2020-2021學(xué)年生物人教版（2019）選擇性必修第二冊教師文檔：第1章 第2節(jié)　種群數(shù)量的變化 Word版含解析

1、第2節(jié)種群數(shù)量的變化課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動(dòng)?？茖W(xué)思維通過嘗試建立數(shù)學(xué)模型表征種群數(shù)量變化的規(guī)律。一、建構(gòu)種群增長模型的方法1數(shù)學(xué)模型：用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。2研究方法及實(shí)例二、種群的“j”形增長1含義理想條件下種群增長的形式，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線則大致呈“j”形。這種類型的種群增長稱為“j”形增長。2數(shù)學(xué)模型(1)模型假設(shè)條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等。數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的倍 。(2)建立模型：t年后種群數(shù)量為ntn0t。(3)模型中各參

2、數(shù)的意義：n0為該種群的起始數(shù)量，t為時(shí)間，nt表示t年后該種群的數(shù)量，表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)。三、種群的“s”形增長1條件：自然界中的資源和空間總是有限的。2原因：隨種群數(shù)量的增多，生物對食物和空間的競爭趨于激烈，導(dǎo)致出生率降低，死亡率升高。當(dāng)出生率等于死亡率時(shí)，種群的增長會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。3環(huán)境容納量：又稱k值，指一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。4應(yīng)用(以大熊貓為例)(1)大熊貓銳減的重要原因大熊貓棲息地遭到破壞后，由于食物的減少和活動(dòng)范圍的縮小，其k值會(huì)變小。(2)保護(hù)措施建立自然保護(hù)區(qū)，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量，是保護(hù)大熊貓的根本措施。四

3、、種群數(shù)量的波動(dòng)1在自然界，有的種群能夠在一段時(shí)期內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對穩(wěn)定。2對于大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在波動(dòng)中。3某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。4當(dāng)種群長久處于不利條件下，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。五、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1計(jì)數(shù)方法：抽樣檢測法。2具體計(jì)數(shù)過程：先將蓋玻片放在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余的培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計(jì)數(shù)室底部，將計(jì)數(shù)板放在載物臺的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。判斷對錯(cuò)(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)1曲線

4、圖同數(shù)學(xué)公式相比更能直觀地反映出種群的增長趨勢。()2就食性而言，雜食性鳥類的數(shù)量波動(dòng)小于其他食性的鳥類。()3外來入侵物種進(jìn)入一個(gè)新環(huán)境中必定表現(xiàn)為“j”形增長。()4種群數(shù)量變化的全部內(nèi)容就是“j”形和“s”形增長。()5不同種生物的k值各不相同，但每種生物的k值不變。()6當(dāng)一個(gè)種群的數(shù)量過少，種群可能會(huì)由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。()提示：1.2.3×外來物種進(jìn)入新環(huán)境中，該種群也可能不適應(yīng)新環(huán)境會(huì)遭淘汰。4×種群數(shù)量的變化包括增長、波動(dòng)、下降，甚至消亡。5×環(huán)境改變，k值也會(huì)改變。6種群的“j”形和“s”形增長1種群的“j”形和“s”形增長的特點(diǎn)項(xiàng)目

5、“j”形增長“s”形增長前提條件理想狀態(tài)：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)：食物和空間有限、氣候多變、存在敵害種群數(shù)量增長模型有無k值無k值有k值聯(lián)系2.種群“j”形增長的數(shù)學(xué)模型：ntn0t，代表種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，不是增長率。(1)1時(shí)，種群密度增大，如圖中ab段。(2)1時(shí)，種群密度保持穩(wěn)定，如圖中b、d。(3)1時(shí)，種群密度減小，如圖中bd段。3“s”形曲線中k值與k/2值的分析合作探究：1.據(jù)圖回答種群數(shù)量變化的相關(guān)問題：甲乙(1)嘗試分析曲線a、b之間的陰影部分表示的含義。提示：陰影部分表示由于環(huán)境阻力的存在，在生存斗爭中被淘汰的個(gè)體數(shù)目。(

