【新课教学PPT课件】1.2 种群数量的变化 | 人教版高中生物学选择性必修2适用(2026版)
- 2026-11-08 07:39:16





























































一、教学目标(基于生物学核心素养)
1. 生命观念:剖析种群数量变化规律,深入理解生物与环境相互作用构建的稳态与平衡观,明晰种群数量变化是生物适应环境的关键体现,从而树立正确的生命认知。
2. 科学思维:熟练运用“J”形增长和“S”形增长曲线等数学模型精准表征种群数量变化,着重培养逻辑思维与演绎推理能力,使学生能够对种群数量变化现象展开深入分析与合理阐释。
3. 科学探究:借助探究培养液中酵母菌种群数量变化等实验活动,悉心指导学生学会实验设计、数据收集与分析方法,大力提升科学探究能力,培育批判性思维与创新精神,增强学生的实践操作能力。
4. 社会责任:引导学生密切关注人类活动对种群数量变化的影响,深刻认识保护生物多样性的重大意义,助力学生树立爱护环境、合理利用资源的意识,积极推动学生参与环境保护行动,强化学生的社会责任感。
二、教学重难点
1. 教学重点
◦ 精心引导学生尝试建构种群增长数学模型,并运用模型合理阐释种群数量变化,掌握科学研究方法。
◦ 透彻讲解种群“J”形增长和“S”形增长的特点及所需条件,让学生清晰区分不同增长模式。
◦ 扎实开展探究培养液中酵母菌种群数量变化实验,培养学生实验操作与分析能力。
2. 教学难点
◦ 深入浅出地讲解建构种群增长数学模型过程,帮助学生深刻理解模型中各参数含义,突破抽象概念理解障碍。
◦ 结合实例详细解读环境容纳量(K值)概念及其在实践中的应用,提升学生知识应用能力。
◦ 全面分析影响种群数量变化的各类因素及其综合作用,培养学生综合分析问题能力。
三、教学方法
1. 讲授法:精准讲解重要概念、原理与知识要点,确保学生扎实掌握基础知识,构建完整知识体系。
2. 讨论法:精心组织学生开展问题讨论,促进学生思维碰撞,培养合作学习与批判性思维能力,激发学生学习积极性。
3. 探究法:通过实验探究活动,让学生亲身经历科学研究过程,提高科学探究能力,培养学生实践精神。
4. 多媒体辅助教学法:巧妙运用图片、动画、视频等多媒体资源,直观呈现种群数量变化现象与过程,增强教学趣味性与直观性。
四、教学过程
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
导入(5分钟) | 展示手上沾染细菌图片,强调七步洗手法重要性,提出问题:细菌繁殖迅速,在营养和生存空间不受限情况下,细菌数量将如何变化? | 认真观察图片,积极思考问题,回忆细菌繁殖方式 | 从日常生活实例出发,迅速吸引学生注意力,激发学习兴趣,自然引入本节课主题——种群数量的变化 |
建构种群增长模型的方法(10分钟) | 播放细菌分裂动画,提出问题:1个细菌每20分钟繁殖一代,72小时后细菌数量为多少?引导学生用N表示细菌数量,n表示繁殖代数,尝试写出细菌种群增长公式,并绘制增长曲线。对学生展示成果进行点评,系统总结建构数学模型的一般方法:提出问题—合理假设—数学表达—检验修正 | 仔细观看动画,分组热烈讨论,准确计算细菌数量,尝试推导公式并绘制曲线。深入理解数学模型构建过程 | 通过具体生动实例,让学生初步体验建构数学模型方法,有效培养数学思维与归纳概括能力,为后续学习奠定基础 |
