2022-2023學年人教版（2019）選擇性必修二 1.2 種群的數(shù)量變化（第1課時） 學案

第2節(jié)種群的數(shù)量變化（第一課時）【學習目標】1.通過嘗試建立描述、解釋和預測細菌種群數(shù)量變化的數(shù)學模型，總結(jié)建立數(shù)學模型的一般步驟。2.運用種群的“J”和“S”形增長的數(shù)學模型表征種群數(shù)量變化的規(guī)律，分析和解釋影響不同變化規(guī)律的因素，并應用于相關實踐活動中?！菊n前學習】一、建構(gòu)種群增長模型的方法1.數(shù)學模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式，主要包括數(shù)學公式模型和曲線圖模型，其中更精確的是_________模型，更直觀的是_________模型。2.建立數(shù)學模型的方法步驟：觀察研究對象，提出問題→提出合理的假設→根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)腳_____對事物的性質(zhì)進行表達→進一步檢驗或修正模型。3.實例：若N代表細菌數(shù)量，n表示第幾代，則在資源和_________沒有限制的條件下，細菌種群數(shù)量的增長不受種群密度增加的影響，其種群數(shù)量的數(shù)學公式模型是_________。二、種群的“J”形增長1.含義：_________條件下種群增長的形式，以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈_________，這種類型的種群增長稱為“J”形增長。2.條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、_________和其他競爭物種等（理想狀態(tài)）。3.數(shù)學公式模型:Nt=N0λt，N0為該種群的_________，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的_________。三、種群的“S”形增長1.含義：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于_________，增長曲線呈_________，這種類型的種群增長稱為“S”形增長。2.條件：自然界中的資源和空間總是_________（現(xiàn)實狀態(tài)）。3.建立曲線圖模型曲線圖解讀：ab段是生物對環(huán)境的適應期，種群密度增長慢的原因是_________，增長速率??；bc段是快速增長期，c點種群數(shù)量達到K/2，種群增長速率_________；cd段種群密度增加，但種群增長速率變小，原因是資源和空間總是有限的，隨種群密度增加，種內(nèi)競爭加劇，使種群的出生率降低，死亡率升高；de段種群數(shù)量維持相對穩(wěn)定，即達到環(huán)境容納量（K值），此階段出生率和死亡率_________。4.環(huán)境容納量（K值）：一定的環(huán)境條件所能維持的_________。同一種群K值的大小主要與_________有關，因此，保護瀕危動物的根本措施是______________，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量。參考答案：一、1.數(shù)學公式曲線圖2.數(shù)學形式3.生存空間Nn=2n二、1.理想“J”形2.沒有天敵3.起始數(shù)量倍數(shù)三、1.穩(wěn)定“S”形2.有限的3.個體數(shù)量少最大基本相等4.種群最大數(shù)量環(huán)境條件建立自然保護區(qū)【課上學習】任務一：教材P7問題探討：1.根據(jù)假設，計算3h內(nèi)，1個細菌在不同時間產(chǎn)生后代的數(shù)量。請在下面空白處繪制一個表格，將計算結(jié)果記錄在表格中。2.寫出第n代細菌數(shù)量的計算公式。3.72h后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？4.請大家在下面坐標紙上繪制3h內(nèi)，1個細菌繁殖的細菌數(shù)量的增長曲線。（提示：根據(jù)自己設計的表格記錄的具體數(shù)值，先補全縱坐標數(shù)值再畫圖。）