2022-2023學(xué)年人教版（2019）選擇性必修二 1.2種群的數(shù)量變化2- 學(xué)案

PAGE高二生物導(dǎo)學(xué)案第一章第2節(jié)種群數(shù)量的變化02班級(jí)姓名[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.舉例說明種群的“S”形增長、波動(dòng)等數(shù)量變化情況。2.闡明環(huán)境容納量原理在實(shí)踐中的應(yīng)用。3.利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行微生物的計(jì)數(shù)。4.探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。[素養(yǎng)要求]1.生命觀念：自然界中的種群呈“S”形增長，揭示了種群數(shù)量在有限條件下通過種內(nèi)調(diào)節(jié)維持相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)制，體現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)與平衡觀。2.科學(xué)思維：建立和運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，即用數(shù)學(xué)模型來表征、解釋和預(yù)測(cè)種群的數(shù)量變化。3.社會(huì)責(zé)任：關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)種群數(shù)量變化的影響。4.科學(xué)探究：需要學(xué)生討論確定顯微鏡下酵母菌計(jì)數(shù)的方法等問題，所用抽樣檢測(cè)法與樣方法有相通之處，可以看作宏觀調(diào)查方法在微觀領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)思維方法的訓(xùn)練。【預(yù)習(xí)案】二、種群數(shù)量的變化2.種群的“S”形增長（1）．含義：種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，，增長曲線呈“S”形。這種類型的種群增長稱為“S”形增長。如圖：（2）．形成原因在自然界，當(dāng)一種生物遷入一個(gè)條件適宜的新分布地時(shí)，初始階段一般會(huì)出現(xiàn)較快增長，但是，_________總是有限的。當(dāng)種群密度增大時(shí)，______就會(huì)加劇，這就會(huì)使種群的，死亡率____。當(dāng)死亡率升高至與出生率時(shí)，種群的，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。(3)環(huán)境容納量：，又稱。(4)應(yīng)用①野生大熊貓數(shù)量銳減的原因：遭到破壞，減少和活動(dòng)范圍縮小，變小。②應(yīng)對(duì)措施：，改善棲息環(huán)境，提高。3．種群數(shù)量的波動(dòng)（1）．種群數(shù)量的波動(dòng)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(duì)穩(wěn)定。但對(duì)于大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在中。處于波動(dòng)狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。、、等，就是種群數(shù)量爆發(fā)增長的結(jié)果。（2）．種群數(shù)量的下降當(dāng)種群長久處于不利條件下，如遭遇人類亂捕濫殺和棲息地破壞，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的。種群的延續(xù)需要有一定的為基礎(chǔ)。．保護(hù)：對(duì)那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需要的的物種，需要采取有效的措施進(jìn)行保護(hù)。三、培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄?．實(shí)驗(yàn)原理：酵母菌是單細(xì)胞(真核、原核)生物，生長周期短，增殖速度快，可以用液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)。3．提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌？4．作出假設(shè)：培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量一開始呈“”形增長；隨著時(shí)間的推移，由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、pH的改變，酵母菌數(shù)量呈“”形增長。5．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)變量分析：自變量：；因變量：；無關(guān)變量：培養(yǎng)液的體積等。(2)怎樣對(duì)酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)？①方法：②用具：試管、等。③步驟：先將→→→讓培養(yǎng)液自行滲入→→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(tái)的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量→。6．實(shí)施計(jì)劃：首先通過顯微鏡觀察，估算出10mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量(N0)，在此之后連續(xù)觀察7天，分別記錄下這7天的數(shù)值。7．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：增長曲線的總趨勢(shì)是，原因是在開始時(shí)培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足、空間充裕、條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗、pH變化、有害產(chǎn)物積累等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。