种群的“J”形增长(15分钟) | 展示环颈雉种群数量增长曲线(可补充)与细菌增殖曲线图,引导学生仔细分析曲线不完全一致的原因,共同总结满足“J”形增长的条件。给出理想条件下(食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种等)种群数量增长相关信息,让学生推导t年后种群数量增长公式(Nt=N0λt),并清晰解释公式中各参数意义。提问:当λ=1、λ>1、λ<1时,种群数量如何变化?当λ>1时,种群一定呈“J”形增长吗? | 认真观察曲线,深入思考讨论,准确推导公式,积极回答问题 | 通过对比分析,帮助学生深刻理解“J”形增长的条件和特点,熟练掌握数学模型应用,有效培养科学思维与分析问题能力 |
种群的“S”形增长(15分钟) | 提出问题:细菌生长能否持续遵循“J”形曲线发展?引导学生分析原因。展示高斯实验(大草履虫单独培养与混合培养时的数量变化)的数据和曲线,进一步说明种群数量增长会受环境限制。详细讲解环境容纳量(K值)概念,深入分析“S”形增长曲线中种群数量变化与增长率、增长速率的关系。运用达尔文观点分析“J”“S”曲线,清晰解释图中阴影部分(环境阻力)含义 | 积极思考讨论,仔细分析实验数据和曲线,深刻理解环境容纳量概念,深入分析曲线关系 | 通过问题引导与实验分析,让学生切实认识到自然界中种群数量增长受环境限制,形成“S”形增长,深刻理解环境容纳量意义,培养逻辑推理与知识迁移能力 |
探究实践:培养液中酵母菌种群数量的变化(15分钟) | 详细介绍实验原理、目的、材料用具和方法步骤,着重强调实验注意事项,如计数原则(计相邻两边及其夹角)、测定条件与自然界的差异、酵母菌计数方法(显微镜下估算)等。精心组织学生分组开展实验,认真观察并记录酵母菌种群数量随时间的变化。引导学生思考:培养液量有限,其中酵母菌种群数量变化曲线是否为标准的“S”形曲线?原因是什么? | 认真聆听实验介绍,积极分组实验,仔细观察记录数据,深入思考问题 | 通过实验探究,让学生亲身体验种群数量变化过程,全面培养实验操作、数据处理与科学探究精神,提高学生实践能力 |
种群数量的波动和下降(10分钟) | 展示自然界中种群数量波动(如蝗虫数量波动)和下降(如鲸鱼种群数量因人类捕杀而下降)的实例,引导学生分析影响种群数量波动和下降的因素,包括气候、食物、天敌、传染病、人为因素等。着重强调种群数量过少可能导致种群衰退、消亡,以及保护濒危物种的重要性 | 认真观看实例,深入分析讨论影响因素,充分认识保护濒危物种的意义 | 让学生了解自然界中种群数量变化的复杂性,培养关注生态环境和生物多样性的意识,增强学生的环保责任感 |
总结与应用(10分钟) | 引导学生全面总结种群数量变化的各种类型(“J”形增长、“S”形增长、波动、下降)及其特点和影响因素。提出问题:研究种群数量变化有何意义?如对濒危动物(大熊猫)的保护、对有害动物(家鼠)的控制、渔业捕捞等方面。组织学生热烈讨论并回答,系统总结种群数量变化规律在实践中的应用 | 认真回顾本节课内容,积极讨论回答问题,全面总结应用 | 巩固所学知识,培养归纳总结能力,让学生深刻认识生物学知识与实际生活的紧密联系,提高运用知识解决实际问题的能力和社会责任意识 |
五、板书设计
第2节 种群数量的变化 1. 建构种群增长模型的方法 ◦提出问题 ◦合理假设 ◦数学表达 ◦检验修正 2. 种群的“J”形增长 ◦条件:理想条件(食物和空间充裕、气候适宜、无天敌等) ◦公式:Nt=N0λt ◦特点:种群数量以一定倍数连续增长 3. 种群的“S”形增长 ◦条件:自然界资源和空间有限 ◦环境容纳量(K值):一定环境条件所能维持的种群最大数量 ◦特点:种群数量先增长后稳定,增长速率先增大后减小 4. 探究实践:培养液中酵母菌种群数量的变化 ◦实验原理 ◦实验步骤 ◦注意事项 5. 种群数量的波动和下降 ◦波动原因:气候、食物、天敌等 ◦下降原因:人类活动、栖息地破坏等 |
六、教学反思
1. 优点
