高中生物 第4章 第2节 种群数量的变化课件 新人教版必修3.ppt

第2节种群数量的变化 新课导入一 提问 种群最基本的数量特征是什么 请完成下列填空 请同学们思考 种群数量可能会发生怎样的变化 本节我们来研究种群数量的变化 新课导入二 澳大利亚原本没有野兔 1859年 殖民者在开发澳大利亚的初期 引进了欧洲的24只野兔 100年后在澳大利亚的草原上有6亿只以上野兔 到处都能看到野兔的踪迹 野兔不仅以庞大的数量消耗大量的牧草 在草原上到处挖洞筑穴 毁坏了牧草的根系 造成草场的大面积退化 严重威胁澳大利亚畜牧业的发展 可见 种群数量是不断发生变化的 如何合理利用生物资源 掌握种群的数量变化的规律是非常重要的 下面我们学习 第2节种群数量的变化 教师参考 学习目标 1 说明建构种群增长模型的方法 2 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化尝试建构种群增长的数学模型 3 用数学模型解释种群数量的变化 4 关注人类活动对种群数量变化的影响 自主学习 课堂探究 自主学习读教材 学基础 一 建构种群增长模型的方法 数学模型阅读教材p65 p66 完成以下问题 1 数学模型 用来描述一个系统或它的性质的 2 构建方法 观察研究对象 提细菌每20min分裂一次出问题 提出 在条件充足情况下 增长不受种群密度增加的影响 用适当的 表达 nn 2n n表示细菌数量 n表示第几代 检验或修正 观察 统计细菌数量 数学形式 合理的假设 数学形式 思考 除上述数学方程式 还常用曲线图表示 同数学方程式相比 曲线图有何优 缺点 提示 曲线图更直观 但不如方程式科学 准确 二 种群增长的 j 型曲线与 s 型曲线阅读教材p66 p67 完成以下问题 食物 空间 敌害 资源 空间 种内竞争 倍数 破坏 最大 n0 t 选择 1 自然界中生物种群增长常表现为 s 型增长曲线 下列有关种群 s 型增长的正确说法是 a s 型增长曲线表示了种群数量和食物的关系b 种群增长速率在各阶段是不相同的c s 型增长曲线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 b 2 关于图中种群数量变化说法错误的是 a 种群 j 型曲线只有在理想条件下才能出现b 种群呈 s 型增长过程中 在达到k值之前就是 j 型增长c 自然状态下种群数量达到600时 种群的增长速率为0d 环境条件变化时 种群的k值也会发生相应变化 b 三 种群数量的波动和下降阅读教材p67 p68 完成以下问题 1 影响因素 1 自然因素 如 食物 传染病等 2 人为因素 种植业 养殖业的发展 砍伐森林 猎捕动物 环境污染等 2 数量变化 大多数种群的数量总是在中 在不利条件下 种群的数量还会急剧下降甚至消亡 3 研究意义 对有害动物的防治 野生生物资源的 濒危动物种群的拯救和恢复都有着重要意义 气候 天敌 波动 保护和利用 判断 1 种群数量的变化包括种群数量的增长 波动和下降三种类型 2 一般通过影响种群的出生率和死亡率 使种群数量产生波动 3 种群数量波动 说明该生物的生存环境已遭到破坏 四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化阅读教材p68 p69 完成以下问题 1 实验原理 1 酵母菌可以用液体培养基来培养 培养基中酵母菌种群数量的增长情况与培养液中的成分 ph 温度等因素有关 2 计算酵母菌种群数量时可用的方法 3 以培养液中的酵母菌种群和为坐标轴作曲线 从而掌握酵母菌种群数量的变化情况 2 实验过程 1 将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中 2 将酵母菌接种于试管中的培养液中并 3 将试管在28 条件下连续培养7d 空间 抽样检测 数量 时间 混合均匀 4 每天采用检测方法计数酵母菌 计数方法如下 计数计数室内酵母菌 多取几个计数室取平均值 设为a 列表记录如下 5 将所得数值用曲线图表示出来 分析酵母菌种群数量变化规律 抽样 课堂探究解疑难 提能力 j 型和 s 型增长曲线的分析 探究一 问题引领 1 思考 j 型增长曲线与 s 型增长曲线的不同 若将两种曲线平移到一个坐标系内将会出现什么不同 导致两者不同的原因是什么 2 s 型增长曲线在生产 生活中有何指导意义 教师参考 1 j 型增长曲线 1 公式nt n0 t n0为该种群的起始数量 t为时间 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 nt表示t年后该种群的数量 1 种群密度增大 为增长型种群 1 可用图甲表示 2 s 型增长曲线 1 k值的分析k值时 种群的出生率等于死亡率 不考虑迁入和迁出的影响 从种群数量增长开始到k值之前 出生率一直大于死亡率 2 s 型曲线增长速率 图乙 由图可知 