請(qǐng)畫出酵母菌增長曲線圖：【探究案】探討點(diǎn)一、種群“S”形增長曲線分析1．特殊點(diǎn)、曲線段分析(1)AB段：，種群數(shù)量增加。(2)B點(diǎn)(K/2)：出生率與死亡率差值，種群增長速率。(3)BC段：出生率仍死亡率，但差值在減小，種群增長速率。(4)C點(diǎn)(K值)：出生率死亡率，種群增長速率為，種群數(shù)量達(dá)到，趨于穩(wěn)定。2．同種生物的K值是固定不變的嗎？哪些因素會(huì)影響動(dòng)物種群的環(huán)境容納量？3．下圖體現(xiàn)了種群“J”形和“S”形增長曲線之間的關(guān)系，二者之間的陰影部分代表什么？探討點(diǎn)二種群的“S”形增長中λ、增長率和增長速率的分析1.已知種群增長率＝eq\f(一定時(shí)間內(nèi)增長的數(shù)量,初始數(shù)量)。請(qǐng)?jiān)谙聢D中繪出“S”形增長的增長率曲線。2．已知種群增長速率＝eq\f(一定時(shí)間內(nèi)增長的數(shù)量,時(shí)間)，也可用種群數(shù)量變化曲線的斜率來表示；據(jù)此推測(cè)“S”形增長的增長速率的變化趨勢(shì)，并在下圖中繪出其變化曲線。探討點(diǎn)三環(huán)境容納量與現(xiàn)實(shí)生活1．你認(rèn)為當(dāng)今人口是否已達(dá)到K值？科技進(jìn)步是否能夠提高地球?qū)θ祟惖沫h(huán)境容納量？有什么證據(jù)可以支持你的觀點(diǎn)？2．假如大熊貓的棲息地遭到破壞，其K值會(huì)受到什么影響？有哪些措施可以保護(hù)大熊貓？3．從環(huán)境容納量的角度思考，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？探討點(diǎn)四、酵母菌的計(jì)數(shù)1．從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，需將試管輕輕振蕩幾次，試分析其原因。若一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，采取的措施是什么？3．對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計(jì)數(shù)？4．探究本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？5．若使用的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個(gè)計(jì)數(shù)室分為25個(gè)中方格，每個(gè)中方格又分為16個(gè)小方格，將樣液稀釋100倍后計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)室四個(gè)角及中央共5個(gè)中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個(gè)，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為20×(25÷5)×100×10000＝1×108個(gè)/mL?！菊n堂檢測(cè)案】判斷正誤()(1)“J”形曲線是發(fā)生在自然界中最為普遍的種群增長模式()(2)種群數(shù)量達(dá)到K值以后，種群受食物、空間等因素的限制，增長速率為零，種群數(shù)量不再發(fā)生變化()(3)對(duì)于“S”形增長曲線，同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響()(4)環(huán)境容納量即為種群數(shù)量最大值()3．下圖為種群數(shù)量增長曲線，不考慮遷入和遷出，下列有關(guān)敘述不正確的是A．種群的數(shù)量變化除了“J”形和“S”形增長，還有穩(wěn)定、波動(dòng)和下降等B．bc段種群增長速率逐漸下降，是因?yàn)槌錾市∮谒劳雎蔆．自然狀態(tài)下種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群的增長速率接近于0D．當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，種群的K值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化()4．科學(xué)家對(duì)某荒原上的子午沙鼠種群數(shù)量進(jìn)行連續(xù)多年的調(diào)查，獲得如圖所示信息。下列敘述正確的是A．第5年的子午沙鼠種群屬于衰退型B．第10年和第20年的子午沙鼠種群數(shù)量相同C．第1～5年，子午沙鼠種群增長模型呈“S”形D．第15～20年，子午沙鼠種群數(shù)量一直減少核心歸納1．K值并不是種群數(shù)量的最大值K值是環(huán)境容納量，即在保證環(huán)境不被破壞前提下所能維持的種群最大數(shù)量；在環(huán)境不遭到破壞的情況下，種群數(shù)量會(huì)在K值附近上下波動(dòng)；種群所達(dá)到的最大值有時(shí)會(huì)超過K值，但這個(gè)值存在的時(shí)間很短，因?yàn)榄h(huán)境已遭到破壞。2．種群“J”形增長和“S”形增長的比較項(xiàng)目“J”形增長“S”形增長前提條件理想狀態(tài)：①食物和空間條件充裕；②氣候適宜；③沒有天敵和其他競爭物種自然狀態(tài)：①資源和空間有限；②種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競爭加劇增長模型種群增長率曲線種群增長速率曲線特點(diǎn)種群數(shù)量以恒定倍數(shù)連續(xù)增長，Nt＝N0λt種群數(shù)量增長經(jīng)歷慢→快→慢，最終達(dá)到K值后基本保持穩(wěn)定有無K值無有二者聯(lián)系本節(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建高二生物導(dǎo)學(xué)案第一章第2節(jié)種群數(shù)量的變化02答案班級(jí)姓名[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.舉例說明種群的“S”形增長、波動(dòng)等數(shù)量變化情況。2.闡明環(huán)境容納量原理在實(shí)踐中的應(yīng)用。3.