6、2)從下列因素中選出使圖乙中曲線c變?yōu)榍€d的有哪些？(填序號)過度放牧對某種牧草種群的影響硬化地面、管理好糧食對鼠種群的影響增加水中的溶氧量對魚種群的影響大量引進(jìn)外來物種對本地物種的影響引進(jìn)某種害蟲的天敵對害蟲種群的影響提示：。2在“s”形曲線中，有一段時(shí)期近似于“j”形曲線，這一段是否等同于“j”形曲線？(1)判斷：_(填“是”或“否”)。(2)理由：_。提示：(1)否(2)“j”形曲線是理想條件下的種群增長趨勢，“s”形曲線是在環(huán)境有限的條件下種群的增長趨勢3從環(huán)境容納量的角度思考，對家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)采取什么措施？提示：降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減

7、少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵等。1(不定項(xiàng))在調(diào)查某林場松鼠的種群數(shù)量時(shí)，計(jì)算當(dāng)年種群數(shù)量與一年前種群數(shù)量的比值()，并得到如圖所示的曲線。據(jù)此圖分析得到的下列結(jié)論中正確的是()a前4年該種群數(shù)量基本不變，第5年調(diào)查的年齡結(jié)構(gòu)可能為衰退型b第4年到第8年間種群數(shù)量在下降，原因可能是食物的短缺和天敵增多c第8年時(shí)種群數(shù)量最少，第8年到第16年間種群數(shù)量增加，且呈“s”形曲線增長d如果持續(xù)第16年到第20年間趨勢，后期種群數(shù)量將呈“j”形曲線增長abd前4年，值為定值，10，說明種群增長率為0，種群數(shù)量保持不變，第5年1小于0，說明種群增長

8、率為負(fù)值，種群數(shù)量下降，年齡結(jié)構(gòu)可能為衰退型，a正確；影響種群數(shù)量的因素有氣候、食物、天敵、傳染病等，b正確；第10年時(shí)種群數(shù)量最少，c錯(cuò)誤；由圖示曲線可知，如果持續(xù)第16年到第20年間趨勢，后期種群數(shù)量將呈“j”形曲線增長，d正確。2假設(shè)某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈“s”形增長，該種群的增長速率隨種群數(shù)量的變化趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，則應(yīng)在種群數(shù)量合適時(shí)開始捕獲，下列四個(gè)種群數(shù)量中合適的是()a甲點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量b乙點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量c丙點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量d丁點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量d該種群數(shù)量變化曲線的縱坐標(biāo)為種群增長速率，橫坐標(biāo)為種群數(shù)量，曲線最高點(diǎn)時(shí)種群增長速率最大，對應(yīng)種群

9、數(shù)量的k/2。為持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，應(yīng)在種群數(shù)量超過k/2時(shí)捕獲，剩余量保持在k/2，此時(shí)種群數(shù)量增長速率最大，可使種群數(shù)量迅速得以恢復(fù)?！皊”形增長曲線的解讀圖甲圖乙圖丙三圖對比分析解讀：(1)t1之前，種群數(shù)量小于k/2，由于資源和空間條件相對充裕，種群數(shù)量增長較快，當(dāng)種群數(shù)量為k/2時(shí)，出生率遠(yuǎn)大于死亡率，種群增長速率達(dá)到最大值。(2)t1t2，由于資源和空間有限，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭加劇，天敵數(shù)量增加，種群增長速率下降。(3)t2時(shí)，種群數(shù)量達(dá)到k值，此時(shí)出生率等于死亡率，種群增長速率為0。探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵(1)操作提示溶液要進(jìn)行定量稀

10、釋，每天計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量的時(shí)間要固定。從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。制片時(shí)，先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余的培養(yǎng)液用濾紙吸去。制好裝片后，應(yīng)稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計(jì)數(shù)室底部，再用顯微鏡進(jìn)行觀察、計(jì)數(shù)。結(jié)果最好用記錄表記錄，如下表所示：時(shí)間(天)123456數(shù)量(個(gè))(2)計(jì)數(shù)提示計(jì)數(shù)原則：顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)遵循“計(jì)相鄰兩邊及其夾角”的原則計(jì)數(shù)。結(jié)果異常的原因：a統(tǒng)計(jì)結(jié)果偏小的原因：取液時(shí)未搖勻，吸取的培養(yǎng)液中酵母菌偏少；在計(jì)數(shù)時(shí)，未計(jì)邊緣的酵母菌等