◦ 借助动画、实例等多种形式导入,成功激发学生学习兴趣,将抽象知识直观化,便于学生理解掌握。
◦ 高度重视学生探究活动,让学生在实验中亲身体验种群数量变化,有效培养科学探究能力。
◦ 积极引导学生运用数学模型分析种群数量变化,显著提升学生科学思维能力。
◦ 紧密联系实际生活,深入探讨种群数量变化规律在保护濒危动物、控制有害动物、渔业捕捞等方面的应用,切实增强学生社会责任意识。
2. 不足
◦ 受课堂时间限制,部分学生实验操作和数据处理不够熟练,对实验结果分析不够深入。
◦ 讲解种群增长曲线的增长率和增长速率变化时,部分学生理解困难,讲解方式有待优化。
3. 改进措施
◦ 提前安排学生预习实验内容,课堂上给予学生更充裕时间进行实验操作和讨论,加强实验过程指导,提高实验效果。
◦ 针对增长率和增长速率的难点,采用更多直观图表、实例或类比方法讲解,助力学生理解。
一、课堂结构概览
本节课的核心内容包括:建立种群增长模型的科学方法、种群的“J”形增长及其数学模型、种群的“S”形增长及环境容纳量、种群数量的波动、探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
核心问题链(全课统领)
【核心问题链】种群的数量会怎样变化?有什么规律?
【核心问题链】如何用数学模型描述种群数量的变化?
【核心问题链】“J”形增长和“S”形增长的本质区别是什么?
【核心问题链】环境容纳量(K值)和K/2值在实践中有什么用?
二、开场与导入
── 幻灯片 1 ──
同学们,上课!起立!
好,请坐。
同学们,上节课我们学习了种群的概念和种群的数量特征。我们知道了种群密度、出生率、死亡率、年龄结构这些基本特征。今天我们要研究一个更有趣的问题——种群的数量会怎样变化?
大家看课件上这句话:“威震山林也有衰亡时刻,群体共存才有生命长河。”这句话说的是什么意思呢?其实就是告诉我们,一个种群的数量不是一成不变的,它会增长、会波动、甚至会衰亡。那这些变化有没有规律可循呢?当然有!这就是我们今天要探索的。
【过渡金句】要研究种群数量的变化,我们先从一个大家都很熟悉的小东西说起——细菌。
三、问题探讨:细菌增长的启示
── 幻灯片 2──
同学们,假设你的手上沞染了一些细菌。细菌的繁殖速率很快,每20分钟就分裂一次。现在我问大家一个问题:
【核心问题链】第n代细菌的数量怎么计算?
给大家几秒钟思考一下。
……(停顿3秒)
学生A:老师,每次分裂数量翻倍,所以第n代应该是2的n次方吧?
非常好!请坐。设初始数量为N₀,第n代的数量就是Nₙ = N₀ × 2ⁿ。如果从1个细菌开始,72小时后能产生多少个细菌呢?我们算一下,72小时是216个20分钟,所以n=216,细菌数量 = 1 × 2²¹⁶。这个数字大到什么程度呢?如果这么多细菌铺在地球表面,可以铺满约33厘米厚!
同学们,这个数字是不是很恐怖?但是我要问一个关键问题:
在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?
学生B:老师,肯定不会,培养瓶里的营养和空间都是有限的。
回答得非常准确,请坐!这就是我们今天要研究的核心问题:在理想条件下种群怎么增长?在现实条件下又怎么增长?
【过渡金句】既然细菌的增长有规律,那我们怎样用科学的方法来描述这个规律呢?这就要用到一个重要的科学方法。
四、建立种群增长模型的方法
── 幻灯片 3──
同学们,研究种群数量的变化,我们需要一个工具——数学模型。建立数学模型是生物学研究中非常重要的科学方法。它包含四个步骤,大家看课件上的流程图:
第一步,观察研究对象,提出问题。比如我们观察到细菌每20分钟分裂一次,那么问题就是:怎样计算细菌繁殖n代后的数量?
