高中生物 第三章 生物群落的演替 第一节 生物群落的基本单位——种群 第2课时课件 苏教版必修3.ppt

第2课时种群数量的变化 第三章第一节生物群落的基本单位 种群 学习目标 1 了解数学模型 分析种群数量增长的 j 型曲线 2 理解种群数量增长的 s 型曲线 3 学会探究酵母菌种群大小的动态变化 方式一2013年8月9日湖南省林业厅发布信息 受持续晴热干旱天气影响 从7月中旬至8月初 长沙 益阳 常德 邵阳 娄底等多地发生蝗虫灾害 受灾面积从23万亩增加至31万亩 并有进一步扩散蔓延趋势 灾害对竹产业造成一定影响 目前 湖南已采取三大措施遏制蝗虫病害 诱杀成蝗 重点地区组织化学防治 加强监测 调查产卵地 为明年防治打好基础 有效遏制蝗虫灾害需要研究蝗虫种群数量的变化规律 这节课我们来共同学习种群数量的变化 方式二地球上的每种生物都具有很大的生殖潜力 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 但是大多数情况下 种群的生存和发展受到资源 空间 天敌等因素的限制 所以其种群的数量增长不可能出现上述现象 那么 种群的数量变化有什么规律呢 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 一 种群数量增长的数学模型及影响种群数量波动的因素 1 种群数量增长的数学模型 1 建立数学模型 主要包括与两个过程 表达就是根据建模的和掌握的 如数据 现象 将实际问题转换成问题 用确切地表述出来 验证就是用的信息检验得到的解答 以确认结果的正确性 2 j 型曲线 含义 在环境资源不受限制的理想条件下 种群内个体数量用坐标图表示而形成的曲线 理想条件 食物充裕 气候适宜和等 表达 验证 目的 信息 数学 数学语言 现实对象 持续增长 空间充足 没有敌害 影响种群数量变化的主要因素 和的个体数量3个因素 后代中第t代的数量表示式 其中表示种群的起始数量 表示该种群数量是前一年种群数量的倍数 3 s 型曲线 含义 在自然界中 如空间 食物 天敌等 制约下 种群个体数量的增长过程用坐标图表示而形成的曲线 特点 种群内个体数量达到所允许的 k值 时不再增加 nt n0 t n0 各种环境条件 环境条件 最大值 出生率 死亡率 起始种群 2 如在人类 种群栖息地遭到破坏的情况下 某些动物种群数量会出现 严重时甚至会出现种群灭亡 人为干扰 过度捕猎 长期下降 2 影响种群数量波动的因素 1 环境因素 在自然界中 如 天敌 疾病等因素都会使种群数量发生波动 在某些不利的条件下 种群会急剧衰退 甚至灭亡 这种情况最易出现在 出生率低 成熟晚的生物种群中 气候 食物 个体大 生长慢 种群增长的 j 型曲线和 s 型曲线比较 知识整合 例1 2018 陕西富平县高二调研 科学家研究某区域中田鼠的种群数量变化 得到该种群在数年内的出生率和死亡率的比值曲线如图 其中r 出生率 死亡率 在不考虑迁入迁出的情况下 下列说法正确的是a 从图中可知o d期间田鼠种群数量出现了周期性波动b 田鼠种群数量在a d之间经历了先上升后下降 其中c d期间一直在下降c 该田鼠种群增长为 s 型增长 c点时种群密度最小d 若不考虑其他因素 仅由图可知 a b两点时对应的种群的年龄结构分别为增长型和衰退型 解析 答案 解析在o d范围内 只能体现出一个变化过程 没有呈现出周期性波动 a项错误 据图可知 曲线在虚线1之上时 即r 1 种群数量一直在增长 曲线在虚线1之下时 即r 1 种群数量一直在下降 b项正确 根据b项分析可知 种群数量不是一直在增长 而且c d期间种群数量一直在下降 所以d点时种群密度最小 c项错误 a b两点时种群数量都在增长 若不考虑其他因素 仅由图可知 a b两点时对应的种群年龄结构均为增长型 d项错误 例2如图为某地东亚飞蝗种群数量变化的示意图 下列叙述错误的是a 为有效防治蝗灾 应在a点之前及时控制种群密度b a b段 该种群的增长率与种群密度之间呈正相关c 利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现d 在d e段 该种群的增长率不变 解析 答案 解析图示a点东亚飞蝗数量急剧上升 此时种群增长速率达到最大 病虫防治工作应在a点所示时间之前进行 a项正确 图示a b段种群数量仍然在上升 但种群增长率呈下降趋势 b项错误 利用性引诱剂诱杀雄虫 使种群性别比例失调 从而降低出生率 种群密度降低 c项正确 在d e段 种群数量相对稳定 增长率为0 d项正确 归纳总结 二 探究酵母菌种群大小的动态变化 1 材料选择 酵母菌繁殖速度 个体 作为研究种群数量变化的材料 容易建立具有代表意义的数学模型 2 实验原理 1 可用液体培养基 培养液 培养酵母菌 培养基中种群的增长受 空间 ph 等因素的影响 2 在理想的无限环境中 酵母菌种群的增长呈 型曲线 在有限的环境中 酵母菌种群的增长呈 型曲线 3 可采用的方法 进行显微镜计数 快 小 培养液的 成分 温度 j s 