种群增长速率先增大后减小 最后变为0 即k值时 t1对应k 2值 t2对应k值 3 种群数量两种增长方式的差异两种增长方式的差异 主要在于环境阻力对种群数量增长的影响 按照达尔文自然选择学说 就是通过生存斗争淘汰的个体 可用图丙表示 4 应用 解析 甲曲线的数学模型为nt n0 t 其中 表示种群第二年的数量是第一年的倍数 典例1 如图为两种生物种群的生长曲线 以下说法错误的是 a 按甲曲线增长的种群无k值 无种内斗争 增长率始终不变b 按乙曲线增长的种群到a点后种内斗争最为激烈 且增长速率为零c 按乙曲线增长的不同种群在同一环境下 b点时的增长速率不同 但均为最大值d 甲曲线的数学模型为nt n0 t 其中 代表增长率 答案 d 易错辨析 增长率和增长速率 1 表示种群数量是一定时间前种群数量的倍数 其计算公式为 现有个体数 原有个体数 2 种群增长率是指种群在单位时间内种群数量增加的部分占初始数的比例 其计算公式为增长率 现有个体数 原有个体数 原有个体数 1 3 种群增长速率是指种群在单位时间内增加的个体数量 其计算公式为增长速率 现有个体数 原有个体数 增长时间 单位可以用 个 年 表示 图示为调查小组同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图 据此图分析 正确的是 a 在这30年中 该种群数量最少的年份是第15年b 第20 30年间种群以稳定的速率增长c 该种群在这30年间的增长符合s型增长模型d 第20年时 该种群的种群数量达到环境容纳量 备选例题 d 解析 根据 的含义 在第1 10年间 1 种群数量增长 在第10 20年间 1 种群数量下降 第20 30年间 1 种群数量维持稳定不变 因此第20年时种群数量是最少的 30年中 种群数量有增加也有减少 不呈 s 型增长 第20 30年种群数量没有发生改变 说明第20年时 种群数量达到环境容纳量 解析 环境阻力对种群增长的影响早在s4点之前就已经出现 防治蝗虫应在蝗虫数量达到s3点之前进行 s3点增长速率较快 既能使产量最大化 又不影响资源的持久利用 渔业捕捞后需控制剩余量在s3点 种群增长速率最大的点是s3 即 k n k值为0 50 题组演练 1 2015湖北武汉期末 自然条件下 种群增长曲线呈 s 型 假设种群的k值为200 n表示种群数量 据表分析不正确的是 a a 环境阻力对种群增长的影响出现在s4点之后b 防治蝗虫应在蝗虫数量达到s3点之前进行c 渔业捕捞后需控制剩余量在s3点d k n k值为0 50时 种群增长速率最大 解析 从图中可以看出 种群数量的增长速率先增大后减小 因此种群数量呈 s 型增长 a错误 第5年时 种群数量为200只 此时种群的增长速率最大 数量接近k 2 因此环境容纳量大约是400只 b正确 第5年到第9年种群数量增长速率下降 但种群数量仍然增加 c错误 如果该种群为东方田鼠的种群数量变化曲线 由于200只左右时种群增长速率最大 此时很难控制田鼠的种群数量 d错误 2 如图表示某物种迁入新环境后 种群数量增长速率 平均值 随时间 单位 年 的变化关系 经调查在第5年时该种群的种群数量为200只 下列有关叙述正确的是 a 由图可知 该物种迁入新环境后 其种群数量一直呈 j 型增长b 理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只c 导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降 种群数量减少的原因主要包括天敌 生活空间和资源等d 如果该种群为东方田鼠 则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患 b 3 请根据如图所示 种群生长 的坐标曲线 回答下列有关问题 1 马缨丹是一种生活于热带地区的有毒植物 为达到观赏目的人们把它引种到夏威夷 一段时间后 马缨丹大量繁殖 对夏威夷的畜牧业造成严重威胁 图中曲线符合马缨丹疯狂蔓延的趋势 2 世界人口增长应该表现为图中曲线 若出现段则表明人口出现了负增长 3 太湖蓝藻事件使太湖美丽的形象大打折扣 若曲线 表示太湖中蓝藻增长曲线 当种群数量达到点后 增长速率为0 4 依据自然界 种群增长 的特点 人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时 应使捕捞后的数量控制在点 原因是 解析 1 根据曲线可知 表示 j 型曲线 表示 s 型曲线 外来物种入侵 短时间内出现 j 型增长 即曲线 2 自然环境下 人口的增长为 s 型曲线 cd段表示种群的数量下降 即人口出现了负增长 3 s 型曲线中当种群数量达到k值即f点时 增长速率为0 4 海洋捕捞作业时 应保证种群的数量在k 2 因为此时的种群增长速率最大 答案 1 2 cd 3 f 4 ee点时种群数量的增长速率最大 