建构种群增长模型的方法1.数学模型：用来描述一个系统或它的性质的 数学形式 。2.研究方法及实例 合理的假设 数学形式 3.类型：数学公式和坐标曲线（1）数学公式能准确反映种群数量，但不够 直观 。（2）坐标曲线图能直观地反映种群数量的变化趋势，但不够 准确 。二、种群的“J”形增长1.$ $模型假设食物和空间条件充裕气候适宜没有天敌和其他竞争物种等 食物和空间 天敌和和其他竞争物种等 2.建立模型（1）数学公式 Nt=N0t（2）各参数含义N0：该种群的起始数量t:时间Nt:t年后该种群的数量:该种群数量是前一年种群数量的倍数 起始数量 数量 倍数 （3）曲线图

3、三、种群的“S”形增长1.形成条件：自然界中的 资源和空间 总是有限的。2.形成原因：当种群密度增大时， 种内竞争 就会加剧，这就会使种群的 出生率 降低，死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。可见， 种内竞争 对种群数量起调节作用。3.曲线图4.环境容纳量：又称 K 值，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。5.环境容纳量的应用建立 自然保护区 ，改善它们的栖息环境，从而 提高环境容纳量 ，如提高大熊猫的种群数量。提醒 关于K值的几个易错点（1）同一种群的K值不是固定不变的，环境条件改变时，K值可能会发生相应变化。（2）K值种群能达到的最大数

4、量，种群能达到的最大数量是在某个特定时间出现的，一般来说，该值出现时间短且大于K值。四、种群数量的波动大多数种群数量总是在 波动 中。某些特定条件下可能出现种群爆发。当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.实验原理酵母菌可用 液体 培养基培养，种群的数量增长受 培养液的成分 、培养的空间、pH、温度等因素的影响。2.实验步骤 无菌 计数板 3.计数方法： 抽样检测 法先将 盖玻片 放在血细胞计数板的计数室上，用滴管吸取培养液，滴于 盖玻片 边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用 滤纸 吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将

5、计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。4.实验结果 酵母菌种群数量的变化在有限的环境条件下，酵母菌种群数量大致呈现 “S”形增长 。后期由于营养物质的消耗、pH的变化等，生存条件逐渐恶化，酵母菌种群数量下降。互动探究关键能力主题学习一 种群的“J”形增长、“S”形增长及种群数量的波动情境探究1.如图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线。请据图思考下列问题。（1）图中的“J”形曲线的增长特点和形成原因分别是什么？“S”形曲线是在什么样的条件下形成的？图中的阴影部分代表什么含义?（2）“S”形曲线中种群数量最多和增长速率最高分别出现在图中哪个点

6、？答案：提示：（1）“J”形曲线的增长特点为种群数量以指数形式增长，形成原因是资源、空间无限，无天敌等限制或者说是无环境阻力。“S”形增长曲线是在有环境阻力的情况下形成的。阴影部分代表环境阻力或被环境所淘汰的个体数目。（2）种群数量最多为B点，增长速率最高在图中的A点。2.下图表示一个种群的K值不是恒定不变的，下列哪些因素可以使原来的环境容纳量(K2) 变成新的环境容纳量(K1) ？过度放牧对某种牧草种群的影响；硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响；增加水中的溶氧量对鱼种群的影响；大量引进外来物种对本地物种的影响；引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响答案：提示：。归纳总结1.种群数量增长的“J”形

7、曲线和“S”形曲线项目“J”形曲线“S”形曲线前提条件理想状态：食物和空间条件充裕；气候适宜；没有天敌和其他竞争物种；无迁入、迁出等现实状态：食物、空间有限；不断变化的自然条件；有种内竞争和种间竞争等增长模型K值有无无K值有K值联系两种增长曲线的差异主要是环境阻力的有无2.种群增长率和增长速率（1）含义增长率：单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，即增长率=单位时间内增长的数量初始数量100% 。增长速率：单位时间内新增加的个体数（即种群数量增长曲线的斜率），即增长速率=一定时间内增长的数量/时间。假设某一种群的数量在某一单位时间t（如一年）内，由初始数量N0 增长到数量Nt ，则该种群的

8、增长率和增长速率的计算公式分别为：增长率=（末数-初数）/初数100%=(Nt-N0)/N0100% （无单位）。增长速率=（末数-初数）/时间=(Nt-N0)/t （有单位，如个/年）。（2）两种曲线的增长率和增长速率项目“J”形“S”形增长率增长速率3.“S”形曲线分析及应用（1）曲线分析：（2）实践应用：a点（K/2 值）的应用对有害生物：严防种群数量达到该点，如鼠种群数量达到K/2 时，鼠害将难以控制对有益资源：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力，符合可持续发展原则b点（K值）的应用对有害生物：限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量对有益

9、生物：改善生存条件，尽量提升K值，如建立自然保护区，保护大熊猫经典例题例1（2020山东滨州期末）下面两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( )A.图1、图2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点与图2中的C点对应C.图1中B点与图2中的D点对应D.图1、2中的B、C点都可以表示种群达到了环境容纳量答案：D解析：通过分析曲线可知,两条曲线都属于“S”形增长,都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律,A项正确;图1中曲线斜率最大的点,增长速率最大,即A点对应图2中的C点,B项正确;图1中的B点增长速率为0,对应图2中的D点,C项正确;图1、2中表示种群达

