/1.2種群的數(shù)量變化（第1課時(shí)）（導(dǎo)學(xué)案）1.通過(guò)探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化等活動(dòng)，嘗試建立數(shù)學(xué)模型表征和解釋種群的數(shù)量變化。2.舉例說(shuō)明種群的“J”形增長(zhǎng)、“S”形增長(zhǎng)、波動(dòng)等數(shù)量變化情況。3.闡明環(huán)境容納量原理在實(shí)踐中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法、種群的“J”形增長(zhǎng)和“S”形增長(zhǎng)學(xué)習(xí)難點(diǎn)：建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1.數(shù)學(xué)模型:用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟:觀(guān)察研究對(duì)象,提出問(wèn)題→提出合理的假設(shè)→根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá),即建立數(shù)學(xué)模型→通過(guò)進(jìn)一步等,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。

2.曲線(xiàn)圖:數(shù)學(xué)模型的另一種表現(xiàn)形式。同數(shù)學(xué)公式相比,它能更直觀(guān)地反映出種群的增長(zhǎng)。

二、種群的“J”形增長(zhǎng)1.模型假設(shè):在理想條件,即在條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有等條件下,種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng),第二年的數(shù)量是第一年的λ倍,種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線(xiàn)(以時(shí)間為橫坐標(biāo),種群數(shù)量為縱坐標(biāo))呈“J”形。

2.建立模型:N0為種群的起始數(shù)量,t為時(shí)間,Nt表示t年后該種群的數(shù)量,λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù),建立的數(shù)學(xué)模型是Nt=。

三、種群的“S”形增長(zhǎng)1.模型假設(shè):在自然界,資源和空間總是有限的,當(dāng)種群密度增大時(shí),加劇,這就會(huì)使種群的出生率降低,死亡率升高,當(dāng)死亡率升高至與出生率時(shí),種群增長(zhǎng)停止,數(shù)量趨于穩(wěn)定,增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈“S”形。

