教学设计2种群的数量变动Word文档格式.docx
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⇐步骤6：
抢答方式完成【正误判断】并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。
⇐步骤5：
讨论研究酵母菌种群数量变化模型试验中应注意的问题，通过【课堂互动探究】实验探究归纳总结，通过例3强化提高。
⇐步骤4：
学生学习回答种群的S型增长的调节及规律，通过【课堂互动探究】探究2总结规律，通过例2强化提高。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.简述种群数量变动的特点及其决定因素。
2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。
3.用数学模型解释种群数量的变化。
4.关注人类活动对种群数量变化的影响。
1.构建种群增长的数学模型。
（重点）
2.种群增长的“J”型和“S”曲线。
（重难点）
【课前自主导学】
（对应学生用书第57页）
知识一：
种群的数量变动
1.类型
种群增长、周期性波动、种群的衰亡和生态入侵等。
2．主要决定因素：
种群的数量变动主要取决于出生率和死亡率、迁入和迁出这两组动态过程。
3．特点：
一般来说，自然种群的数量变动不是无限制的、任意的，种群数量总是在平均值附近作上下波动。
4．调节机制：
种群总是通过反馈调节机制使种群数量保持在平均密度的上、下限范围之内。
知识二：
种群的增长曲线
1.“J”型曲线
（1）特点：
种群数量连续增长。
（2）产生条件：
理想环境（资源充足、无天敌）。
（3）实例
①酵母菌实验室培养。
②一年生昆虫、某些小型啮齿类动物在春季适宜条件下的增长。
③种群迁入适宜新环境中的最初阶段。
2．“S”型曲线
种群数量达到环境所允许的最大值后将停止增长，有时会在最大值左右保持相对稳定。
自然条件（空间、食物、温度、水分等）的制约。
思考交流：
一个种群的环境容纳量是不变的吗？
【提示】 不是不变的，在不同的环境条件下，环境容纳量是不同的。
正误判断：
1．在自然条件下，种群的数量增长与时间关系的曲线为“J”型。
（×
）
【提示】 在自然条件下种群的数量增长呈“S”型。
2．环境容纳量（K值）随环境条件的改变而发生变化。
（√）
3．在种群达到环境容纳量时，种群的出生率和死亡率相等。
4．种群数量达到环境容纳量（K）后，数量不再发生变化。
【提示】 环境条件不变时，种群数量达到K值后，会在K值上下波动。
【课堂互动探究】
（对应学生用书第58页）
探究一：
种群增长的“J”型曲线
【问题导思】
①种群在什么样的条件下呈“J”型增长？
②“J”型增长曲线有什么特点？
1．前提条件（判断依据）
若出现以下四种情况中的一个即可判断为“J”曲线：
（1）理想条件下。
（2）食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足。
（3）外来物种入侵到新的适宜环境的早期阶段。
（4）无环境阻力状况。
2．公式：
Nt＝N0·
λt（N0为该种群的起始数量，t为时间，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，Nt表示t年后该种群的数量）。
根据λ值可以判断种群的动态。
即当λ＞1时，种群呈“J”型增长；
当λ＝1时，种群稳定；
当0＜λ＜1时，种群数量下降。
3．曲线及解读
（1）“J”型增长曲线
解读：
①横坐标：
时间；
纵坐标：
个体数。
②前提条件：
环境资源无限（理想条件）。
③特点：
无K值，持续增加。
④影响因素：
N0（起始数量），λ值。
（2）种群增长率曲线
种群增长率。
②特点：
保持相对稳定。
③增长率大小为：
λ－1。
例1：
下列有关种群增长的“J”型曲线的叙述中，错误的一项是（ ）
A．某种群在理想条件下，常在一定时期内出现“J”型增长
B．某种群在自然界中，出现无限的“J”型增长
C．种群呈“J”型曲线增长的前提是环境资源是无限的
D．在理想条件下，种群的增长率不变，短期内出现“J”型增长
【审题导析】
（1）种群“J”型增长的条件是理想条件。
（2）“J”型曲线的种群增长率是不变的。
【精讲精析】 种群在理想条件下（即环境资源是无限的），常在一定时期内出现“J”型增长，且种群的增长率不变。
而在自然界中，由于环境资源是有限的，不可能出现无限的“J”型曲线增长。
【答案】 B
探究二：
种群增长的“S”型曲线
①种群增长的“S”型曲线有什么特点？
②“S”型曲线在生产上有什么应用？
1．曲线及解读
（1）“S”型增长曲线
种群数量。
环境资源有限。
开始时经过一个适应环境的停滞期后，即进入快速增长时期，种群密度增加，然后增长速率变慢，最后增量和减量相等，种群不再增长而达到最高密度的稳定期，这时种群的数量达到一个最大值。
④达到K值不再增加的原因：
资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，导致出生率下降，死亡率上升，最终达到平衡。
（2）种群增长速率曲线
种群增长速率。
先增大后减小，最后变为0（即K值时），t1对应K/2值，t2对应K值。
2．K值变动的示意图
同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
（1）在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动。
（2）环境遭受破坏，K值会下降；