10、到了环境容纳量的点分别是B、D点,D项错误。素养解读该题围绕种群的数量变化,通过分析种群数量增长的“S”形曲线及种群的增长速率,重点考查了学生的科学思维能力。素养落实1.（2020辽宁沈阳高二期末）关于下图中种群数量变化的说法,错误的是( )A.种群“J”形曲线只有在理想条件下才能出现B.种群呈“S”形增长过程中,在达到K/2 之前就是“J”形增长C.自然状态下种群数量达到600时,种群的增长率为0D.环境条件变化时,种群的K值也会发生相应变化答案：B解析：种群“J”形曲线只有在理想条件下才能出现;种群呈“S”形增长过程中,在达到K/2 之前因为有环境阻力的存在,所以不是“J”形增长;种群数量

11、达到600即K值时,出生率等于死亡率,种群数量基本不变,此时种群增长率为0;环境条件变化时,种群的K值也会发生相应变化。主题学习二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化情境探究1.本实验需要设置对照实验吗？需要设置重复实验吗？请说明理由。答案：提示：不需要,取样计数的时间有先后,形成前后自身对照。需要,减少偶然性,以确保实验数据的准确性。2.从试管中吸出培养液进行计数之前,建议将试管振荡几次,目的是什么？答案：提示：使培养液中酵母菌分布均匀,以保证估算准确,减少误差3.如果一个小方格内酵母菌过多,难以计数,应采取怎样的措施？答案：提示：将其培养液稀释一定倍数,再计数。4.如图是某同学绘制的酵母菌种

12、群数量的变化曲线,请试分析曲线中AB段、BC段的变化原因。答案：提示：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,AB段种群数量不断增加;随着酵母菌数量不断增加,营养消耗、pH变化等,生存条件恶化,酵母菌死亡率升高,BC段种群数量下降。归纳总结1.酵母菌的计数方法血细胞计数板计数法（1）血细胞计数板：血细胞计数板：由一块厚的玻璃片特制而成。一块血细胞计数板有两个计数室,每个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,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,每个中方格又分成16个小方格。但无论哪种规格的计数板,每个大方格都有1625=40

13、0（个）小方格。一个大方格长和宽各为1mm ,加盖玻片后,计数室底部与盖玻片的距离为0.1mm ,体积为0.1mm3 。（2）计数方法：对于1625的计数板而言,计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量;而对于2516的计数板而言,计四角和正中间的（共5个）中方格共计80个小方格中的个体数量。（如下图所示）（3）计算方法：1625型的计数板：酵母菌细胞个数/mL=(100 个小方格细胞总数/100)40010000 稀释倍数。2516型的计数板：酵母菌细胞个数/mL=(80 个小方格细胞总数/80)40010000 稀释倍数。2.实验操作的注意事项（1）本实验不需要设置对照实验,因不同

14、时间取样已形成相互对照,需要做重复实验,目的是减少误差,即对每个样品计数三次,取其平均值。（2）显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。（3）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，减小误差。（4）每天计数酵母菌数量的时间要固定。（5）制片时，要先在计数室上盖上盖玻片，然后用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去。（6）若视野中细胞数目多，培养液要进行定量稀释重新计数，以每个小方格内含有45个酵母菌为宜。（7）由于计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1mm) ，故需要让细

15、胞沉降到计数室底部，避免细胞分布在不同液层深度，导致计数时被遗漏。经典例题例2（2020江苏淮安高二月考）为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作，其中正确的是( )A.将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养B.将培养液静置一段时间后，用滴管从锥形瓶中吸取一定量的培养液C.在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液D.将计数板放在载物台中央，立即在显微镜下观察、计数答案：A解析：应将培养液振荡均匀后，再吸取培养液，B项错误；在探究酵母菌种群数量变化的实验中，将盖玻片放在计数板上，用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培

16、养液自行渗入计数板小方格内，C项错误；将计数板放在载物台中央，应先静置一段时间，待酵母菌沉降到计数室底部，再进行观察、计数，否则酵母菌不在一个平面上，在显微镜下就不能观察到所有细胞，使计数结果偏小，D项错误。素养解读该题围绕探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化的实验，通过实验操作进行科学思维和科学评价分析，考查了学生的科学思维能力和科学探究能力。素养落实2.（2020天津三中高二期末）下列关于探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验的操作，正确的是( )A.改变培养液的pH不影响K值的大小B.培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧C.为保证数据准确，对培养后期的培养液计数前不能做稀释处理D.酵母菌种群数量在不同时间的增长速率可能相同答案：D解析：改变培养液pH会影响K值的大小，A项错误；酵母菌在有氧条件下可以进行有氧呼吸，大量繁殖，不需要去除溶解氧，B项错误；为了方便酵母菌计数，对培养后期的培养液应先稀释再计数，C项错误；酵母菌种群数量在不同时间的增长速率可能相同，D项正确。评价检测课堂达标 课堂小结