2019-2020年高中生物 第三章 第17課時(shí) 種群數(shù)量的變化課時(shí)作業(yè) 新人教版必修3.doc
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2019-2020年高中生物 第三章 第17課時(shí) 種群數(shù)量的變化課時(shí)作業(yè) 新人教版必修3 【目標(biāo)導(dǎo)航】 1.概述建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。2.說出種群數(shù)量變化的兩種類型。 3.解釋種群數(shù)量的波動(dòng)類型及其原因。4.探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。 一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型 1.?dāng)?shù)學(xué)模型:用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。 思考 生物學(xué)中描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)時(shí),除用數(shù)學(xué)模型外,還有哪些模型? 提示 物理模型、概念模型。 提出合理的假設(shè)→提出合理的假設(shè)→用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式表達(dá)→檢驗(yàn)或修正。 3.?dāng)?shù)學(xué)模型的表達(dá)形式 (1)數(shù)學(xué)方程式:優(yōu)點(diǎn)是科學(xué)、準(zhǔn)確。 (2)曲線圖:優(yōu)點(diǎn)是直觀。 二、種群數(shù)量的增長(zhǎng)、波動(dòng)和下降 1.種群增長(zhǎng)的“J”型曲線 (1)含義:理想條件下的種群,以時(shí)間為橫坐標(biāo),種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出的曲線圖,大致呈“J”型。 (2)數(shù)學(xué)模型 ①模型假設(shè) a.條件:食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等。 b.?dāng)?shù)量變化: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。 ②建立模型:t年后種群數(shù)量表達(dá)式為Nt=N0λt。 2.種群增長(zhǎng)的“S”型曲線 (1)含義:在有限條件下,種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后,數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線,呈“S”型。 (2)產(chǎn)生條件 自然資源和空間 中內(nèi)斗戰(zhàn)加劇 出生率降低 有限,種群密度增長(zhǎng)→ 天敵增加 → 死亡率升高 →達(dá)到平衡 (3)環(huán)境容納量 在環(huán)境條件不受破壞的情況下,一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量,又稱“K值”。 3.種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 (1)影響因素 ①自然因素:氣候、食物、天敵、傳染病等。 ②人為因素:人類活動(dòng)的影響。 (2)數(shù)量變動(dòng) 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)中,在不利的條件下,種群數(shù)量還會(huì)急劇下降甚至消亡。 (3)研究意義 對(duì)有害動(dòng)物的防治、野生生物資源的保護(hù)和利用以及瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。 三、探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化” 1.原理 (1)酵母菌可以用液體培養(yǎng)基(培養(yǎng)液)來培養(yǎng)。 (2)培養(yǎng)液中酵母菌種群的增長(zhǎng)情況與培養(yǎng)液中的成分、空間、pH、溫度等因素有關(guān)。 (3)在理想環(huán)境中,酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“J”型曲線;在有限環(huán)境下,其增長(zhǎng)呈“S”型曲線。 2.目的:初步學(xué)會(huì)酵母菌等微生物的計(jì)數(shù)及種群數(shù)量變化曲線的繪制。 3.步驟 (1)將10 mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。 (2)將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液中混合均勻。 (3)將試管在28℃條件下連續(xù)培養(yǎng)。 (4)每天取樣計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量,采用抽樣檢測(cè)方法。 (5)分析結(jié)果、得出結(jié)論:將所得數(shù)值用曲線圖表示出來,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律。 4.注意事項(xiàng) (1)顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí),對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌,應(yīng)只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。 (2)從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前,需將試管輕輕振蕩幾次,目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布,減少誤差。 知識(shí)點(diǎn)一 數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建及應(yīng)用 1.?dāng)?shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟: ①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)?、谟^察研究對(duì)象,提出問題?、弁ㄟ^進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正 ④提出合理的假設(shè) 下列排列順序正確的是( ) A.①②③④ B.②④①③ C.④①②③ D.③①②④ 答案 B 解析 建立數(shù)學(xué)模型的大致過程有以下幾個(gè)步驟:第一,觀察研究對(duì)象并提出問題;第二,提出合理的假設(shè);第三,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),建立數(shù)學(xué)模型;第四,通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等,對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。 2.在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下,某細(xì)菌每20 min 就通過分裂繁殖一代,經(jīng)過72 h后,由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌量是( ) A.272 B.2216 C.262 D.232 答案 B 解析 根據(jù)Nt=N0λt,λ=2,t為繁殖的次數(shù),每20 min繁殖一代,72 h共繁殖=216次。 知識(shí)點(diǎn)二 種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線及其意義 3.自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)曲線的說法,正確的是( ) A.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系 B.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無關(guān) C.種群增長(zhǎng)在各階段是不相同的 D.種群增長(zhǎng)不受種群密度制約 答案 C 解析 種群的“S”型增長(zhǎng)曲線是指種群在一個(gè)有限環(huán)境中由于空間、食物和其他生活條件影響,隨種群密度的增加,種內(nèi)斗爭(zhēng)和種間競(jìng)爭(zhēng)加劇而出現(xiàn)的“S”型增長(zhǎng)曲線。由于種群數(shù)量受環(huán)境條件的影響,在不同時(shí)間有所不同,因而其增長(zhǎng)曲線在不同階段各不相同。 4.如圖為某種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線,有關(guān)敘述不正確的是( ) A.改善空間和資源條件有望使K值提高 B.BC段種群增長(zhǎng)速率逐漸下降,出生率小于死亡率 C.B到C變化過程中,其天敵數(shù)量將會(huì)增加 D.曲線表明自然狀態(tài)下種群數(shù)量最終會(huì)相對(duì)穩(wěn)定 答案 B 解析 K值即環(huán)境容納量,若環(huán)境變的更適宜生存,則K值會(huì)變大;BC段種群增長(zhǎng)率逐漸下降,但一直是在增長(zhǎng),所以出生率大于死亡率;由于該種群數(shù)量增多,其天敵的食物增多,故天敵數(shù)量也增多;種群在K/2時(shí)增長(zhǎng)速率最大,自然狀態(tài)下種群數(shù)量最終會(huì)在K值附近波動(dòng)。 知識(shí)點(diǎn)三 “培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用 5.在一定量的酵母菌培養(yǎng)液中放入活酵母菌若干,抽樣鏡檢,如圖甲所示(圖中小點(diǎn)代表酵母菌)。將容器放在適宜溫度下恒溫培養(yǎng)5小時(shí)后,稀釋100倍,再抽樣鏡檢,如圖乙所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷,以下敘述正確的是( ) A.培養(yǎng)5小時(shí)后,酵母菌種群密度增加200倍左右 B.探究酵母菌的種群數(shù)量變化可以用標(biāo)志重捕法 C.用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量時(shí)只統(tǒng)計(jì)方格內(nèi)菌體 D.培養(yǎng)5小時(shí)后,酵母菌種群數(shù)量已經(jīng)達(dá)到K值 答案 A 解析 用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí),除統(tǒng)計(jì)方格內(nèi)菌體外還要統(tǒng)計(jì)相鄰兩邊及其頂角上的菌體,5小時(shí)前每個(gè)小格內(nèi)約有5個(gè)菌體,而5小時(shí)后每個(gè)小方格內(nèi)約有10個(gè)菌體,但這是在稀釋100倍后的值,所以5小時(shí)內(nèi)種群密度增加200倍,此時(shí)酵母菌種群數(shù)量是否達(dá)到K值無法判斷。 基礎(chǔ)落實(shí) 1.下列關(guān)于種群數(shù)量變化的敘述中,錯(cuò)誤的是( ) A.