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 探究二 典例2 2016黑龙江大庆期末 为研究酵母菌种群密度的动态变化 某同学用1000ml的锥形瓶作为培养容器 棉塞封口 装入200ml培养液 接种酵母菌后在适宜条件下培养 下列有关说法正确的是 a 改变培养液的ph不影响k值 环境容纳量 大小b 可直接从静置的培养瓶中取出培养液稀释后进行计数c 取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数d 若视野中酵母菌数量过多 可以先进行稀释后再计数 解析 环境因素会影响种群的k值 改变培养液的ph会影响k值的大小 将培养瓶中的培养液摇匀后再吸取培养液 取适量培养液滴于血细胞计数板上的计数室中 而非普通载玻片上 若视野中酵母菌数量过多 难以计数 可以先进行稀释后再计数 答案 d 归纳总结探究培养液中酵母菌种群数量的变化的注意事项 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 每天计数酵母菌数量的时间要固定 3 计数时先将盖玻片放在计数室上 将培养液滴于盖玻片边缘 让培养液自行渗入 4 用显微镜计数时 对于压在小方格界线上的酵母菌 应只计数相邻两边及其夹角的酵母菌 5 当小格中的酵母菌过多时 可以增大稀释倍数然后再计数 6 酵母菌数量的变化在时间上形成前后自身对照 所以无须设置对照实验 题组演练 1 在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干 抽样镜检 视野下如图甲所示 图中小黑点代表酵母菌 将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后 稀释100倍 再抽样镜检 视野下如图乙所示 根据实验结果判断 以下叙述正确的是 a 培养5小时后 酵母菌种群密度增加200倍左右b 探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法c 用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体d 培养5小时后 酵母菌种群数量已经达到k值 解析 比较甲 乙两图中中央两格酵母菌数 乙大致是甲的两倍 乙是稀释100倍后的镜检结果 故培养5小时后 酵母菌种群密度增加200倍左右 标志重捕法适用于活动能力强 体型较大的动物 用血细胞计数板计数酵母菌数量时应统计方格内和压在相邻两边及其夹角的菌体 培养5小时后 并不能确定酵母菌种群数量是否已经达到k值 a 2 2016四川成都月考 某小组进行 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 实验 同样实验条件下分别在4支试管中进行培养 结合下表的实验数据 请判断下列说法正确的是 a 试管 与试管 相比 试管 内酵母菌先到达k值 试管 种群数量先下降b 因为在 同样实验条件下 所以4支试管内的种群增长速率一定相同c 从试管中吸出培养液对酵母菌进行计数之前 一定要将试管轻轻振荡几次d 试管 内种群的k值与试管 不同 试管 的环境阻力小于试管 c 解析 当种群刚迁入一个新的环境的时候 若环境适宜种群生存 由于这时种群数量不多 环境中的食物 空间等适宜 没有环境阻力 因此种群初始阶段都经历了 j 型增长 然后环境阻力慢慢增大 种群开始呈 s 型增长 k值指的是环境容纳量 到达k值的时间是由环境阻力的大小决定的 因此4个试管内的种群到达k值的时间不同 其种群增长速率也会有所不同 试管 内的环境阻力较试管 大 因此其种群数量先达到k值 但其积累的有毒物质也较多 故先开始下降 试管 和试管 的培养液体积不同 故环境阻力不同 试管 大于试管 试管内种群的k值也不同 图说教材 值随时间变化的曲线分析 2 1时 种群数量增加 种群出生率 死亡率 其年龄组成为增长型 如图中的1 4年期间 3 1时 种群数量不变 种群出生率 死亡率 其年龄组成为稳定型 如图中的11 13年期间 4 0 1时 种群数量减少 种群出生率 死亡率 其年龄组成为衰退型 如图中的4 11年期间 跟踪训练 假定当年种群数量是一年前种群数量的 倍 如图表示 值随时间的变化曲线示意图 下列相关叙述错误的是 a 0 a年 种群数量不变 其年龄组成是稳定型b a b年 种群数量下降 其年龄组成是衰退型c b c年 种群数量增加 种群呈 s 型增长d c d年 种群数量增加 其年龄组成是增长型 c 解析 由于纵坐标表示当年种群数量是一年前种群数量的 倍 因此当 1时种群数量不变 年龄组成为稳定型 故a正确 当 1 种群增长速度最快 年龄组成为增长型 故d正确 知识回顾与网络构建 1 本课时关键语句 1 描述 解释和预测种群数量的变化 常常需要建构种群增长模型如建立数学模型 其一般步骤为