11、。b統(tǒng)計(jì)結(jié)果偏大的原因：取液時(shí)未搖勻，吸取了表層的培養(yǎng)液；在計(jì)數(shù)時(shí)統(tǒng)計(jì)了四周邊緣的酵母菌等。(3)注意事項(xiàng)測定的酵母菌種群數(shù)量是在恒定容積的培養(yǎng)基中測定的，與自然界中的種群數(shù)量變化有差異。在進(jìn)行酵母菌計(jì)數(shù)時(shí)，由于酵母菌是單細(xì)胞生物，因此必須在顯微鏡下計(jì)數(shù)，且不能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，只能估算。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板必須保持干燥，否則培養(yǎng)液將不能滲入計(jì)數(shù)室。清洗血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的正確方法是浸泡和沖洗，不能用試管刷或抹布擦洗。沖洗干凈后不能用紗布或吸水紙擦干，應(yīng)自然晾干或烘干或用吹風(fēng)機(jī)吹干。應(yīng)用實(shí)踐：1.培養(yǎng)液的量是有限的，其中酵母菌種群數(shù)量的變化曲線是不是標(biāo)準(zhǔn)的“s”形曲線？若不是，應(yīng)該是怎樣的？嘗試?yán)L出其數(shù)量變化曲線。

12、提示：不是。因?yàn)榕囵B(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)的量是有限的，是不能循環(huán)的，當(dāng)耗盡時(shí)種群數(shù)量變?yōu)榱?，曲線如圖所示。2嘗試?yán)L出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄表。提示：起始1234567甲乙丙平均1溫度在1535 時(shí)，酵母菌種群數(shù)量增長較快。下表是同學(xué)們進(jìn)行相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果(單位：×106個(gè)/ml)：溫度( )第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0 h24 h48 h72 h96 h120 h144 h168 h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.2

13、1.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6以下分析錯(cuò)誤的是()a可以用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)b據(jù)表分析，酵母菌種群數(shù)量增長的最適溫度約為25 c不同溫度條件下酵母菌種群數(shù)量達(dá)到k值的時(shí)間不同d每天取樣檢測一次即可，不需要固定取樣的時(shí)間d每天取樣檢測一次即可，但需要固定取樣的時(shí)間，否則無法進(jìn)行比較酵母菌在每天某一特定時(shí)間的數(shù)量的變化。2(不定項(xiàng))在一定量的酵母菌培養(yǎng)液中放入活酵母菌若干，抽樣鏡檢，如圖甲所示(圖中小點(diǎn)代表酵母菌)。將容器放在適宜溫度下恒溫培養(yǎng)5小時(shí)后，稀釋100倍，再抽樣鏡檢，如圖乙所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，以下敘述正確的是()甲乙a培養(yǎng)

14、5小時(shí)后，酵母菌種群密度增加200倍左右b探究酵母菌的種群數(shù)量變化可以用標(biāo)記重捕法c用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量時(shí)只統(tǒng)計(jì)方格內(nèi)菌體d培養(yǎng)5小時(shí)后，酵母菌種群數(shù)量不一定達(dá)到k值ad用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)，除統(tǒng)計(jì)方格內(nèi)菌體外還要統(tǒng)計(jì)相鄰兩邊及其頂角上的菌體，5小時(shí)前每個(gè)小格內(nèi)約有5個(gè)菌體，而5小時(shí)后每個(gè)小格內(nèi)約有10個(gè)菌體，但這是稀釋100倍后的值，所以5小時(shí)后種群密度增加200倍，此時(shí)酵母菌種群數(shù)量是否達(dá)到k值無法判斷。(1)計(jì)數(shù)方法：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板有兩種方格網(wǎng)，對于16×25的方格網(wǎng)，計(jì)四角的4個(gè)中方格共計(jì)100個(gè)小方格中的個(gè)體數(shù)量；而對于25×16的方格網(wǎng)，計(jì)四角和正中間的(