利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行微生物的計(jì)數(shù)。4.探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。[素養(yǎng)要求]1.生命觀念：自然界中的種群呈“S”形增長，揭示了種群數(shù)量在有限條件下通過種內(nèi)調(diào)節(jié)維持相對(duì)穩(wěn)定的機(jī)制，體現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)與平衡觀。2.科學(xué)思維：建立和運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，即用數(shù)學(xué)模型來表征、解釋和預(yù)測(cè)種群的數(shù)量變化。3.社會(huì)責(zé)任：關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)種群數(shù)量變化的影響。4.科學(xué)探究：需要學(xué)生討論確定顯微鏡下酵母菌計(jì)數(shù)的方法等問題，所用抽樣檢測(cè)法與樣方法有相通之處，可以看作宏觀調(diào)查方法在微觀領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和進(jìn)行統(tǒng)計(jì)思維方法的訓(xùn)練?！绢A(yù)習(xí)案】2.種群的“S”形增長（1）．含義：種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。這種類型的種群增長稱為“S”形增長。如下圖：（2）．形成原因在自然界，當(dāng)一種生物遷入一個(gè)條件適宜的新分布地時(shí)，初始階段一般會(huì)出現(xiàn)較快增長，但是，_________總是有限的。當(dāng)種群密度增大時(shí)，______就會(huì)加劇，這就會(huì)使種群的出生率降低，死亡率____。當(dāng)死亡率升高至與出生率____時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。(3)環(huán)境容納量：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量，又稱K值。(4)應(yīng)用①野生大熊貓數(shù)量銳減的原因：棲息地遭到破壞，食物減少和活動(dòng)范圍縮小，K值變小。②應(yīng)對(duì)措施：建立自然保護(hù)區(qū)，改善棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。3．種群數(shù)量的波動(dòng)（1）．種群數(shù)量的波動(dòng)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(duì)穩(wěn)定。但對(duì)于大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在波動(dòng)中。處于波動(dòng)狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。___、____、赤潮等，就是種群數(shù)量爆發(fā)增長的結(jié)果。（2）．種群數(shù)量的下降當(dāng)種群長久處于不利條件下，如遭遇人類亂捕濫殺和棲息地破壞，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的____。種群的延續(xù)需要有一定的______為基礎(chǔ)。．保護(hù)：對(duì)那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需要的_________的物種，需要采取有效的措施進(jìn)行保護(hù)。三、培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄颗囵B(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化并總結(jié)影響種群數(shù)量變化的因素。2．實(shí)驗(yàn)原理：酵母菌是單細(xì)胞真核生物，生長周期短，增殖速度快，可以用液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)。3．提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？4．作出假設(shè)：培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量一開始呈“J”形增長；隨著時(shí)間的推移，由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、pH的改變，酵母菌數(shù)量呈“S”形增長。5．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)變量分析：自變量：時(shí)間；因變量：酵母菌數(shù)量；無關(guān)變量：培養(yǎng)液的體積等。(2)怎樣對(duì)酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)？①方法：抽樣檢測(cè)法。②用具：試管、滴管、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板、顯微鏡等。③步驟：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→用濾紙吸去多余的培養(yǎng)液→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(tái)的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量→估算試管中酵母菌的總數(shù)。6．實(shí)施計(jì)劃：首先通過顯微鏡觀察，估算出10mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量(N0)，在此之后連續(xù)觀察7天，分別記錄下這7天的數(shù)值。7．