任務二：觀察下面“S”形增長曲線，在下面右側(cè)空白處繪制出種群數(shù)量的增長速率隨時間變化的坐標曲線圖。任務三：1.結(jié)合“S”形種群增長曲線特點，指出野生東北豹瀕臨滅絕的關鍵原因，并提出保護野生東北豹的根本措施。2.家鼠繁殖力極強，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病，危害極大。根據(jù)家鼠特點和影響種群數(shù)量變化的各種因素，提出控制家鼠數(shù)量的思路和對應具體措施？3.以千島湖的魚類養(yǎng)殖為例，結(jié)合種群數(shù)量變化模型，分析如何合理確定生物資源的采收量？【課后練習】1.為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學進行了如下操作。其中操作正確的是()A．將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中，在適宜條件下培養(yǎng)B．探究酵母菌種群數(shù)量變化，必須設置空白對照排除無關變量對實驗的干擾C．振蕩使酵母菌在錐形瓶中分布均勻后，再用滴管吸取適量培養(yǎng)液至血細胞計數(shù)板上，然后蓋上蓋玻片D．將酵母菌培養(yǎng)液加到血球計數(shù)板計數(shù)室后，立即放到顯微鏡載物臺中央觀察、計數(shù)2.血細胞計數(shù)板是對細胞進行計數(shù)的重要工具，下列敘述正確的是()A．每塊血細胞計數(shù)板的正中央有1個計數(shù)室B．計數(shù)室的容積為1mm×1mm×0.1mmC．計數(shù)時，需要統(tǒng)計整個計數(shù)室400個小格內(nèi)的細胞數(shù)D．計數(shù)時，不應統(tǒng)計壓在小方格角上的細胞3.下圖為某地東亞飛蝗種群數(shù)量變化示意圖，下列敘述錯誤的是()A．為有效防止蝗災，應在a點之前及時控制種群密度B．a(chǎn)～b段，該種群的增長率與種群密度之間呈正相關C．c點表示蝗蟲大爆發(fā)，此時利用性引誘劑誘殺雄蟲來不及D．控制種群數(shù)量在d～e水平，有利于保護該地生物多樣性4．將相等數(shù)量的硝化細菌和大腸桿菌分別接種到濃度適宜的含銨鹽的無機鹽培養(yǎng)液中，在適宜溫度下振蕩培養(yǎng)。若用虛線表示大腸桿菌的生長趨勢，實線表示硝化細菌的生長趨勢，則下圖中能正確表示兩種菌體生長趨勢的是（）5.用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲數(shù)量的變化，結(jié)果如表所示：時間(天)15913172125293337成蟲數(shù)(只)6102871131207270302327341根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列結(jié)果正確的是()A．第13～25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是個體生長加快B．第17～29天，成蟲增長率上升，死亡率下降C．第21～37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關D．第1～37天，成蟲數(shù)量呈“J”形增長6.紅火蟻是我國南方常見的一種入侵物種，為研究紅火蟻A與土著螞蟻B(本地螞蟻)的生存和競爭機制，將紅火蟻和土著螞蟻兩個種群分別置于環(huán)境條件不同的捕蟲器1和捕蟲器2中，它們的種群數(shù)量變化分別如圖1、圖2所示，下列說法正確的是()A．在捕蟲器2中紅火蟻與土著螞蟻的種群增長曲線分別為“J”形和“S”形B．在捕蟲器2中紅火蟻種群的K值大于在捕蟲器1中，是由于捕蟲器2中環(huán)境阻力相對較小C．捕蟲器2中比捕蟲器1增加了僅供土著螞蟻單獨取食的食物或營養(yǎng)物質(zhì)D．若往捕蟲器2中放入一定量土著螞蟻的天敵，則兩種螞蟻的數(shù)量都將下降7.下圖表示甲、乙、丙三個種群的數(shù)量變化曲線。下列敘述錯誤的是()A．曲線丙可用于表示封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化規(guī)律B．假如某種群數(shù)量變化由乙變?yōu)楸?，表明該種群的環(huán)境容納量增大C．