抽样检测 3 提出问题 培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的 4 作出假设 培养液中的酵母菌数量在开始一段时间呈 型增长 随着时间推移 由于的消耗 的积累 ph的改变 酵母菌数量呈 型增长 5 探究步骤 1 用天平称量0 1g活性干酵母 放入盛有500ml质量分数为5 的葡萄糖溶液的锥形瓶中 置于适宜的条件下培养 定时取样 用计数 计算出酵母菌的种群数量 2 以时间为横坐标 以1ml培养液中的酵母菌数量为纵坐标 画出坐标曲线图 分析曲线走向 揭示酵母菌种群数量变化规律 j s 营养物质 有害代谢产物 血球计数板 6 实验结果 1 酵母菌增长曲线图 如图1 及转化后的增长速率曲线图 如图2 2 分析 增长曲线的总趋势是先再 原因是在开始时培养液的 条件适宜 因此酵母菌大量繁殖 种群数量剧增 随着酵母菌数量的不断增多 ph变化 有害产物积累等 使生存条件恶化 酵母菌高于 种群数量下降 增加 降低 营养充足 空间充裕 营养消耗 死亡率 出生率 7 注意事项 1 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 2 若一个小方格内酵母菌过多 难以数清 可增大稀释倍数后再计数 3 对于压在小方格界线上的酵母菌 只计算相邻两边及其夹角的酵母菌 a 4个试管内的种群初始阶段都经历了 j 型增长b 4个试管内的种群同时达到k值c 试管 内种群的k值与试管 不同d 试管 内的种群数量先于试管 开始下降 例3某小组进行 探究酵母菌种群大小的动态变化 实验时 同样实验条件下分别在4个试管中进行培养 见下表 均获得了 s 型增长曲线 根据实验结果判断 下列说法错误的是 解析 答案 解析在培养初期 酵母菌之间不存在生存斗争 酵母菌呈 j 型增长 培养液中酵母菌数量达到k值的时间取决于培养液的体积和酵母菌的起始数量 酵母菌起始数量相同的试管 如 和 和 培养液体积越小的试管越先达到k值 而培养液体积相同的试管 如 和 和 酵母菌起始数量越大的试管越先达到k值 酵母菌数量开始下降的时间取决于酵母菌的起始数量和培养液的体积 培养液体积相同的试管 如 和 和 酵母菌起始数量越大的试管种群数量越先下降 而酵母菌起始数量相同的试管 如 和 和 培养液体积越小的试管种群数量越先下降 例4某研究小组探究10ml培养液中酵母菌种群数量的变化 利用血球计数板 规格为0 1mm 1 400mm2 进行计数 图甲是某天显微镜镜检结果 视野中每个黑点含2个酵母菌 图乙是7天内酵母菌种群数量的变化曲线 下列叙述不正确的是 解析 答案 a 图甲中酵母菌数量过多 需加水稀释后再统计b 图乙中第4 7d酵母菌的出生率等于死亡率c 相同条件下再次实验 酵母菌种群数量的k值基本不变d 酵母菌自身代谢状况也会影响实验数据的统计 解析图甲中酵母菌数量可分辨清楚 不用加水稀释 a项错误 图乙中第4 7d酵母菌的数量基本不变 说明出生率与死亡率相等 b项正确 环境条件不变 则环境容纳量不变 c项正确 酵母菌自身的代谢产物会改变培养液的理化性质 影响酵母菌的生命活动 从而影响实验数据的统计 d项正确 计数时要注意盖玻片和培养液的放置先后顺序 盖玻片在前 培养液在后 易错易混 学习小结 j s 达标检测 1 数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 建立数学模型一般包括以下步骤 根据实验数据 用适当的数学形式对事物的性质进行表达 观察研究对象 提出问题 通过进一步实验或观察等 对模型进行检验或修正 提出合理的假设 下列排列顺序正确的是a b c d 1 2 3 答案 4 5 2 下图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是 答案 1 2 3 4 5 3 种群的 j 型增长是有条件的 条件之一是a 在该环境中只有一个种群b 该种群对环境的适应比其他种群优越得多c 环境资源是无限的d 环境资源是有限的 答案 1 2 3 4 5 4 自然界中生物种群增长常表现为 s 型增长 下列有关种群 s 型增长的说法正确的是a s 型增长仅表示了种群数量和食物的关系b 种群增长率在各阶段是不同的c s 型增长只表示了种群数量 与时间无关d 种群增长不受种群密度制约 答案 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 5 某研究所调查发现 某种鱼迁入一生态系统后 其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示 请分析回答下列问题 1 在t0 t3时间内 种群数量增长曲线呈 型 若在t3时种群数量为n 则在t1时种群数量为 t1时该种群的年龄结构可能为 4 5 解析t0 t3时间内种群数量增长呈现 s 型曲线 若在t3时种群数量为n 则t1时对应 t1时种群的年龄结构呈增长型 增长型 s 答案 解析 1 2 3 2 捕获该