教学设计2种群的数量变动Word文档格式.docx

1、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

2、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）实例酵母菌实验室培养。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。种群迁入适宜新环境中的最初阶段。2“S”型曲线种群数量

3、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

4、群增长的“J”型曲线【问题导思】种群在什么样的条件下呈“J”型增长？“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：NtN0t（N0为该种群的起始数量，t为时间，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）。根据值可以判断种群的动态。即当1时，种群呈“J”型增长；当1时，种群稳定；当01时，种群数量下降。3曲线及解读（1）“J”型增长曲线解读：横坐标：时间；纵坐标：个体

5、数。前提条件：环境资源无限（理想条件）。特点：无K值，持续增加。影响因素：N0（起始数量），值。（2）种群增长率曲线种群增长率。特点：保持相对稳定。增长率大小为：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

6、，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”型曲线种群增长的“S”型曲线有什么特点？“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。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

7、减小，最后变为0（即K值时），t1对应K/2值，t2对应K值。2K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。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。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值的应用资源开发与利用：种群数量达到K/2值

8、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。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

9、、温度等因素有关。2步骤（1）将10 mL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

10、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（2 mm2 mm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

11、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

12、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。【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

13、亡率【答案】C2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

14、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

15、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（

16、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

17、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】D2（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20 min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），T h后，该种群的个体总数是（）Am2TBm220 C2 Dm23T【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Nm2m23T。3“食人鱼”是一种有极强生存能力的肉食鱼类，一旦进入

18、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】A4（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（）K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值在K值时，种群的增长率最大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 BC D【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

19、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（）Aa曲线呈J型，b曲线呈S型BK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。

20、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375C在相同条件下培养变形虫，K值也是375D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，出生率如下图中，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（）Aa BbCc Dd【解析】图中曲线、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

21、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0D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）15913172125293337成虫数（只）6102871131207270302327341

22、根据表中数据分析，下列结果正确的是（）A第1325天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快B第1729天，成虫增长速率上升，死亡率下降C第2137天，成虫增长速率的下降与种群密度的改变有关D第137天，成虫数量呈“J”型增长【解析】第1325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1729天，成虫增长速率下降；第2137天，成虫增长速率的下降与种群密度的改变有关；第137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

23、实验结果判断，下列说法错误的是（）试管号培养液体积（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B4支试管内的种群同时达到K值C试管内种群的K值与试管不同D试管内的种群数量先于试管开始下降【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。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

24、。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