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班級姓名[學(xué)習(xí)目標]1.舉例說明種群的“S”形增長、波動等數(shù)量變化情況。2.闡明環(huán)境容納量原理在實踐中的應(yīng)用。3.利用血細胞計數(shù)板進行微生物的計數(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)維持相對穩(wěn)定的機制，體現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)與平衡觀。2.科學(xué)思維：建立和運用數(shù)學(xué)模型，即用數(shù)學(xué)模型來表征、解釋和預(yù)測種群的數(shù)量變化。3.社會責(zé)任：關(guān)注人類活動對種群數(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數(shù)的方法等問題，所用抽樣檢測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)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和進行統(tǒng)計思維方法的訓(xùn)練?！绢A(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，當一種生物遷入一個條件適宜的新分布地時，初始階段一般會出現(xiàn)較快增長，但是，_________總是有限的。當種群密度增大時，______就會加劇，這就會使種群的，死亡率____。當死亡率升高至與出生率時，種群的，有時會穩(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，減少和活動范圍縮小，變小。②應(yīng)對措施：，改善棲息環(huán)境，提高。3．種群數(shù)量的波動（1）．種群數(shù)量的波動在自然界，有的種群能夠在一段時期內(nèi)維持數(shù)量的相對穩(wěn)定。但對于大多數(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：對那些已經(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行保護。三、培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1．實驗?zāi)康模禾骄?．實驗原理：酵母菌是單細胞(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．實驗設(shè)計(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)怎樣對酵母菌進行計數(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數(shù)室底部→將計數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量→。6．實施計劃：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．實驗結(jié)果：增長曲線的總趨勢是，原因是在開始時培養(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。請畫出酵母菌增長曲線圖：【探究案】探討點一、種群“S”形增長曲線分析1．特殊點、曲線段分析(1)AB段：，種群數(shù)量增加。(2)B點(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(K值)：出生率死亡率，種群增長速率為，種群數(shù)量達到，趨于穩(wěn)定。2．同種生物的K值是固定不變的嗎？哪些因素會影響動物種群的環(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(一定時間內(nèi)增長的數(shù)量,初始數(shù)量)。請在下圖中繪出“S”形增長的增長率曲線。2．已知種群增長速率＝eq\f(一定時間內(nèi)增長的數(shù)量,時間)，也可用種群數(shù)量變化曲線的斜率來表示；據(jù)此推測“S”形增長的增長速率的變化趨勢，并在下圖中繪出其變化曲線。探討點三環(huán)境容納量與現(xiàn)實生活1．你認為當今人口是否已達到K值？科技進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？2．假如大熊貓的棲息地遭到破壞，其K值會受到什么影響？有哪些措施可以保護大熊貓？3．從環(huán)境容納量的角度思考，對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當采取什么措施？探討點四、酵母菌的計數(shù)1．從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，需將試管輕輕振蕩幾次，試分析其原因。若一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，采取的措施是什么？3．對于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計數(shù)？4．探究本實驗需要設(shè)置對照實驗嗎？需要做重復(fù)實驗嗎？5．若使用的血細胞計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個計數(shù)室分為25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數(shù)，發(fā)現(xiàn)計數(shù)室四個角及中央共5個中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為20×(25÷5)×100×10000＝1×108個/mL?！菊n堂檢測案】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)對于“S”形增長曲線，同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(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、波動和下降等B．bc段種群增長速率逐漸下降，是因為出生率小于死亡率C．自然狀態(tài)下種群數(shù)量達到K值時，種群的增長速率接近于0D．當環(huán)境條件發(fā)生變化時，種群的K值也會發(fā)生相應(yīng)的變化()4．科學(xué)家對某荒原上的子午沙鼠種群數(shù)量進行連續(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)量會在K值附近上下波動；種群所達到的最大值有時會超過K值，但這個值存在的時間很短，因為環(huán)境已遭到破壞。2．種群“J”形增長和“S”形增長的比較項目“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，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答案班級姓名[學(xué)習(xí)目標]1.舉例說明種群的“S”形增長、波動等數(shù)量變化情況。2.闡明環(huán)境容納量原理在實踐中的應(yīng)用。3.利用血細胞計數(shù)板進行微生物的計數(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)維持相對穩(wěn)定的機制，體現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)與平衡觀。2.