山东省沂水一中高二生物 4.2 种群的数量变化课件 新人教版.ppt

1 种群具有哪些基本特征 数量特征 2 最基本的数量特征是什么 3 决定种群大小和种群密度的重要因素是什么 4 预测种群数量的变化趋势具有重要意义的种群特征是什么 5 样方法的适用范围是什么 种群密度 出生率和死亡率 迁出率和迁入率 年龄组成和性别比例 种群密度 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 年龄组成 植物和活动能力弱的动物 温故知新 学习目标 1 说明建构种群增长模型的方法2 用数学模型解释种群的数量变化3 关注人类活动对种群数量变化的影响教学重难点 建构种群增长的数学模型 并据此解释种群的数量变化 种群数量的变化 问题探讨 在营养和生存空间没有限制的情况下 某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 填写下表 计算一个细菌在不同时间 单位为min 产生后代的数量 2 根据上表 写出n代细菌数量的计算公式 nn n 3 将数学公式 n 2n 变为曲线图 根据表格中得到的数据 以时间为横轴 以细菌数量为纵轴 画出细菌种群数量增长的曲线 思考 在上述 问题探讨 中 同数学方程式 nn n 相比 曲线图有什么优缺点 曲线图优点 直观缺点 但不够精确 观察研究对象 提出问题 细菌每20min分裂一次 资源空间无限多 细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 nn n 观察 统计细菌数量 对自己所建立的模型进行检验或修正 一 建构种群增长模型的方法 数学模型 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 1 建立数学模型研究方法中包括以下步骤 提出合理的假设 检验和修正 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 研究步骤的正确顺序为 a b c d 同步练习 c 2 下列哪项不是建立数学模型的一般步骤 a 观察研究对象b 提出合理假设c 设置对照实验d 根据实验数据 用数学形式进行表达 c 在自然界中 是否存在类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式呢 我们来分析以下两个实例 思考 实例1 澳大利亚野兔 实例二 环颈雉 在20世纪30年代 人们将环颈雉引入美国的一个岛屿 1937 1942年期间 这个种群数量的增长如下图所示 通过上述两个实例可以看出 自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式 如果以时间为横坐标 种群数量为纵坐标画出曲线来表示 曲线大致呈 j 型 二 种群增长的 j 型曲线 1 种群增长的 j 型曲线 2 是在当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时 讨论1 上述两个实例中种群呈 j 增长的原因有哪些 特别提醒 j 增长的原因 食物空间条件充裕 没有天敌 气候适等 现实条件下 j 型数量增长的两种情形 1 是在实验条件下 理想状态 2 j 型增长的数学模型 1 模型假设 在食物空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等条件下 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年是第一年的 倍 各参数的意义 nt表示t年后该种群的数量 n0为起始数量 t为时间 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 2 种群 j 型增长的数学模型公式 nt n0 t 增长率 第二代个体数 第一代个体数 第一代个体数在 j 型曲线中 增长率 n0 2 n0 1 n0 1 1 是不变的 3 j 型增长的增长率曲线 3 在下列图中 表示种群在无环境阻力状况下增长的是 b 同步练习 4 种群的指数增长 j型 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 c 5 我国海关对凡入境的货物都进行严格检疫 严禁境外有害生物 包括虫卵和微生物 流入境内 若有害生物一旦流入境内适宜的环境中 结果是 有害生物的数量在一段时间内呈 j 型增长 其天敌数量较多 境内生物多样性受到威胁 很快被淘汰a b c d c 思考 j 型增长能一直持续下去吗 解析 自然条件 现实状态 下食物和空间等资源有限 当种群密度增大时 种内斗争加剧 天敌数量增加 导致该种群的出生率 死亡率 当出生率与死亡率 时 种群的增长就会停止 有时会稳定在一定的水平 答案 不能 降低 升高 相等 实例 生态学家高斯的实验 大草履虫种群的增长曲线 三 种群增长的 s 型曲线 1 s 型曲线 种群数量达到环境所允许的最大值 k值 后 将停止增长并在k值左右保持相对稳定 三 种群增长的 s 型曲线 思考 同一种群的k是固定不变的吗 三 种群增长的 s 型曲线 提示 同一种群的k不是固定不变的 会受到环境等因素的影响 环境条件变好 k值增大 环境条件变差 k值减小 讨论 从环境容纳量 k值 的角度思考 1 对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施 2 对家鼠等有害动物的控制 应当采取什么措施 