第二步,提出合理的假设。我们假设在资源和空间没有限制的条件下,细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响。
第三步,根据实验数据,用适当的数学形式表达,也就是建立数学模型。比如Nₙ = 2ⁿ。
第四步,通过进一步实验或观察,对模型进行检验或修正。这四个步骤是生物学研究的基本路径,后面我们还会反复用到。
【过渡金句】有了方法,接下来我们就来看看自然界中真实的种群增长是什么样子的。
五、种群的“J”形增长
── 幻灯片 4-7──
同学们,我们先看两个真实的案例。
资料一:1859年,一位英国人在澳大利亚的农场里放生了24只野兔。一个世纪之后,这24只野兔的后代超过6亿只!漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草,还啃啮树皮,造成了严重的生态破坏。
资料二:20世纪30年代,人们将环颈雉引入某地一个岛屿,1937年到1942年,这个种群的数量也呈现出猛烈增长的趋势。
现在我问大家三个问题:
【核心问题链】这两个资料中的种群增长有什么共同点?
学生C:老师,它们都是增长得特别快,而且好像一直在增加。
很好,观察得很仔细。那原因是什么呢?
学生D:因为那个时候食物充足,而且没有天敌。
回答得非常到位,请坐。食物充足、缺少天敌、空间广阔——这些都是理想条件。那我再问:这种增长趋势能不能一直持续下去?
学生A:不能,因为资源和空间总是有限的。
完全正确!但是在一定时期内,在理想条件下,种群确实会呈现出这种无限增长的趋势。如果我们以时间为横坐标、种群数量为纵坐标画出曲线,你会发现曲线大致呈“J”形。这就是我们要学的第一种增长模式——“J”形增长。
【过渡金句】“J”形增长只是描述了现象,我们更关心的是它背后的数学规律。接下来,我们就来推导它的数学模型。
── 幻灯片 8-10──
“J”形增长的数学模型
同学们,我们来建立“J”形增长的数学模型。假设种群的起始数量是No,每年种群数量是前一年的λ倍。那么t年后的种群数量就是:Nt= No× λt。
这就是“J”形增长的数学模型。其中λ是一个关键参数。它表示种群数量是前一年的倍数。
现在我问大家:λ值的生物学意义是什么?它不同的取值对种群意味着什么?
给大家5秒钟思考。
……(停顿5秒)
好,我们一起来看。当λ > 1时,种群数量增加,年龄结构为增长型;当λ = 1时,种群数量相对稳定,年龄结构为稳定型;当λ < 1时,种群数量减少,年龄结构为衰退型;当λ = 0时,雌体没有繁殖,种群在下一代灭亡。
【陷阱提问】“当λ > 1时,种群数量一定呈‘J’形增长”——这句话对吗?答案是不对的!只有当λ > 1且为定值时,种群数量增长才为“J”形增长。如果λ在不同年份波动变化,即使每年都大于1,也不是“J”形增长。
【易错点强调】“J”形增长要求λ是定值,不是只要λ > 1就行。很多同学在做题时忽略了“定值”这个关键条件,一定要注意!
【过渡金句】有了数学模型,我们还要学会两个非常重要的概念——增长率和增长速率。这两个概念很多同学容易混淆。
── 幻灯片 11-15──
增长率与增长速率
同学们,这两个概念非常重要,也非常容易混淆,大家一定要区分清楚。
增长率,是单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数。计算公式是:增长率= (Nt- Nt-1) / Nt-1× 100%,其实就等于 λ - 1。对于“J”形增长,增长率是一个定值,不变。
增长速率,是单位时间内新增加的个体数量。计算公式是:增长速率= (Nt - Nt-1) / t。对于“J”形增长,增长速率是不断增大的,它就是“J”形曲线的斜率。
【易错点强调】增长率和增长速率是两个不同的概念!“J”形增长的增长率不变,但增长速率在不断增大。这就好比你的工资每年涨价10%,但每年实际多拿到的钱越来越多,因为基数在变大。
── 幻灯片 14──
来,我们做一个练习。一个种群有200个个体,一年后增加到240,增长率和增长速率分别是多少?