曲線乙種群數(shù)量最后在K值上下波動，種群出生率約等于死亡率D．導致曲線甲種群數(shù)量急劇下降的原因可能與人類活動有關8.下圖是某地新遷入的某種群數(shù)量增長曲線，下列相關敘述正確的是（）A．b點之后，開始出現(xiàn)環(huán)境阻力B．c點時，種群年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型C．d點之后，種群數(shù)量不可能再增加D．改變種群性別比例，可能延長到達K值的時間9.圖甲為種群數(shù)量增長的“J”型和“S”型曲線，圖乙為兩種增長方式中增長速率的變化情況。下列相關敘述正確的是()A．圖甲中b曲線對應的是“J”型增長曲線B．圖乙②中曲線的頂點與圖甲b曲線的最大值相對應C．圖甲中的陰影部分可代表環(huán)境阻力大小D．自然情況下種群一定不會出現(xiàn)圖甲中a曲線所示的增長方式10.下列有關環(huán)境容納量的敘述不正確的是（）A．在有限資源和空間的情況下，種群數(shù)量最終都會穩(wěn)定在K值B．建立自然保護區(qū)能提高環(huán)境容納量，從而提高被保護動物的數(shù)量C．使用金屬糧倉可以降低老鼠的環(huán)境容納量，從而降低其出生率D．理想條件下環(huán)境容納量無限大時，種群數(shù)量呈“J”型增長11.如圖表示種群在理想環(huán)境中和有環(huán)境阻力條件下的增長曲線，下列有關種群數(shù)量增長曲線的敘述，正確的是()A．圖甲為“J”型增長，每年增加的個體數(shù)量始終不變B．圖乙為“S”型增長，G點時增長速率達到最大值C．防治蝗災應在害蟲數(shù)量達到F點時進行D．漁業(yè)捕撈后剩余量應該在E點左右12．酵母菌是發(fā)酵工程常用的微生物，在日常生活中也有廣泛應用。某興趣小組為了研究酵母菌種群數(shù)量的變化規(guī)律，進行了相關研究實驗，圖1為實驗流程，圖2為根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)繪制的曲線圖。請據(jù)圖回答下列問題。(1)搖床又稱為自動振蕩器，培養(yǎng)時需將錐形瓶置于搖床上進行振蕩的目的是__________________________________________________________________________________________________________。(2)若本實驗中使用的是如下圖所示規(guī)格的血細胞計數(shù)板，圖3是一塊血細胞計數(shù)板正面示意圖，圖4為計數(shù)室一個大方格的示意圖，該血細胞計數(shù)板上有______個計數(shù)室，在計數(shù)時一般采用____________法進行取樣計數(shù)。若制備裝片時，先在清潔干燥的血細胞計數(shù)板的計數(shù)室上滴一滴酵母菌液，靜置5min再蓋上蓋玻片，測量的結(jié)果會________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。(3)用顯微鏡觀察時，在調(diào)焦清楚后，若發(fā)現(xiàn)只能看到血細胞計數(shù)板的橫線而看不到豎線，此時應該____________________________________________________________。(4)顯微計數(shù)時發(fā)現(xiàn)所選取的樣方中方格內(nèi)酵母菌總數(shù)為零，可能的原因有________________(多選)。A．樣液中酵母菌數(shù)量過少B．樣液稀釋的倍數(shù)過大C．樣液取自未搖勻培養(yǎng)液的上清液(5)分析圖2得知，在0～7d之間酵母菌的數(shù)量呈______增長；超過7d之后，由于________________________________________________________________等原因，酵母菌種群數(shù)量呈下降趨勢。參考答案1.A探究酵母菌種群數(shù)量變化，自變量是時間，因變量是酵母的數(shù)量，B錯誤；用血細胞計數(shù)板計數(shù)時，先蓋上蓋玻片再滴加培養(yǎng)液，C項錯誤；將酵母菌培養(yǎng)液加到血球計數(shù)板計數(shù)室后，應靜置一會讓酵母沉入計數(shù)室底部，以減小誤差，D錯誤。