2016_2017学年高中生物第4章种群和群落第2节种群数量的变化课件新人教版必修320170302234

第2节种群数量的变化,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、建构种群增长模型的方法1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.建立数学模型一般包括以下步骤:观察研究对象,提出问题;提出合理的假设;根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达;通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正。3.在建构数学模型时,常用到两种模型:数学方程式和曲线图,其中数学方程式的优点是科学、精确,而曲线图更能直观地反映出种群增长的趋势。,目标导航,预习导引,一,二,三,4.举例:在理想状态下,细菌每20 min分裂一次,分别用数学方程式和曲线表示细菌总数(Nn)与分裂代数(n)之间的关系:(1)数学方程式模型:Nn=2n。(2)曲线(如右图所示)。预习交流1生物学中描述一个系统或它的性质时,除用数学模型外,还有哪些模型?提示物理模型、概念模型。,目标导航,预习导引,一,二,三,二、种群增长曲线1.种群增长的“J”型曲线(1)条件:理想条件,包括食物和空间充裕,气候适宜,没有敌害等。(2)数学模型:Nt=N0t。N0为该种群的起始数量,t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数,即种群数量每年以一定倍数增长。,目标导航,预习导引,一,二,三,2.种群增长的“S”型曲线(1)条件:有限条件,包括资源和空间有限,各种生态因素综合作用。(2)“S”型曲线:种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的增长曲线。(3)K值:在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。,目标导航,预习导引,一,二,三,预习交流2地球上的生物几乎每一种都具有很强的生殖潜力,如果这种生殖潜力不受食物、空间、天敌和气候条件等的限制而任其发展的话,生物种群会在短期内达到惊人的数量。但大多数情况下,种群的生存和发展受到资源、空间、天敌等因素的限制,所以其数量增长不可能出现上述现象。(1)在理想条件下种群数量的增长属于哪种类型?提示“J”型增长。(2)自然条件下,种群数量的增长属于哪种类型?提示“S”型增长。(3)出现上述两种不同增长模式的根本原因是什么?提示产生的条件不同。“J”型增长在理想条件下产生,无环境阻力;“S”型增长在有限的条件下产生,有环境阻力。,目标导航,预习导引,一,二,三,三、种群数量的波动和下降在自然界,影响种群数量的因素有很多,如气候、食物、天敌、传染病等。因此,大多数种群的数量总是在波动中;在不利的条件下,种群数量还会急剧下降,甚至消亡。预习交流3人类活动会影响种群数量的变化吗?提示会。随着人口的增长,科技水平的提高,人类活动范围的扩大,人类活动对自然界种群数量变化的影响越来越大,有时甚至成为决定性的因素。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点一:种群增长的“J”型曲线活动与探究要求:阅读教材P66内容,根据实例理解“J”型增长的数量变化特点,完成下列问题。1.种群增长的“J”型曲线的产生条件是怎样的?提示理想状态,即食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害等。2.什么情况可认为符合上述条件?提示一是在实验条件(理想状态)下;二是当一个种群刚迁入一个食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害的新的适宜环境中时。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,3.在理想条件下,如果种群的起始数量为N0,并且第二年的数量是第一年的倍,那么t年后种群数量怎样表示?请建构“J”型增长的数学模型。提示Nt=N0t。4.“J”型增长曲线有什么特点?提示增长率不变,种群数量持续增长。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,迁移与应用种群数量呈指数增长的条件是()。(导学号52250036)A.只有食物受到限制时B.在物种适宜的环境中食物开始出现不足,但还不至于影响到该物种在这里的生存C.只有没有被捕食时D.在人工控制的实验室理想条件下答案:D,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,“J”型曲线增长率及意义(1)增长率:在公式Nt=N0t中,“t”为时间,是自变量,为该种群数量是一年前种群数量的倍数,所以增长率为一个常数:可用右图表示。(2)意义:当外来物种入侵时,可对外来物种种群数量的增长作出判断以免对自然环境造成破坏。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点二:种群增长的“S”型曲线活动与探究要求:阅读教材P67,完成下列问题。1.结合课本生态学家高斯的实验结果,画出相关增长曲线。提示,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,2.上述曲线是在什么条件测定的?呈什么型?提示资源、空间等有限的条件下。呈“S”型。3.“S”型曲线有什么特点?提示(1)种群数量有最大值K值。(2)种群增长速率是变化的,先增后减,最后变为零, 时种群增长速率最大。4.K值是个固定值吗?为什么?影响种群数量变化的因素有哪些?达到K值后种群数量不再增加的原因是什么?提示不是。因为种群周围的环境是在不断变化的。影响因素:气候、天敌、食物、传染病、人类活动等。原因:资源和空间等有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加,导致出生率下降,死亡率上升,最终达到平衡。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,5.