……(停顿5秒)
学生A:增长率是20%,增长速率是40个/年。
非常正确,请坐!增长率= (240-200)/200 × 100% = 20%,增长速率 = (240-200)/1年 = 40个/年。注意单位的区别。
── 幻灯片 15──
“J”形增长小结
好,我们来小结一下“J”形增长。它发生在理想状态下——食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和竞争物种。典型场景是物种迁入一个条件适宜的新分布地的初始阶段。数学模型是Nt = No × λt,增长率保持不变,增长速率不断增大。
【过渡金句】但是同学们,我们都知道自然界不是“乌托邦”,资源总是有限的。那么当资源和空间受限时,种群又会怎样增长呢?
六、种群的“S”形增长
── 幻灯片 16-33──
同学们,在自然界,资源和空间总是有限的。当种群密度增大时,种内竞争加剧,出生率降低,死亡率升高。当死亡率等于出生率时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一个水平。如果画成曲线,就像一个拉长的“S”,所以叫“S”形增长。
── 幻灯片 16-19 ──
我们来看生态学家高斯的经典实验。他把5个大草履虫放入0.5mL的培养液中,每馘24小时统计一次。结果发现:第1変20个,第2変137个,第3変319个,第4変369个,第5変375个,第6変365个。种群数量在375个左右稳定下来。
我来问大家几个问题:
【核心问题链】大草履虫种群增长的曲线与“J”形曲线有什么不同?
学生B:老师,“J”形是一直往上涨,但这个曲线后面变平了。
对,观察得很仔细!后面变平说明什么?
学生C:说明种群数量不再增加了,可能是因为食物和空间不够了。
非常好!随着大草履虫数量的增多,它们对食物和空间的竞争趋于激烈,导致出生率降低,死亡率升高。这就是“环境阻力”。
── 幻灯片 21 ──
环境容纳量——K值
同学们,这里有一个非常重要的概念。一定环境条件所能维持的种群最大数量,称为环境容纳量,又称K值。在高斯的实验中,K值大约是375个。
现在我问大家:同一种群的K值是不是固定不变的呢?
……(停顿3秒)
学生D:应该不是固定的,如果环境变了,K值可能会变。
非常棒,请坐!我们看大熊猫的例子。当大熊猫栖息地遭到破坏,食物减少、活动范围缩小,K值就会变小。所以建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,提高环境容纳量,是保护大熊猫的根本措施。
── 幻灯片 24 ──
【易错点强调】K值不是种群数量的最大值!种群数量可能短暂超过K值,但超过的部分存在时间很短,因为环境已经被破坏。另外,K值不是固定不变的,它会随环境条件的变化而变化。
── 幻灯片 25-26──
K值的表示方法和K值的变化。一起来解读“甲、乙、丙、丁”四张曲线图:在种群数量曲线中,曲线稳定时对应的数量就是K值。在增长速率曲线中,增长速率为0时对应的数量就是K值,而增长速率最大时对应的数量就是K/2值。在出生率和死亡率曲线中,两条曲线相交时种群数量达到K值。同学们要学会从不同的图中识别K值和K/2值。
【过渡金句】学了K值和K/2值,我们来看看它们在生产生活中有什么意义,如何指导实践?
── 幻灯片 27-32 ──
K值与K/2值的实践应用
场景一:假设你是一个渔民,你想可持续性地获得最大捕鱼量,应该让被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?
……(停顿3秒)
学生A:应该保持在K值吧?因为那时候鱼最多。
这个想法很有意思,但不太对。如果你把鱼捞到K值,种群增长速率是0,鱼的数量不会再增加,你第二年就没鱼可捞了。正确答案是保持在K/2水平!因为在K/2时,种群增长速率最大,鱼的“补充速度”最快,你每年都能捞到最多的鱼。这就叫可持续利用。
场景二:怎样最有效地灭鼠?从环境容纳量的角度思考,我们应该采取什么措施?