15、共5個(gè))中方格共計(jì)80個(gè)小方格中的個(gè)體數(shù)量。如圖所示。(2)計(jì)算方法：大方格長度為1 mm，高度為0.1 mm(即規(guī)格為1 mm×1 mm×0.1 mm)，則每個(gè)大方格的體積為0.1 mm3(104 ml)，故1 ml培養(yǎng)液中細(xì)胞個(gè)數(shù)(中方格中的細(xì)胞總數(shù)/中方格中小方格個(gè)數(shù))×400×104×稀釋倍數(shù)。課堂小結(jié)知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語 句 歸 納1.在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等條件下，種群數(shù)量呈“j”形增長，數(shù)學(xué)模型為ntn0t。2正常情況下，自然界的資源和空間是有限的，種群數(shù)量會(huì)呈“s”形增長。3一定的環(huán)境

16、條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱k值。4種群的延續(xù)需要有一定的個(gè)體數(shù)量為基礎(chǔ)。1數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。調(diào)查某種一年生植物的種群時(shí)有下列情形，只有80%的種子能發(fā)育成成熟植株，每株植物平均產(chǎn)400粒種子，目前有a粒種子，則m年后種子數(shù)量為()a0.8a·400mb400a·0.8mca·320md320amc由于每株植物平均每年產(chǎn)400粒種子，只有80%發(fā)育成成熟植株，即320株，則m年后變?yōu)?20m，現(xiàn)有a粒種子，則m年后種子數(shù)量為a·320m。2(不定項(xiàng))關(guān)于圖中種群數(shù)量變化的說法，錯(cuò)誤的是()a種群數(shù)量“j”形

17、增長曲線只有在理想條件下才能出現(xiàn)b種群數(shù)量呈“s”形增長過程中，種群數(shù)量達(dá)到k值之前是“j”形增長c自然狀態(tài)下種群數(shù)量達(dá)到600時(shí)，種群的增長率為0d環(huán)境條件變化時(shí)，種群的k值不發(fā)生相應(yīng)變化bd種群呈“s”形增長過程中，在達(dá)到k值之前由于有環(huán)境阻力的存在，種群增長曲線不是標(biāo)準(zhǔn)的“j”形；k值時(shí)出生率等于死亡率，種群數(shù)量不變，此時(shí)種群增長率為0；環(huán)境條件變化時(shí)，種群的k值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。3某同學(xué)在進(jìn)行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果繪制出了如圖所示的酵母菌種群數(shù)量變化曲線圖，下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)分析錯(cuò)誤的是()a在酵母菌種群數(shù)量增長的不同階段，可能具有相同的增長速率b當(dāng)種群數(shù)

18、量達(dá)到k值時(shí)，其年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型cde段種群的增長速率為負(fù)值，其主要原因是營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏d本實(shí)驗(yàn)中不存在對照，統(tǒng)計(jì)酵母菌個(gè)體數(shù)常用抽樣檢測法d在酵母菌種群數(shù)量增長的cd段，增長速率接近0，a正確；當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到k值時(shí)，其年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型，出生率等于死亡率，b正確；de段種群的增長速率為負(fù)值，其主要原因是營養(yǎng)物質(zhì)的缺乏，c正確；本實(shí)驗(yàn)屬于時(shí)間上的自身相互對照，酵母菌個(gè)體數(shù)常用抽樣檢測法獲得，d錯(cuò)誤。4向某天然牧場引入良種肉牛100頭，任其自然放養(yǎng)，自然繁殖。如圖表示種群數(shù)量增長速率隨時(shí)間變化的曲線，下列敘述正確的是 ()a在t0t2時(shí)間內(nèi)，種群數(shù)量呈“j”形增長b若在t2時(shí)種群的數(shù)量為n，則在t1時(shí)種群的數(shù)量約為n/2c捕殺肉牛的最佳時(shí)期為t1時(shí)d在t1t2時(shí)，該肉牛的種群數(shù)量呈下降趨