分别画出时间种群数量变化图及时间种群增长速率变化图,并说明两者之间的对应关系。提示,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,6.完成种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较表格。提示,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,迁移与应用种群在理想环境中呈“J”型增长,在有环境阻力条件下,呈“S”型增长。下列有关种群数量增长曲线的叙述,正确的是()。A.当种群数量到达E点后,增长速率为0B.种群增长过程中出现环境阻力是在D点之后C.防治蝗灾应在害虫数量达到C点时进行D.渔业捕捞后需控制剩余量在B点答案:A,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,K/2与K值在实践中的应用,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,探究点三:培养液中酵母菌种群数量的变化活动与探究要求:阅读教材P68,完成下列问题。1.本实验的实验原理是什么?提示(1)酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧条件下能产生CO2和H2O,在无氧条件下产生CO2和酒精。(2)酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH和温度等因素有关。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,2.完善实验步骤。提示(1)提出问题:培养液中的酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?(2)作出假设:在理想环境中,没有天敌和其他灾害,酵母菌种群呈“J”型增长,自然界中资源和空间总是有限的,酵母菌种群呈“S”型增长。(3)设计实验:思考如何对酵母菌进行计数?将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入计数板小方格内;显微镜观察计数一个小方格内的酵母菌数,已知小方格的培养液厚度为0.1 mm,计算出培养液体积;换算出10 mL培养液中的酵母菌总数。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,(4)进行实验:将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中;将酵母菌接种入试管中的培养液;将试管放在25 条件下培养;每天取样计数酵母菌数量。(5)分析结果(画出曲线)。,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,迁移与应用下列有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验,正确的叙述是()。A.改变培养液的pH不影响K值(环境容纳量)的大小B.用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数D.营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素答案:D,问题导学,当堂检测,探究点一,探究点二,探究点三,(1)显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。(3)在换算成培养液中酵母菌总数时要注意单位的转换。(4)测定的酵母菌种群数量变化是在恒定容积的培养液中培养测定的,与自然界中的数量变化有差异。(5)本实验不需要设置对照组,但需要设置重复。,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,关于种群增长的数学模型有曲线图和数学方程式,下列关于种群的“J”型增长叙述,错误的是()。A.数学方程式模型可表示为:t年后种群数量为Nt=N0t(第二年的数量为第一年的倍)B.条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等C.出生率远大于死亡率D.K值是固定的答案:D,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,2.右图表示田鼠种群的理想增长曲线和在某自然环境中的实际增长曲线,关于曲线的叙述不正确的是()。A.X区域(图中阴影部分)可以代表环境阻力的大小B.严密封储粮食,保护田鼠天敌等措施可以使E点向下移动C.食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素的是DE段D.人工灭鼠时要将田鼠数量控制在C点答案:D,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,3.右图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率随时间的变化关系,在t1时经调查该种群数量为N,下列有关叙述正确的是()。A.在t2时种群个体的数量与在t0时种群个体的数量相等B.在t0t2时间内,种群数量呈“S”型增长C.该种群在此环境中的环境负荷量约为ND.在t1t2时,该种群的数量呈下降趋势答案:B,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,4.下图表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化,关于酵母细胞数量的叙述,正确的是()。 (导学号52250037)A.种内竞争导致初始阶段增长缓慢B.可用数学模型Nt=N0t表示C.可用取样器取样法计数D.K值约为120 000个答案:D,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,5.如图为种群在不同生态系统中的增长曲线模式图,据图回答问题。 (导学号52250038)(1)如果生活在一个理想的环境中,种群数量按a曲线增长。但实际上,在自然环境中和都是有限的,种群达到一定数量后势必加剧,使种群数量增长受到影响,不能按a曲线方式增长。(2)除上