学生B:可以断绝它们的食物来源,让K值降低。
非常正确,请坐!降低环境容纳量是防治有害生物的根本措施。具体方法包括:将粮食储藏在安全的地方,硬化地面减少它们挖洞的场所,养殖或释放它们的天敌。另外还有一个关键点:一定要在K/2之前就及时控制,严防达到K/2值,否则它们的增长速率最大,就更难控制了。
── 幻灯片 30──
“S”形曲线分段分析
同学们,我们把“S”形曲线分成几段来看。
AB段:种群基数小,需要适应新环境,增长较缓慢。就像你们刚开学,需要适应新学期的节奏,对吧?
BC段:资源和空间丰富,出生率升高,种群数量增长迅速。
C点:种群数量为K/2,种群增长速率达到最大。
CD段:资源和空间有限,种内竞争加剧,出生率降低,死亡率升高,种群增长放缓。
DE段:出生率约等于死亡率,种群增长速率几乎为0,种群数量达到K值,维持相对稳定。
“J”形和“S”形增长曲线的比较
── 幻灯片 31-32──
现在我们把“J”形和“S”形两条曲线放在一起看。它们的主要差异是什么?就是环境阻力。
“J”形增长发生在理想条件下,没有环境阻力,增长率不变,增长速率不断增大。
“S”形增长存在于现实环境中,有环境阻力,增长率持续减小,增长速率先增大后减小。
图中两条曲线之间的阴影部分代表什么呢?它代表的是未实现的种群增长,也就是在生存斗争中被淘汰的个体数量。
【陷阱提问】“‘S’形曲线的开始部分就是‘J’形曲线”——这句话对吗?答案是不对的!“J”形曲线从始至终都保持指数式增长,增长率不变;而“S”形曲线从始至终具有环境阻力,增长率持续减小。“S”形的前期只是“看起来像” J形,但本质不同。同学们一定要记住!
【过渡金句】“J”形和“S”形是两种基本的增长模式,但自然界中的种群数量变化远比这复杂。接下来我们看看真实世界里的种群波动。
七、种群数量的波动
── 幻灯片 34──
同学们,在自然界中,大多数种群的数量并不是稳定在K值不动的,而是在不断波动中。有的种群能够在一段时期内维持相对稳定,比如某地的野牛和狮子;但更多的种群数量是在波动中的。
有时候,在特定条件下,种群会出现爆发性增长。比如我们常听说的蝗灾、鼠灾、赤潮,都是种群数量爆发增长的结果。
── 幻灯片 35-39──
我给大家讲一个2020年的真实案例。巴基斯坦遭受25年来最严重的蝗灾。这场蝗灾可以追溯到2018年的两场气旋风暴。风暴带来了大量降雨,在沙漠中形成了季节性湖泊,高温湿热的环境催生了第一批蝗虫。在此期间蝗虫数量增加了8000倍!如果当时及时治理,完全可以亡羊补牢。但令人无语的是,从2018年中到2019年底,也门地区对如此明显的蝗灾征兆熟视无睹。
所以同学们,种群数量的波动是受多种因素影响的:气候、食物、天敌、传染病、人为因素等等。而且人类的及时干预非常重要——早发现、早治理,就能避免大灾害。
同学们,种群数量不仅会爆发,也会下降。当种群长久处于不利条件下,比如遭遇乱捕滥杀和栖息地破坏,种群数量会持续性或急剧下降。比如多种鲸在遭遇人类过度捕捞后,种群数量急剧下降,有的甚至濒临灭绝。
这里有一个重要的观点:种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当种群数量过少时,可能会因为近亲繁殖等原因而衰退、消亡。所以对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种,我们需要采取有效的保护措施。
【过渡金句】我们了解了种群数量变化的规律,那怎么通过实验来验证这些规律呢?接下来我们进入探究实验环节。
八、探究实验:培养液中酵母菌种群数量的变化
── 幻灯片 41-42──
同学们,理论学了这么多,我们来做一个实验验证一下。我们要探究的问题是:培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?
先来分析变量:自变量是什么?因变量是什么?
