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