第1章 第2节 种群数量的变化（word教参）-【优化指导】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019）

第2节　种群数量的变化 课程内容标准 核心素养对接 尝试建立数学模型解释种群的数量变动。 1.运用数学模型表示种群数量变化的规律。(生命观念、科学思维) 2．探究培养液中某种酵母种群数量的动态变化。(科学探究) [对应学生用书P7] 1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 2．构建步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。 3．表达形式 (1)数学公式； (2)曲线图 4．建立数学模型的目的 描述、解释和预测种群数量的变化。 1．含义：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。如下图： 2．模型假设 3．数学模型：Nt＝N0λt。 4. 1．含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。这种类型的种群增长称为“S”形增长。如下图： 2．形成原因 在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，这就会使种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 3．环境容纳量 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。 4．应用 建立自然保护区，从而提高环境容纳量。 1．种群数量的波动 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。蝗灾、鼠灾、赤潮等，就是种群数量爆发增长的结果。 2．种群数量的下降 当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。 3．保护 对那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。 1．实验原理 (1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。 (3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。 2．实验流程 1．判正误 (1)“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(×) (2)对于“S”形曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关 (×) (3)种群数量达到K值后不再发生变化(×) (4)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”形增长(√) (5)培养液中酵母菌种群数量的变化实验过程中需要无氧环境(×) 2．微思考 (1)与数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？ 提示　虽然直观，但不够精确。 (2)同一种群的K值是不是固定不变的？ 提示　不是的，若环境遭到破坏，K值会下降。 [对应学生用书P9] 任务驱动一　种群的数量变化分析 1．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(t个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，m小时后，理论上该种群的个体总数是多少？ 提示　t·23m。 2．如图所示是某种群在不同生态环境中的增长曲线，据图思考讨论： (1)曲线a表示什么类型的曲线？产生此现象的原因是什么？ 提示　曲线a表示J形曲线。种群处于一个理想的环境中，没有资源和空间的限制。 (2)曲线b表示什么类型的曲线？产生此现象的原因是什么？ 提示　曲线b表示S形曲线。该种群置于有限的自然环境中。 (3)图中阴影部分表示什么？ 提示　通过自然选择被淘汰的个体。 1．“J”形曲线和“S”形曲线的比较 项目 “J”形曲线 “S”形曲线 曲线 模型 产生 条件 ①食物、空间条件充裕；②气候适宜；③没有敌害、疾病 ①食物、空间有限；②各种生态因素综合作用 特点 种群数量以一定的倍数连续增长 种群数量达到环境容纳量K值后，将在K值上下保持相对稳定 K值 无K值 有K值 2.增长速率和增长率曲线的比较 项目 增长速率 增长率 计算方法 ×100% “J”形增长 续表 项目 增长速率 增长率 “S”形增长 3.λ与种群密度关系的模型判断 (1)λ＞1时，种群密度增大，如图中AB段(不包括B点)。 (2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点。 (3)λ＜1时，种群密度减小，如图中BD段(不包括B、D点)。 4．关于模型K值的解读 (1)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存