当生物生存的环境改善，K值会上升。
3．相关应用
（1）K值的应用
①野生生物资源的保护：
保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。
②有害生物的防治：
增大环境阻力（如为防鼠害而封储粮食、消除生活垃圾、保护鼠的天敌等），降低K值。
③草场放牧，最大载畜量不能超过K值；
鱼的养殖也不能超过K值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致K值下降。
（2）K/2值的应用
①资源开发与利用：
种群数量达到K/2值时，种群增长速率最大，再生能力最强；
对养殖的生物进行捕捞（捕获）时，捕捞后的种群数量要维持在K/2值处，以保证持续获取高产量。
②有害生物防治：
务必及时尽早控制种群数量，严防达到K/2值处。
4．种群增长的两种曲线比较
阴影部分代表环境阻力，也可表示自然选择中被淘汰的部分。
名师点拨：
在“S”型曲线图中，有一段时期近似于“J”型曲线。
但这一段不等于“J”型曲线。
因为“J”型曲线是理想条件下的种群增长趋势，“S”型曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势。
实验探究：
通过酵母菌的培养建立种群增长模型
1．原理
（1）酵母菌可以用液体培养基（培养液）来培养。
（2）培养液中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关。
2．步骤
（1）将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。
（2）将酵母菌接种入试管中的培养液中混合均匀。
（3）将试管在28℃条件下连续培养。
（4）每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测方法。
（5）分析结果、得出结论：
将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律。
3．结果表达
（1）根据实验数据可得如图所示的增长曲线。
（2）增长曲线的总趋势是先增加再降低。
（3）影响酵母菌种群数量的因素可能有养料、温度、pH及有害代谢废物等。
4．注意事项
（1）显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。
（2）从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。
（3）每天计数酵母菌数量的时间要固定。
例3：
某生物兴趣小组开展探究实验，课题是：
“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。
实验材料：
酵母菌菌种和无菌马铃薯培养液、试管、血球计数板（2mm×
2mm方格）、滴管、显微镜等。
根据以上叙述回答下列问题：
（1）根据所学知识，该课题的实验假设是：
开始在资源和空间充裕的环境中，酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，由于____________________________________，酵母菌呈“S”型增长。
（2）本实验没有另外设置对照实验，原因是__________________________。
该实验是否需要重复实验？
________，试解释原因：
_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是________________________。
（4）试在该实验的基础上，根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测，进一步确定一个探究实验的课题：
_____________________________________。
【解析】
（1）在有限的空间培养酵母菌一定时间后，由于营养物质的消耗，有害代谢产物的积累，pH不适宜，从快速“J”型增长转为“S”型增长。
（2）随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，形成前后自身对照，所以无需设置对照实验，而要获得准确的实验数据，必须重复实验，且每次计数也要重复三次，求得平均值。
（3）如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，可增大稀释倍数后再计数。
（4）影响酵母菌种群生长的因素有营养物质、代谢废物、pH、溶氧等，可选取其中任一因素再进一步探究。
【答案】
（1）环境中资源和空间逐惭变得有限
（2）该实验在时间上形成前后自身对照 需要 为了提高实验数据的准确性 （3）增加菌种培养液的稀释倍数
（4）酵母菌的种群数量与营养物质（代谢废物或pH或溶解氧等）的变化关系
结论语句
1．种群的数量变动取决于出生率和死亡率、迁入和迁出这两组动态过程。
2．一个稳定自然种群的数量是不断变动的，但总是在平均值附近作上下波动。
3．种群在无限环境中呈“J”型增长或指数式增长。
4．当食物、空间和其他生活必需条件受限制时，种群呈“S”型增长。
Ｋ
【当堂双基达标】
（对应学生用书第60页）
1．近十年来，我国东部沿海城市人口密度急剧增长，造成这一现象的主要原因是（ ）
A．年龄结构呈增长型
B．性别比例适当
C．迁入大于迁出
D．出生率大于死亡率
【答案】 C
2．下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是（ ）