種群數(shù)量的變化包括增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降等 B.種群數(shù)量的變化主要是由遷入率和遷出率、出生率和死亡率引起的 C.在自然界中,種群的增長(zhǎng)一般是“J”型曲線 D.在自然界中,種群的增長(zhǎng)一般是“S”型曲線 答案 C 解析 自然界中種群的增長(zhǎng)形式一般呈“S”型曲線,因?yàn)樽匀唤缰械氖澄锖涂臻g有限,當(dāng)種群數(shù)量增加時(shí),種內(nèi)斗爭(zhēng)會(huì)加劇,以該生物為食的生物也會(huì)增加,會(huì)限制種群數(shù)量的進(jìn)一步增加。 2.“食人魚”是一種有極強(qiáng)生存能力的肉食魚類,一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域,就會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如該物種進(jìn)入某湖泊,下圖中的曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化特點(diǎn)的是 ( ) 答案 A 解析 在自然界中,種群不能無限地增長(zhǎng),因?yàn)殡S著種群數(shù)量的增加,制約因素(捕食、食物供應(yīng)、傳染病流行等)的作用也在增加。所以在自然環(huán)境中,所有生物的種群增長(zhǎng)曲線是一個(gè)“S”型曲線。 3.在一普通的錐形瓶中,加入含有酵母菌的葡萄糖溶液,如圖所示。在以下有關(guān)坐標(biāo)圖中,不正確的是( ) 答案 B 解析 酵母菌進(jìn)行呼吸作用,消耗葡萄糖。氧氣被消耗完后進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生酒精和二氧化碳,酒精濃度會(huì)上升,最后由于葡萄糖消耗完后不再上升,同時(shí)葡萄糖濃度下降,pH下降。 4.在種群“S”型增長(zhǎng)曲線的數(shù)學(xué)模型中,K值不是固定不變的。下列條件會(huì)使種群K值增加的是( ) A.地面進(jìn)行硬化后的家鼠 B.干旱環(huán)境中的東亞飛蝗 C.引入北極狐后的旅鼠 D.干旱環(huán)境中的大熊貓 答案 B 解析 題干意義在于環(huán)境的最大承載量,可因不同物種而異,也可因環(huán)境變化而改變,題中要求能使物種K值增加。地面進(jìn)行硬化后的家鼠由于生存空間和食物減少,K值下降;干旱環(huán)境中的東亞飛蝗產(chǎn)卵容易成活,出生率高,K值增大;旅鼠由于捕食者增加,K值下降;干旱環(huán)境中的大熊貓由于食物不足K值下降。 能力提升 5.某研究所調(diào)查發(fā)現(xiàn):某種魚遷入一新的環(huán)境后,某種群數(shù)量增長(zhǎng)速率隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示,請(qǐng)分析回答: (1)在T0~T2時(shí)間內(nèi),種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線呈______;若在T2時(shí)種群的數(shù)量為N,則在T1時(shí)種群的數(shù)量為______,T1時(shí)該種群的年齡組成可能為________。 (2)捕獲該魚的最佳時(shí)期是________時(shí),原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)該魚在T2時(shí)期后,種群數(shù)量變化是__________,主要原因是____________和____________。 答案 (1)S型 N/2 增長(zhǎng)型 (2)T1 在T1時(shí)種群增長(zhǎng)速率最大,捕獲該魚獲得的量最大且不影響該魚類資源的再生 (3)不增加 種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇 捕食者數(shù)量增加 解析 分析圖中曲線可知:T0~T2時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增長(zhǎng)速率由小變大,達(dá)到最大值后又逐漸變小,因而該種群數(shù)量增長(zhǎng)呈S型曲線;在T2時(shí)種群數(shù)量增長(zhǎng)速率為0,此時(shí),種群的數(shù)量為N,即為最大值,而在T1時(shí)種群數(shù)量增長(zhǎng)速率最大,則這時(shí)種群的數(shù)量為N/2,種群年齡組成為增長(zhǎng)型;當(dāng)種群增長(zhǎng)速率最大時(shí),捕獲該魚獲得的量最大且不影響該魚類資源的再生,因而此時(shí)(T1)為捕獲的最佳時(shí)期。 6.下圖是一動(dòng)物種群遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長(zhǎng)曲線,請(qǐng)回答: (1)圖中表示的是種群增長(zhǎng)的__________型曲線,表示K值的一點(diǎn)是________。 (2)圖中表示種群增長(zhǎng)速率最快的一點(diǎn)是________。 (3)影響該種群增長(zhǎng)的環(huán)境阻力明顯增大是在遷入第______年后開始的。 (4)既要獲得最大的捕獲量,又要使該動(dòng)物資源的更新能力不受破壞,應(yīng)該使該動(dòng)物種群的數(shù)量保持在圖中哪一點(diǎn)所代表的水平上?________。 (5)你認(rèn)為種群增長(zhǎng)速度在遷入一段時(shí)間之后明顯加快的原因主要是 ________________________________________________________________________。 (6)第8年后,種群數(shù)量趨于穩(wěn)定,阻礙種群繼續(xù)增長(zhǎng)的環(huán)境因素主要有 ________________________________________________________________________。 答案 (1)“S” d (2)b (3)6 (4)b (5)食物充足,沒有天敵 (6)食物減少,天敵增加等 解析 由圖示可以看出,該種群增長(zhǎng)曲線呈“S”型。在有限的環(huán)境中,種群一般都是“S”型增長(zhǎng)。當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值時(shí),種群的數(shù)量將停止增長(zhǎng),或在最大值左右保持相對(duì)穩(wěn)定,該動(dòng)物種群在該環(huán)境條件下的最大值是圖示曲線上的d點(diǎn)。該動(dòng)物種群增長(zhǎng)速率最快的一點(diǎn)就是曲線上斜率最大的一點(diǎn)b。準(zhǔn)確分析種群增長(zhǎng)曲線上每一點(diǎn)所表示的含義是做此題的關(guān)鍵。曲線上每一點(diǎn)表示在該時(shí)間種群數(shù)量的相對(duì)值,每一點(diǎn)的斜率表示種群在該時(shí)間的增長(zhǎng)速率。 【實(shí)驗(yàn)探究】 7.探究酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化。 材料用具:酵母菌母液、蒸餾水、無菌水、培養(yǎng)液、燒杯、試管、滴管、量筒、漏斗、1 mL 刻度吸管、標(biāo)簽、玻璃棒、酒精燈、pH試紙、天平、計(jì)數(shù)板、恒溫箱、顯微鏡、高壓蒸汽滅菌鍋等。 探究思路: (1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化,某同學(xué)按下表完成了有關(guān)實(shí)驗(yàn)。 試管編號(hào) 培養(yǎng)液/mL 無菌水/mL 酵母菌母 液/mL 溫度/℃ A 10 0.1 28 B 10 0.1 5 C 10 0.1 28 (2)實(shí)驗(yàn)步驟:培養(yǎng)液的配制→滅菌→接種→培養(yǎng)→計(jì)數(shù)→分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。 ①取3支試管,并編號(hào)A、B、C; ②分別向A、B試管中滴加10 mL 培養(yǎng)液,________________________。 ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④將試管A、C放在28C條件培養(yǎng), ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑤分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。 (3)問題探討: ①請(qǐng)寫出該同學(xué)研究的課題名稱: ________________________________________________________________________ ________________。 ②用顯微鏡定期檢測(cè)酵母菌數(shù)目,結(jié)果僅A試管在第3天開始個(gè)體數(shù)目迅速增加,第5天開始A試管中個(gè)體數(shù)目達(dá)到最大,實(shí)驗(yàn)至第6天結(jié)束時(shí)個(gè)體數(shù)基本保持穩(wěn)定。請(qǐng)將A、B、C三組預(yù)期結(jié)果的走勢(shì)圖繪制在下圖所示的坐標(biāo)系中。 ③A試管中培養(yǎng)的酵母菌種群增長(zhǎng)曲線最終是否呈“S”型?為什么? ________________________________________________________________________。 答案 (2)②向C試管中滴加10 mL 無菌水 ③向3支試管中分別滴加0.1 mL 酵母菌母液 ④將試管B放入5C條件下培養(yǎng),并觀察計(jì)數(shù) (3)①溫度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的影響 ②曲線如圖所示 ③是。A試管中溫度適宜、營(yíng)養(yǎng)充分,所以在酵母菌種群增長(zhǎng)的初期,資源接近“無限”,酵母菌表現(xiàn)出指數(shù)增長(zhǎng)的模式;隨著種群數(shù)量的增長(zhǎng),由于試管中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗和種群代謝產(chǎn)物在試管中積累,限制了種群數(shù)量的增長(zhǎng),其生存環(huán)境逐漸變得“有限”了,種群數(shù)量增長(zhǎng)速率逐漸降低;當(dāng)資源被耗盡,增長(zhǎng)速率達(dá)到最小(0)時(shí),酵母菌數(shù)量達(dá)到最大,并在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,其增長(zhǎng)曲線總體上表現(xiàn)為“S”型。 解析 A試管中溫度適宜、營(yíng)養(yǎng)充分,酵母菌種群增長(zhǎng)將呈“S”型增長(zhǎng)。B試管溫度太低,雖然營(yíng)養(yǎng)充分,但酵母菌難以增殖。C試管中溫度適宜,但無營(yíng)養(yǎng)供應(yīng),酵母菌不僅不能增殖,反而會(huì)逐漸死亡。由于培養(yǎng)液成分一定,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),培養(yǎng)的酵母菌最終會(huì)因營(yíng)養(yǎng)耗盡而減少以至死亡。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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