第1章 第2节 种群数量的变化（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019 单选版）

第2节　种群数量的变化 课时目标 1.运用稳态与平衡观，说明种群数量变化的规律。(生命观念) 2.采用模型与建模的方法，说出种群数量增长的特点。(科学思维) 3.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，说出种群数量变化的规律。(科学探究) 4.关注外来物种入侵对生态环境的影响。(社会责任) [对应学生用书P8] 一、建构种群增长模型的方法 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。 二、种群数量的变化 1.种群的“J”形增长 (1)含义：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。 (2)数学模型 ①模型假设 a.条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。 b.数量变化：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。 ②建立模型：t年后种群数量为Nt＝N0λt。 ③模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。 2.种群的“S”形增长 (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。 (2)数学模型 (3)环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。 3.种群数量的波动 (1)在自然界中，有的种群在一段时期内能维持数量的相对稳定。 (2)对于大多数生物来说，种群数量总是在波动中，在某些特定条件下可能出现种群爆发，如蝗灾、赤潮等。 (3)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被破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。 (4)种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。 三、培养液中酵母菌种群数量的变化 1.实验目的：探究培养液中酵母菌种群数量的变化，并分析影响种群数量变化的因素。 2.实验原理：酵母菌是单细胞真核生物，生长周期短，增殖速度快，可以用液体培养基来培养。 3.实验步骤 ◆名师点睛 “S”形增长的三个易错点 (1)“S”形增长曲线始终存在环境阻力，因为食物、空间等有限。 (2)种群数量达到K值后并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动。 (3)K值≠种群数量能达到的最大值。种群数量达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，可以大于K值。 ◆助学巧记 K值的应用 (1)对于珍贵的野生生物，要保护环境，减小环境阻力，增大K值。 (2)对于有害的生物，要采取相应措施，增大环境阻力，减小K值。 ◆思维启迪 在食物充足的条件下，种群数量是否一定呈“J”形增长？试分析原因。 提示：不一定。受生存空间、天敌等限制，种群数量不会持续增长。 ◆概念检测(对的画“√”，错的画“×”) 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.种群数量达到K值以后，种群受食物、空间等因素的限制，增长速率为零，种群数量不再发生变化。(　　×　　) 3.对于“S”形增长曲线，同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。(　　√　　) 4.环境容纳量即为种群数量最大值。(　　×　　) 5.当种群数量达到K值时，出生率与死亡率大致相当。(　　√　　) 6.可用抽样检测的方法监测酵母菌种群的数量。(　　√　　) [对应学生用书P9] 任务一 种群数量的变化 材料一　细菌的繁殖速率很快。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁殖一代，如下图所示。 材料二　生态学家高斯(G.F.Gause)曾经做过这样一个实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如下图所示的结果。大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。 [问题探究] 1.根据材料一探究下列问题： (1)填写下表：计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量。 时间/min 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 代数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 细菌数量/个 1 __ __ __ __ __ __ __ __ __ 答案：2　4　8　16　32　64　128　256　512 (2)第n代细菌数量的计算公式是什么？ 答案：设细菌初始数量为N0，第n 代的细菌数量Nn＝ N0×2n。 (3)以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，在下面坐标图中画出细菌种群的增长曲线。 答案： 2.根据材料二探究下列问题： (1)依据题图分析，大草履虫呈“S”形增长，原