2.環(huán)境容納量:一定的環(huán)境條件所能的種群,又稱(chēng)K值。

任務(wù)一建構(gòu)種群的增長(zhǎng)模型根據(jù)教材P7“問(wèn)題探討”，回答下列問(wèn)題：1.填寫(xiě)下表：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間(單位為min)產(chǎn)生后代的數(shù)量。時(shí)間(min)020406080100120140160180代數(shù)0123456789數(shù)量(個(gè))202.第n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是什么？3．72h后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？4.請(qǐng)以時(shí)間為橫坐標(biāo),細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo),在下列坐標(biāo)圖中畫(huà)出細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線(xiàn)。5．在一個(gè)培養(yǎng)瓶中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式描述的趨勢(shì)增長(zhǎng)嗎？分析其原因。任務(wù)二、種群數(shù)量的“J”形增長(zhǎng)資料11859年，一位來(lái)澳大利亞定居的英國(guó)人在他的農(nóng)場(chǎng)中放生了24只野兔，一個(gè)世紀(jì)后，這24只野兔的后代竟超過(guò)6億只。漫山遍野的野兔不僅與牛羊爭(zhēng)食牧草，還啃噬樹(shù)皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。直到人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。資料220世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個(gè)島嶼。1937-1942年，這個(gè)種群增長(zhǎng)如下圖。1.這兩個(gè)資料中的種群增長(zhǎng)有什么共同點(diǎn)？2.種群出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因是什么？3.這種種群增長(zhǎng)的趨勢(shì)能不能一直持續(xù)下去？為什么？4.野兔和環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)曲線(xiàn)是否類(lèi)似于細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線(xiàn)？任務(wù)三、種群數(shù)量的“S”形增長(zhǎng)資料3高斯把5個(gè)大草履蟲(chóng)置于0.5mL的培養(yǎng)液中,每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量,經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),得出了如圖所示的結(jié)果。從下圖可以看出,大草履蟲(chóng)的數(shù)量在第二天和第三天增長(zhǎng)較快,第五天以后基本維持在375個(gè)左右1.為什么大草履蟲(chóng)種群沒(méi)有出現(xiàn)“J”形增長(zhǎng)？2.觀(guān)察上圖,曲線(xiàn)的斜率有什么變化?這說(shuō)明大草履蟲(chóng)的數(shù)量增長(zhǎng)出現(xiàn)什么變化?3.在實(shí)驗(yàn)第五天后,大草履蟲(chóng)的數(shù)量基本維持在375個(gè)左右,這個(gè)數(shù)值意味著什么?4.由曲線(xiàn)圖可知,大草履蟲(chóng)增長(zhǎng)速率最大的時(shí)間大致在哪天?對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量是多少?5.哪些措施會(huì)影響種群的K值?任務(wù)三、K值與K/2值在實(shí)踐中的應(yīng)用1.為了保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平？為什么？2.怎樣做才能最有效的滅鼠？3怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？1．有關(guān)下圖的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．A圖是某人在飯前、飯后血糖含量變化曲線(xiàn)，引起c~d段快速下降的激素是胰島素B．B圖中若P表示腎小管，則B可表示其中葡萄糖的含量逐漸升高C．C圖能正確表示唾液淀粉酶的作用與溫度關(guān)系D．D圖表示的是在天然的草原生態(tài)系統(tǒng)中，狼由于某種疾病而大量死亡，較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)鹿群數(shù)量變化的曲線(xiàn)2．在某退耕農(nóng)田自然演替過(guò)程中，植物物種甲、乙和丙分別在不同階段占據(jù)優(yōu)勢(shì)，它們的相對(duì)多度與演替時(shí)間的關(guān)系如圖Ⅰ所示。植物乙種群的種群增長(zhǎng)速率如圖Ⅱ所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．由圖Ⅰ可知，演替前期甲的種群數(shù)量可能呈“J”形增長(zhǎng)B．圖Ⅱ中c點(diǎn)時(shí)，植物乙種群的年齡結(jié)構(gòu)為增長(zhǎng)型C．圖Ⅱ中d~e時(shí)間段，植物乙種群數(shù)量仍在增加D．演替過(guò)程中，植物丙的相對(duì)多度增加時(shí)，植物乙的種群數(shù)量一定會(huì)持續(xù)下降3．如圖為兩種生物種群的生長(zhǎng)曲線(xiàn)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．按甲曲線(xiàn)增長(zhǎng)的種群無(wú)K值，增長(zhǎng)率越來(lái)越大，種內(nèi)斗爭(zhēng)愈發(fā)激烈B．按乙曲線(xiàn)增長(zhǎng)的種群，到a點(diǎn)后種內(nèi)斗爭(zhēng)最為激烈，且理論上增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率均為零，若有波動(dòng)，是因?yàn)榘l(fā)生負(fù)反饋調(diào)節(jié)C．按乙曲線(xiàn)增長(zhǎng)的不同種群在同一環(huán)境下，b（K/2）點(diǎn)時(shí)的增長(zhǎng)速率不同，但均為最大值；a點(diǎn)的位置也不同，即代表的環(huán)境容納量不同D．甲曲線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型為Nt=N0λt，其中λ代表增長(zhǎng)倍數(shù)4．如圖所示為不同物種的甲、乙種群在一段時(shí)間內(nèi)的增長(zhǎng)率與種群密度的關(guān)系（種群增長(zhǎng)率等于出生率減死亡率）。隨時(shí)間推移種群密度逐漸增加，a為種群延續(xù)所需的最小種群數(shù)量所對(duì)應(yīng)的種群密度。下列說(shuō)法正確的是（

）A．b點(diǎn)時(shí)乙種群的出生率等于死亡率B．由a至c，物種乙的數(shù)量先增加后減少C．由a至c，甲種群的數(shù)量增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈“J”形D．由a至c，乙種群的年齡結(jié)構(gòu)可能由增長(zhǎng)型向穩(wěn)定型轉(zhuǎn)變種群數(shù)量變化趨勢(shì)主要包括上升、下降、波動(dòng)和滅絕等。種群數(shù)量上升趨勢(shì)多種多樣，其中“J”形增長(zhǎng)比較理想化、“S”形增長(zhǎng)比較常見(jiàn)。圖1～圖3表示投放到某大型水庫(kù)的青魚(yú)，其種群增長(zhǎng)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)在t0到t1時(shí)間段近“J”形增長(zhǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)圖1～圖4都是描述青魚(yú)種群數(shù)量變化的模型，在t0到t1時(shí)間段青魚(yú)種群近“J”形增長(zhǎng)，這個(gè)階段青魚(yú)種群數(shù)量隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式為。(2)根據(jù)圖