2.B每塊血細胞計數(shù)板有400個計數(shù)室，每個計數(shù)室的容積為0.1mm3，對于16×25的計數(shù)板而言，計四角的4個中方格共計100個小方格中的個體數(shù)量；而對于25×16的計數(shù)板而言，計四角和正中間的（共5個）中方格共計80個小方格中的個體數(shù)量；計數(shù)時邊上的計上不計下，計左不計右。3.B從東亞飛煌的種群數(shù)量變化趨勢看，O點到b點所對應的時間段，種群的增長大致呈“S”型，a點的數(shù)量大約在環(huán)境容納量的一半，此時螺蟲種群有最快的增長速率，故防治時間應在a點之前，A正確；a~b段，該種群的增長率逐漸減小至零，而種群密度在不斷增長，該種群的增長速率與種群密度之間呈負相關，B錯誤；c點表示煌蟲大爆發(fā)，此時利用性引誘劑誘殺雄蟲來不及，應在種群數(shù)量達到K/2前即開始防治，C正確；蛇蟲屬于害蟲，控制種群數(shù)量在d-e水平即維持較低的種群密度，有利于維持生物多樣性，D正確。4.C硝化細菌是自養(yǎng)生物，可以利用培養(yǎng)液中的無機鹽、水及大氣中的CO2,通過化能合成作用合成有機物以維持生命活動，由于空間、營養(yǎng)等條件是有限的，其種群數(shù)量呈“S”型增長；大腸桿菌屬于異養(yǎng)生物，必須消耗現(xiàn)成的有機物才能維持正常的生命活動，故在只含無機鹽的培養(yǎng)液中不能生存，其數(shù)量是逐漸減少的，C表示的大腸桿菌和硝化細菌的生長曲線符合實際情況。5.C第13-25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是食物充足、空間資源充裕，A錯誤；第17-29天，成蟲數(shù)量較多，由于食物減少、種內(nèi)競爭加劇，成蟲的出生率降低，死亡率升高，但出生率仍大于死亡率，種群數(shù)量增加緩慢，B錯誤；第21-37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關，因為隨著種群密度的增大，種內(nèi)競爭加劇，C正確；第1-37天，成蟲數(shù)量呈“S”型增長，D錯誤。6.B在捕蟲器2中紅火蟻與土著螞蟻的種群增長曲線，均為“S”型；從圖2中可以看出紅火蟻與土著螞蟻的種群的K值均比圖1的K值大，說明捕蟲器2中的環(huán)境阻力小于捕蟲器1；紅火蟻與土著螞蟻是競爭關系，土著螞蟻的減少不僅不會導致紅火蟻的減少，反而會使紅火蟻增多。7.A在封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量，會減少而不會出現(xiàn)波動。8．D資源和空間是有限的，種群增長過程中環(huán)境阻力一直存在，b點之前就已經(jīng)出現(xiàn)環(huán)境阻力，A項錯誤；c點時，種群年齡結(jié)構(gòu)為增長型，B項錯誤；d點之后，種群數(shù)量達到K值，并在一定的范圍內(nèi)上下波動，C項錯誤；改變種群性比率，可能會降低出生率，從而延長到達K值的時間，D項正確。9.C圖甲中a曲線是“J”型增長曲線，b曲線是“S”型增長曲線，圖乙①中增長速率一直在增加，表示的是呈“J”型增長的種群增長速率，②中增長速率先增大后減小，表示的是呈“S”型增長的種群增長速率，A項錯誤。圖乙②中曲線的頂點表示種群增長速率最大，與圖甲b曲線的K/2相對應，B項錯誤。圖甲中兩條曲線之間的陰影部分可代表環(huán)境阻力大小，C項正確。外來物種入侵后的早期，會出現(xiàn)圖甲中a曲線所示的增長方式，D項錯誤。10.A如果環(huán)境遭到破壞，種群數(shù)量將無法最終穩(wěn)定在K值，A錯誤；建立自然保護區(qū)減少人類的破壞，可以提高環(huán)境容納量，從而提高被保護動物的數(shù)量，B正確；使用金屬糧倉可以減少老鼠的食物來源，降低老鼠的環(huán)境容納量，從而降低其出生率，C正確；理想條件下環(huán)境容納量無限大時，種群數(shù)量呈“J”型增長，D正確。11.D圖甲曲線的斜率代表種群的增長速率(即單位時間內(nèi)種群個體的增加數(shù)量)，由題圖曲線特征可以看出，在不同的時間點，曲線的斜率不同，即種群的增長速率不同，A項錯誤。圖乙中G點時種群的數(shù)量不再變化，增長速率為0，B項錯誤。防治蝗災應該在D點之前進行，超過D點，蝗蟲增長速度加快，滅蟲效果差，C項錯誤。漁業(yè)捕撈應該在超過