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：增長曲線的總趨勢(shì)是先增加再降低，原因是在開始時(shí)培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足、空間充裕、條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗、pH變化、有害產(chǎn)物積累等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。請(qǐng)畫出酵母菌增長曲線圖：【探究案】探討點(diǎn)一、種群“S”形增長曲線分析1．特殊點(diǎn)、曲線段分析(1)AB段：出生率大于死亡率，種群數(shù)量增加。(2)B點(diǎn)(K/2)：出生率與死亡率差值最大，種群增長速率最大。(3)BC段：出生率仍大于死亡率，但差值在減小，種群增長速率下降。(4)C點(diǎn)(K值)：出生率等于死亡率，種群增長速率為0，種群數(shù)量達(dá)到最大，趨于穩(wěn)定。2．同種生物的K值是固定不變的嗎？哪些因素會(huì)影響動(dòng)物種群的環(huán)境容納量？提示同種生物的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境因素的影響。生物自身的遺傳特性和食物、棲息場(chǎng)所、天敵及其他生存條件均會(huì)影響動(dòng)物的環(huán)境容納量。3．下圖體現(xiàn)了種群“J”形和“S”形增長曲線之間的關(guān)系，二者之間的陰影部分代表什么？提示環(huán)境阻力(按自然選擇學(xué)說，它就是在生存斗爭中被淘汰的個(gè)體數(shù)量)。探討點(diǎn)二、種群的“S”形增長中λ、增長率和增長速率的分析1.已知種群增長率＝eq\f(一定時(shí)間內(nèi)增長的數(shù)量,初始數(shù)量)。請(qǐng)?jiān)谙聢D中繪出“S”形增長的增長率曲線。提示如圖所示2．已知種群增長速率＝eq\f(一定時(shí)間內(nèi)增長的數(shù)量,時(shí)間)，也可用種群數(shù)量變化曲線的斜率來表示；據(jù)此推測(cè)“S”形增長的增長速率的變化趨勢(shì)，并在下圖中繪出其變化曲線。提示先增大，后減小。如圖所示探討點(diǎn)三、環(huán)境容納量與現(xiàn)實(shí)生活1．你認(rèn)為當(dāng)今人口是否已達(dá)到K值？科技進(jìn)步是否能夠提高地球?qū)θ祟惖沫h(huán)境容納量？有什么證據(jù)可以支持你的觀點(diǎn)？提示資源危機(jī)和能源緊缺說明人口已經(jīng)接近或達(dá)到環(huán)境容納量。隨著科技進(jìn)步，農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高，人類開發(fā)、利用和保護(hù)資源能力不斷加強(qiáng)，因而可以提高地球?qū)θ说沫h(huán)境容納量。2．假如大熊貓的棲息地遭到破壞，其K值會(huì)受到什么影響？有哪些措施可以保護(hù)大熊貓？提示K值會(huì)減??；建立自然保護(hù)區(qū)，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高其K值，建立大熊貓繁育研究基地及大熊貓研究中心；立法保護(hù)等。3．從環(huán)境容納量的角度思考，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？提示采取適當(dāng)措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如密封糧食、硬化地面、引入天敵、搞好環(huán)境衛(wèi)生等。探討點(diǎn)四、酵母菌的計(jì)數(shù)1．從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，需將試管輕輕振蕩幾次，試分析其原因。提示使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。2．若一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，采取的措施是什么？提示當(dāng)小格中的酵母菌過多時(shí)，可以增大稀釋倍數(shù)然后再計(jì)數(shù)，即計(jì)數(shù)前應(yīng)搖勻→取樣→稀釋→計(jì)數(shù)。3．對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計(jì)數(shù)？提示對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其夾角(一般是左上邊界及其夾角)的酵母菌。4．探究本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？提示酵母菌在不同時(shí)間內(nèi)的數(shù)量可以相互對(duì)照，不需另設(shè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，但需要做分組重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲取平均值，以保證計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。5．若使用的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個(gè)計(jì)數(shù)室分為25個(gè)中方格，每個(gè)中方格又分為16個(gè)小方格，將樣液稀釋100倍后計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)室四個(gè)角及中央共5個(gè)中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個(gè)，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為20×(25÷5)×100×10_000＝1×108個(gè)/mL?！菊n堂檢測(cè)案】判斷正誤(1)“J”形曲線是發(fā)生在自然界中最為普遍的種群增長模式()(2)種群數(shù)量達(dá)到K值以后，種群受食物、空間等因素的限制，增長速率為零，種群數(shù)量不再發(fā)生變化()(3)對(duì)于“S”形增長曲線，同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響()(4)環(huán)境容納量即為種群數(shù)量最大值()答案(1)×(2)×(3)√(4)×3．下圖為種群數(shù)量增長曲線，不考慮遷入和遷出，下列