人教版高中生物必修三教学案：4.2种群数量的变化

第2节 种群的数量变化
班级 姓名 小组________第____号
【学习目标】1 能说明构建种群增长模型的方法，尝试构建种群增长的数学模型。
2 能用数学模型解释种群数量的变化，了解“S”型和“J”型曲线所代表生物学意义。
3 关注人类活动对种群数量变化的影响。
【重点难点】重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。?
难点：建构种群增长的数学模型。
【学情分析】?需要在教师的引导下循序渐进的将种群数量变化的生物学问题归结成数学问题，进而应用建模成果去解决身边的环境问题
自主学习内容
一 回顾旧知
基础知识感知：
（一）构建种群增长模型的方法——数学模型
1.数学模型的概念：用来描述一个系统或它的性质的 。
2.方法步骤：提出问题→作出合理假设→用 表达→检验和修正。
3.表达形式：（1）数学方程式：优点是科学、准确。
（2）曲线图：优点是 。
（二）种群增长的“J”型曲线
1.含义： 条件下的种群，以 为横坐标， 为纵坐标画出的曲线图，大致呈“J”型。
2.数学模型
（1）模型假设：a.条件： 和 条件充裕、气候适宜、没有天敌等。
b.数量变化：种群的数量每年以 增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
（2）建立模型：t年后种群数量表达式为Nt=N0λt。
（三）种群增长的“S”型曲线
1.含义：在 的条件下，种群经过一定时间的增长后，数量趋于__________的增长曲线，呈“S”型。
2.产生条件：自然资源和空间 ；种群密度增大—→种内斗争加剧；天敌增加—→
出生率 ，死亡率 —→死亡率 = 出生率，种群增长__________或达到平衡（稳定）
3.环境容纳量：
在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能 ，又称“K值”。
（四）种群数量的波动和下降
1.影响因素： 、 、 、传染病等自然因素及人类活动等人为因素。
2.数量变动：
大多数种群的数量总是在 中，在不利条件下，种群数量还会急剧__________甚至__________。
3.研究意义：对有害动物的__________、野生生物资源的__________和__________以及对濒危动物种群的__________和__________。____________________
（五）探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”
原理：酵母菌可以用 来培养，如_______________或______________。
探究问题
1. 比较种群增长的“J”型曲线和“S”型增长曲线。
项 目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
环境资源 （食物、空间充裕，气候适宜，没有敌害等）
环境资源
种群数量变化规律（计算公式）
数量 ，
达到环境条件允许的最大值后
，保持相对稳定状态。
种群增长率
K值的有无
2.在坐标图上画出“J”型曲线和“S”型增长曲线对应的种群增长率随着种群数量的变化曲线。
思考：（1）同一个种群的K值是否会保持不变？当种群数量小于、等于、大于K/2，或等于K时，种群增长率如何变化？
（2）就“S”型曲线而言，在渔业生产过程中，当种群数量保持在上述哪一阶段时，既能持续获得较高的捕鱼量，又不会影响鱼类资源的再生（可持续发展）？
（1）

。
（2）

。
3.在对酵母菌种群进行培养的过程中，
（1）酵母菌种群的增长情况与培养液的 、 、__________、__________等因素有关。
（2）在理想环境中，酵母菌种群的增长呈“ ”型曲线；在__________环境下，其增长呈“______”型曲线。
（3）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
。
（4）如果计数时一个方格内的酵母菌过多，难以数清，应采取怎样的措施？
。
基础知识拓展与迁移：
例1 在营养和生存空间没有限制的情况下，某细菌每20 min就通过分裂繁殖一代，经过72 h后，由一个细菌分裂产生的细菌量是 。
解析 根据Nt=N0·λt,λ=2，t为繁殖的次数，每20 min繁殖一代，
72 h共繁殖（72×60）/20 =216次。
变式训练1：若某种群有成鼠a只（亲代），每头雌鼠一生产仔16只，各代雌雄性别比例均为1∶1。子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖力均相等，从理论上计算，第n代的子代数为（　　）只。
A.a×8n－1 B.a×8n+1　　　C.a×8n 　D.a×8n－2
例2 如右图为种群数量增长曲线，有关叙述不正确的是（ ）
A.改善空间和资源条件有望使K值提高
B.BC段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率
C.C点时种群增长速率为零，出生率等于死亡率
D.比较曲线Y与曲线X表明自然状态下种群无法超出理想状态下的最大增长速率
解析 BC段增长速率渐小，但出生率仍大于死亡率；改善空间等条件可提高环境最大容量（K值）；B到C的变化过程中，种群个体数增加，天敌捕食成功率增加，X是理想状态下的种群数量变化规律，Y与X的差别为自然选择的结果。答案 B
变式训练2：在一普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下图所示。在以下有关坐标图中，不正确的是 （ ）
变式训练3：下图表示处于平衡状态的某生物种群因某些外界环境变化导致种群中生物个体数量改变时的两种情形，下列有关产生这些变化的原因的分析中，正确的是（ ）
（1）若图甲所示为某发酵罐中菌种数量，则 a点后的变化原因可能是增加营养供应；
（2）图乙曲线可用于指导海洋捕捞。
A.只有（1）说法正确 B.只有（2）说法正确
C.两种说法均正确 D.两种说法均不正确
请及时记录自主学习过程中的疑难：
小组讨论问题预设:基础知识错误率高的+探究问题一、二、三
提问展示预设：口头提问回顾旧知+基础知识错误率高的
边板展示探究点一、二
课堂训练问题预设：
1. 下图中表示“在良好的生长环境下，小球藻分裂繁殖中的细胞数量”、“鸡产蛋数量（每天产一枚）”和“竹子自然生长的高度”这三种现象与时间的关系依次是（ ）
A．乙、甲、丁 B．甲、丙、乙
C．丙、甲、乙 D．丁、乙、丙
2.如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A. 在t0～t2时间内，种群数量呈“J”型增长
B. 若在t2时种群的数量为N，则在t1时种群的数量为N/2
C. 捕获该鱼的最佳时期为t2时
D. 在t1～t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势
3．下图示一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，据图回答（1）~（4）题。
（1）图中表示种群数量最大的一点是 。
（2）图中表示种群增长速度最快的点是 。
（3）此动物种群增长的曲线呈 型
（4）种群数量达到环境条件所允许的最大值的点是 ，既要获得最大的捕获量，又要使动物资源的更新不受破坏，应该使该动物种群的数量保持在 点上。
整理内化
1.课堂小结

2.本节课学习过程中的问题和疑难