【解析】 种群在无环境阻力状况下的增长是指在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的情况下的增长。
在这样的条件下，种群会呈“J”型曲线增长，B图所示的增长便属于此种情况。
3．（2022·
武汉期末）自然界中的种群增长一般呈现出S型曲线的走势，在此增长趋势中（ ）
A．种群的增长与自身密度无关
B．达到K值时种群数量不再变化
C．种群的增长受到环境因素制约
D．同一种群的K值始终保持固定
【解析】 本题考查对种群数量增长的S型曲线的理解。
种群的数量增长受环境和自身密度的制约；
达到K值时，种群的数量在K值上下波动，不是数量不再变化；
同一种群的K值在不同的环境条件下是不同的，不是固定不变的。
4．自然界中生物种群增长曲线常表现为“S”型增长曲线。
下列有关种群“S”型增长的正确说法是（ ）
A．“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系
B．“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关
C．种群增长率在各阶段是不相同的
D．种群增长不受种群密度制约
5．如图所示为某种群在不同生态系统中的增长曲线模式图，请据图回答：
（1）如果种群生活在一个理想的环境中，种群数量是按a曲线增长，但实际上，在自然环境中________和________都是有限的。
种群达到一定数量后势必加剧________，使种群数量增长受到影响，不能按a曲线方式增长。
（2）在一定环境中，除上述影响外，种群数量还受其他环境因素的限制。
如无机环境方面主要是__________________的影响。
种群数量增长按b曲线方式增长，最多达到K点为止，此时种群增长速率为________。
（3）此外，还有直接影响种群兴衰的两对变量是该种群的________和________、________和________。
年龄结构是通过影响______________而间接对种群动态变化起作用。
【解析】 “J”型增长曲线是在食物和空间条件充足，气候适宜，没有敌害等理想条件下形成的，而在自然情况下，空间、食物都是有限的，当种群达到一定数量后，必定加剧种内斗争，种群数量不会继续增加，而是在K值附近波动，此时种群的增长曲线呈现“S”型。
出生率和死亡率、迁入和迁出是影响种群数量变化的直接因素，年龄结构可以间接地影响出生率和死亡率进而影响种群数量变化。
【答案】
（1）生活资源（食物） 空间 种内斗争
（2）阳光、温度、水分 0
（3）出生率 死亡率 迁入 迁出 出生率和死亡率
【课后知能检测】
（对应学生用书第123页）
一、选择题
1．在什么条件下种群数量才会呈指数式增长（ ）
A．当只有食物受到限制时
B．在物种适宜的环境中开始出现食物不足，但不至于影响到该物种在这里的生存
C．只是没有捕食者
D．只有在实验室内的实验条件下
【解析】 因为种群的指数式增长只有在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的条件下才有可能，而这样理想的条件只有在实验室内才能存在，D项正确。
A项不正确，因为食物有限会影响种群数量增长，在食物不能充分供应的情况下，种群不可能呈指数式增长。
B项不正确，因为在一个适宜的环境中食物已开始出现不足，这虽然并未影响到物种在这里生存，但不会使种群的数量出现指数式增长，因为指数式增长的先决条件是资源无限。
C项也不正确，因为仅仅失去捕食者的控制作用，种群仍不能实现指数式增长，限制种群数量的种种其他因素都还在起作用，如食物不足、空间狭小等。
【答案】 D
2．（2022·
常州期末）在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20min就分裂繁殖一代。
现将该细菌种群（m个个体）接种到培养基上（资源、空间无限），Th后，该种群的个体总数是（ ）
A．m·
2T B．m·
220C．2
D．m·
23T
【解析】 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，细菌每繁殖一代，增加1倍，呈“J”型曲线增长，其数学公式为N＝m·
2
＝m·
23T。
3．“食人鱼”是一种有极强生存能力的肉食鱼类，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。
假如该物种进入某内陆湖泊，下图曲线能准确表达其种群数量变化特点的是（ ）
【解析】 内陆湖泊中的资源和空间有限，所以进入该湖泊的“食人鱼”的数量增长属于“S”型增长。
【答案】 A
4．（2022·
西城高二期末）如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。
下列有关叙述正确的是（ ）
①K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值
②在K值时，种群的增长率最大
③如果不考虑迁入迁出等其他因素，在K值时出生率等于死亡率
④假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量
A．①②B．①④
C．①③D．③④
【解析】 K值是该有限环境所承载的种群数量的最大值，此时，种群的增长率为0，数量不变，出生率等于死亡率；
当种群达到K/2值时，增长速率最大；
如果是鱼的种群，K/2值时开始捕捞，可持续获得最高产量。
5．右图为某种群在不同环境下的增长曲线，据图判断下列说法中不正确的是（ ）