学生C:自变量是时间,因变量是酵母菌的数量。
很好!那无关变量呢?培养液的体积、温度等都是无关变量,要保持一致。
我们的假设是:培养液中的酵母菌数量开始时呈“J”形增长,随着时间的推移,呈“S”形增长。
── 幻灯片 43-47──
关于血细胞计数板的使用,我给大家讲清楚计算公式。计数室有两种规格:16×25型和25×16型。不管哪种规格,都是400个小方格。计算公式是:中方格平均值 × 中方格数 × 10⁴ × 稀释倍数。为什么要乘以10⁴呢?因为计数室的容积是0.1mm³,换算成毫升就要乘以10⁴。
最后强调一下,本实验不需要设置对照,因为在连续培养并定时计数过程中形成了自身对照。但需要做重复实验,每个样品至少取样3次,计算平均值,减少误差。
── 幻灯片 51──
接下来我讲几个实验中的注意事项,这些都是实验成功的关键。
第一,抽样检测时,先放盖玻片,再滴培养液。为什么?因为如果先滴液再盖盖玻片,会因为菌液过多顶起盖玻片,使计数室体积改变,还可能产生气泡。
第二,从试管中吸出培养液之前,要将试管轻轻振荡几次。为什么?对,是为了让酵母菌分布均匀,保证取样的代表性。
第三,如果一个小方格内酵母菌过多,数不清怎么办?应该先对样品进行适当稀释后再重新制片计数。
第四,对于压在小方格边界线上的酵母菌,怎样计数?记住原则:“记上不记下,记左不记右”,只计数相邻两边及其夹角上的个体。
── 幻灯片 52──
实验结果是怎样的呢?酵母菌数量开始时增长较快,但随着时间推移,数量达到峰值后会下降。为什么会下降呢?
学生D:因为营养物质被消耗完了。
对,还有其他原因吗?有害代谢产物的积累、pH的改变等等。这些都是环境阻力的体现,和我们前面学的“S”形增长理论是吻合的。
【过渡金句】好,我们来看几道练习题,检验一下今天的学习效果。
九、课堂练习与检测
── 幻灯片 55──
同学们,我们来做几道判断题,看看大家学得怎么样。
第一题:将一种生物引入一个新环境中,在一定时期内,这个生物种群就会出现“J”形增长。对还是错?
全班:错!
对,错!因为“J”形增长需要理想条件,新环境不一定满足这个条件。并且题目说的是“就会”,太绝对了。
第二题:种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。对还是错?
学生A:错,“S”形增长适用于很多生物。
正确!“S”形增长是自然界中普遍存在的种群增长形式,不仅仅是单细胞生物。
第三题:由于环境容纳量是有限的,种群增长到一定数量就会保持稳定。这句话对吗?
学生B:不对,种群数量会在K值附近波动,不是绝对稳定。
回答得非常好,请坐!种群数量在K值附近波动,而且K值本身也会随环境变化,所以不是绝对的稳定。
── 幻灯片 56──
再看一道选择题。对一个生物种群来说,环境容纳量取决于环境条件。下列哪个表述正确?A、对甲乙两地的蛮蛇种群来说,环境容纳量是相同的。B、对生活在冻原的旅鼠来说,不同年份的环境容纳量是不同的。大家选哪个?
全班:B!
正确!不同年份的气候条件不同,环境容纳量自然也不同。这就证明了K值不是固定不变的。
十、课堂小结与作业布置
好,同学们,我们来回顾一下今天学习的内容。
今天我们学习了三个重要内容:第一,建立种群增长模型的科学方法;第二,种群的“J”形增长和“S”形增长及其数学模型;第三,种群数量的波动及其影响因素。
核心概念包括:“J”形增长的数学模型 Nₜ = N₀λᵗ,环境容纳量 K值,K/2值的实践意义,以及增长率与增长速率的区别。
课后作业:整理归纳所学内容,建构概念图,突出重要概念:种群数量的变化规律可以用数学模型描述。
另外,有两个思考题留给大家:第一,假设你承包了一个鱼塘,投放多少鱼苗最合适?用今天学的K值和K/2值的知识来分析。第二,感兴趣的同学可以查阅“S”形曲线的数学模型——逻辑斯蒂方程的具体建构过程。


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