科學(xué)思維：建立和運用數(shù)學(xué)模型，即用數(shù)學(xué)模型來表征、解釋和預(yù)測種群的數(shù)量變化。3.社會責(zé)任：關(guān)注人類活動對種群數(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數(shù)的方法等問題，所用抽樣檢測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)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和進行統(tǒng)計思維方法的訓(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，當一種生物遷入一個條件適宜的新分布地時，初始階段一般會出現(xiàn)較快增長，但是，_________總是有限的。當種群密度增大時，______就會加劇，這就會使種群的出生率降低，死亡率____。當死亡率升高至與出生率____時，種群的增長就會停止，有時會穩(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，食物減少和活動范圍縮小，K值變小。②應(yīng)對措施：建立自然保護區(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（1）．種群數(shù)量的波動在自然界，有的種群能夠在一段時期內(nèi)維持數(shù)量的相對穩(wěn)定。但對于大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在波動中。處于波動狀態(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：對那些已經(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行保護。三、培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1．實驗?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．實驗原理：酵母菌是單細胞真核生物，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．實驗設(shè)計(1)變量分析：自變量：時間；因變量：酵母菌數(shù)量；無關(guān)變量：培養(yǎng)液的體積等。(2)怎樣對酵母菌進行計數(shù)？①方法：抽樣檢測法。②用具：試管、滴管、血細胞計數(shù)板、顯微鏡等。③步驟：先將蓋玻片放在血細胞計數(shù)板的計數(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數(shù)室底部→將計數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量→估算試管中酵母菌的總數(shù)。6．實施計劃：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．實驗結(jié)果：實驗結(jié)果：增長曲線的總趨勢是先增加再降低，原因是在開始時培養(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。請畫出酵母菌增長曲線圖：【探究案】探討點一、種群“S”形增長曲線分析1．特殊點、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(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(K值)：出生率等于死亡率，種群增長速率為0，種群數(shù)量達到最大，趨于穩(wěn)定。2．同種生物的K值是固定不變的嗎？哪些因素會影響動物種群的環(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、棲息場所、天敵及其他生存條件均會影響動物的環(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體數(shù)量)。探討點二、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(一定時間內(nèi)增長的數(shù)量,初始數(shù)量)。請在下圖中繪出“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(一定時間內(nèi)增長的數(shù)量,時間)，也可用種群數(shù)量變化曲線的斜率來表示；據(jù)此推測“S”形增長的增長速率的變化趨勢，并在下圖中繪出其變化曲線。提示先增大，后減小。如圖所示探討點三、環(huán)境容納量與現(xiàn)實生活1．你認為當今人口是否已達到K值？科技進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？提示資源危機和能源緊缺說明人口已經(jīng)接近或達到環(huán)境容納量。隨著科技進步，農(nóng)作物產(chǎn)量不斷提高，人類開發(fā)、利用和保護資源能力不斷加強，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值會受到什么影響？有哪些措施可以保護大熊貓？提示K值會減小；建立自然保護區(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；立法保護等。3．從環(huán)境容納量的角度思考，對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當采取什么措施？提示采取適當措施降低有害動物種群的環(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。探討點四、酵母菌的計數(shù)1．從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(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？提示當小格中的酵母菌過多時，可以增大稀釋倍數(shù)然后再計數(shù)，即計數(shù)前應(yīng)搖勻→取樣→稀釋→計數(shù)。3．對于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計數(shù)？提示對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計數(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．探究本實驗需要設(shè)置對照實驗嗎？需要做重復(fù)實驗嗎？提示酵母菌在不同時間內(nèi)的數(shù)量可以相互對照，不需另設(shè)對照實驗，但需要做分組重復(fù)實驗獲取平均值，以保證計數(shù)的準確性。5．若使用的血細胞計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個計數(shù)室分為25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數(shù)，發(fā)現(xiàn)計數(shù)室四個角及中央共5個中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為20×(25÷5)×100×10_000＝1×108個/mL?！菊n堂檢測案】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)對于“S”形增長曲線，同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(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