A．a曲线呈J型，b曲线呈S型
B．K表示环境允许的最大值
C．阴影部分可表示因环境阻力存在而被淘汰的个体
D．种群数量达到K值时种群增长最快，是树木砍伐的最佳时期
【解析】 种群数量达到K值时种群增长率为0，种群数量维持动态平衡；
当种群数量达到K/2值时，种群增长速率最大，因此，林业生产上，树木的数量超过K/2之后进行砍伐，砍伐后保持K/2，树木的增长最快。
6．生态学家高斯在mL培养液中放入5只大草履虫，在培养第5天后，大草履虫的数量基本维持在375只左右。
对此实验认识不正确的是（ ）
A．高斯实验得到的K值受到培养液量的限制
B．高斯实验得到的K值是375
C．在相同条件下培养变形虫，K值也是375
D．重复此实验，K值有可能不同
【解析】 本题难度中等，考查种群的增长曲线。
环境容纳量受环境的影响，如培养液的量、温度等；
该实验得到的草履虫最大数量为375，即此条件下的K值是375；
相同条件下培养变形虫，得到的K值应该不同；
重复此实验，不同条件下得到的K值也可能不同。
7．某种群死亡率如下图中Ⅱ，出生率如下图中Ⅰ，则在哪一时期此种群的个体总数达到其生活环境负荷量的顶点（ ）
A．aB．b
C．cD．d
【解析】 图中曲线Ⅰ、Ⅱ分别代表出生率、死亡率，当种群数量达到最大值时，出生率等于死亡率，此时种群增长率为0。
8．（2022·
海淀高二期末）关于图中种群数量变化的说法中错误的是（ ）
A．种群J型曲线只有在理想条件下才能出现
B．种群呈S型增长过程中，在达到K值之前就是J型增长
C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长率为0
D．环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化
【解析】 只有在理想的状态下，种群才呈现J型曲线；
种群呈S型增长过程中，在达到K值之前仍然是S型增长；
S型增长中种群数量达到K值时，增长率为0；
不同环境条件下种群的K值不同。
9．用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：
时间（天）
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
成虫数（只）
6
10
28
71
131
207
270
302
327
341
根据表中数据分析，下列结果正确的是（ ）
A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快
B．第17～29天，成虫增长速率上升，死亡率下降
C．第21～37天，成虫增长速率的下降与种群密度的改变有关
D．第1～37天，成虫数量呈“J”型增长
【解析】 第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是营养丰富、环境条件适宜；
第17～29天，成虫增长速率下降；
第21～37天，成虫增长速率的下降与种群密度的改变有关；
第1～37天，成虫数量呈“S”型增长，所以C项正确。
10．（2022·
济南高二期末）某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4支试管中进行培养（见下表），均获得了“S”型增长曲线。
根据实验结果判断，下列说法错误的是（ ）
试管号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
培养液体积（mL）
起始酵母菌数（103个）
支试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长
B．4支试管内的种群同时达到K值
C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降
【解析】 当种群刚迁入一个新环境的时候，若环境适宜种群生存，由于这时种群数量不多，环境中的食物、空间等适宜，没有环境阻力，因此种群初始阶段都经历了“J”型增长。
然后环境阻力慢慢增大，种群开始呈“S”型增长，K值指的是环境容纳量，到达K值的时间是由环境阻力的大小决定的，因此B项中4支试管内的种群达到K值的时间不同。
Ⅳ号试管内的环境阻力最大，因此最先达到K值并有有毒物质的积累，最先开始下降。
二、非选择题
11．下图表示不同种群在不同环境中的增长曲线，据图回答下列问题：
（1）图中曲线表示种内斗争最激烈的是______段，t3后种群数量不能无限增长的原因是____________________________，同一种群的K值是固定不变的吗？
请判断并说明：
________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________。
（2）若此图表示池塘中某鱼类种群的增长曲线，希望长期获得较高的鱼产量，每次捕捞后该种鱼的数量需保持在______点左右，原因是_________________。
（3）若此图表示某地老鼠种群数量变化，如果灭鼠时只采用杀死的办法，采取措施后老鼠的数量会很快恢复到原有的数量。
请你依图提出更有效的控制鼠害的方案：
____________________________________________________________。
【解析】
（1）在cd段，种群数量达到最大值，个体间争夺食物、空间等生存条件，种内斗争最激烈。
在此段（从t3开始）由于食物、生存空间等是有限的，故种群数量不能
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