第1章 第2节 种群数量的变化（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】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）

第2节　种群数量的变化 [课标要求]1.尝试建立数学模型解释种群的数量变动。　2.讨论不同条件下种群增长的类型。　3.探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化。 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．建立数学模型 3．数学模型类型及特点 除数学公式外，曲线图也是数学模型的另一种表现形式，对于反映种群数量的增长趋势，两种模型中更精确的是数学公式，更直观的是曲线图。 种群数量的“J”形与“S”形增长 1．种群的“J”形增长 (1)含义 理想条件下的种群，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，大致呈“J”形。 (2)数学模型 ①模型假设 ②建立模型：t年后种群数量为Nt＝N0λt。 ③各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间(年)，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)条件：自然界中的资源和空间总是有限的。 (2)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。 (3)形成原因 →→→ (4)K值：又称环境容纳量，即一定的环境条件所能维持的种群最大数量。 (5)应用：(以野生大熊猫种群为例)建立自然保护区，改善其栖息环境，从而提高其环境容纳量是保护大熊猫的根本措施。 种群数量的波动 1．种群数量的波动 在自然界，大多数种群的数量总是在波动中。处于此类状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发，如蝗灾、鼠灾、赤潮等。 2．种群数量的下降或消亡 (1)当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。 (2)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原因而衰退、消亡。 (3)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。 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1．实验原理 酵母菌是单细胞生物，生长周期短，增殖速度快，可以用液体培养基培养酵母菌。 2．提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ 3．酵母菌计数 (1)计数方法：抽样检测法。 (2)计数操作 先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上→用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入→待酵母菌全部沉降到计数室底部时，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为依据，估算试管中的酵母菌总数。 4．实施计划：首先通过显微镜观察，估算出10 mL培养液中酵母菌的初始数量(N0)，在此之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。 5．实验结果：酵母菌增长曲线图(如图1)及酵母菌增长速率曲线图(如图2)如下： 增长曲线的总趋势是先增加再降低，原因是在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、pH变化、有害产物积累等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 1．基础判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)数学公式、曲线图模型均属于数学模型。(√) (2)自然界中大多数种群数量增长呈“J”形。(×) (3)不同种生物的K值各不相同，但每种生物的K值固定不变。(×) (4)影响种群数量变化的因素可能来自外部，也可能来自种群内部。(√) (5)应先向计数室滴加样液，再盖盖玻片。(×) 2．教材习题改编小练(教材P12“概念检测”改编) 下列与种群数量变化相关的叙述，正确的是(　　) A．种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物 B．由于环境容纳量是有限的，种群增长到一定程度必然会保持稳定 C．将某种生物引入一个新环境中，在一定时期内该生物种群就会出现“J”形增长 D．生活于同一区域的不同种群，其环境容纳量可能不同 答案　D 解析　种群的“S”形增长，可适用于多种生物，A项错误；种群增长到一定程度，既可能在一段时间内维持数量相对稳定，也可能处于波动中，甚至种群数量会出现下降甚至消亡，B项错误；引入一个新环境中的生物未必会出现“J”形增长，也可能会因不适应环境而出现数量下降或消亡，C项错误。 1．(教材P7“问题探讨”)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。思考并回答下列问题： (1)假设只统计一个细菌增殖数量，请依次填出表中的空白处数据。 分裂时间/min 0 20 40 60 80 100 120 … 分裂次数 0 __ __ __ __ __ __ … 细菌数量/个 __ __ __ __ __ __ __ … (2)请将上述数据转化成曲线模型(以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标)，该模型应符合种群增长的________形。 (3)在一个培养瓶中，细