建立自然保护区 改善大熊猫的栖息环境 提高环境容纳量 可以采取措施降低家鼠种群的环境容纳量 如 1 严密储藏食物 断绝或减少它们的食物来源 2 硬化室内地面等措施 减少它们挖造巢穴的场所 3 放养它们的天敌 等等 三 种群增长的 s 型曲线 s 型曲线中的增长率 随着种群数量的增大先增大后减小 1 在种群数量为0 k 2时 逐渐增大 2 k 2时 最大 3 k 2 k时 逐渐减小 4 达到k值 增长率 0 2 s 型曲线的增长率 三 种群增长的 s 型曲线 1 有利于野生生物资源的开发和利用一般将种群数量控制在环境容纳量的一半即k 2值时 种群增长率最大 可提供的资源数量最多 当种群数量大于k 2时 可以猎捕一定数量的该生物资源 则获得量最大 过度猎取时 种群增长率减小 资源总量减少 2 有害生物防治当害虫的数量在k 2以下时 就要进行防治 一旦达到k 2 有害生物繁殖很快 再防治就来不及了 研究 s 型曲线的增长率有什么实践意义 种群数量 种群增长的 j 型曲线 在理想状态下的种群增长 种群增长的 s 型曲线 在有限环境下的种群增长 a b a是种群增长的理论曲线 j 型曲线 时间 种群数量 图中阴影部分表示环境阻力 k 环境所允许的最大值 达尔文的进化理论观点分析 阴影部分表示通过生存斗争被淘汰的个体数量 b是种群实际增长曲线 s 型曲线 拓展 综合 j 型和 s 型曲线 6 在一个玻璃容器内 装入一定量的符合小球藻生活的营养液 接种少量的小球藻 每隔一段时间测定小球藻的个体数量 绘制成曲线 如右图所示 下列4图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是 d 同步练习 7 下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图 曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加 a cd段 增长速度慢 b de段 速度加快 c ef段 变化速率加快 d fg段 速度逐渐变慢 d 8 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续地获得最大捕鱼量 根据种群增长的 s 型曲线 应使被捕鱼群的种群数量保持在k 2水平 这是因为在这个水平上 a 种群数量相对稳定b 种群增长率最大c 种群数量最大d 环境条件所允许的种群数量最大 b 4种群数量达到k值时 都能在k值维持稳定吗 思考 在自然界中 影响种群数量的因素有很多 因此 大多数种群的数量总是在波动之中的 四 种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 在不利条件之下 种群数量还会急剧下降甚至消亡 1 环境因素 如气候 食物 天敌 传染病2 人为因素 人类活动 影响种群数量的因素 四 种群数量的波动和下降 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 五 探究酵母菌种群数量的变化 一 实验原理 酵母菌可以用液体培养基来培养 培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液的成分 空间 ph 温度等因素有关的影响 二 实验目的 初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制 三 实验步骤 1 取相同试管若干支 分别加入5ml肉汤培养液塞上棉塞 2 灭菌后 冷却至室温 分别标记1 2 3 3 将酵母菌接种到试管的培养液中 记录起始数量 n0 做好记录 4 将试管送进恒温箱28 下培养5 每天同一时间采用抽样检测法计数酵母菌数量 6 将所得记录数值用曲线图表示出来 分析实验结果 得出酵母菌种群数量变化规律 四 实验结果及分析 1 根据实验数据可得下图所示增长曲线 2 增长曲线的总趋势是先增加再降低 原因是开始时培养液的营养充足 空间充裕 条件适宜 酵母菌大量繁殖 数量剧增 随着种群密度增大 营养物质消耗 有害代谢废物积累 ph变化加大 酵母菌种内斗争加剧 使酵母菌的出生率小于死亡率 种群数量下降 3 影响酵母菌种群数量的因素可能有营养物质 温度 ph及有害代谢废物等 1 计数时应注意的问题 1 从试管中吸出培养液进行计数前 需将试管轻轻震荡几次 目的是使试管中酵母菌均匀分布 减少误差 2 显微计数时 除了计数小方格内的酵母菌外 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 3 若一个小方格内酵母菌过多 难以数清 则可按一定比例稀释后再计数 4 每天计数酵母菌数量的时间要固定 2 本探究不需要设置对照实验 也不需要重复实验 特别提醒 建构种群增长模型的方法种群增长的 j 型曲线种群增长的 s 型曲线种群数量的波动和下降探究酵母菌种群数量的变化 本节小结 1 自然界中生物种群增长常表现为 s 型曲线 下列有关种群 s 型增长曲线的正确说法是 a s 型增长曲线表示了种群数量和食物的关系b 种群增长率在各阶段是不同的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的制约 b 达标练习 b 2 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 种群的增长率先升高后降低c 在k值之前 不存在种内斗争d 当鱼的种群达到k值时开始捕捞 可持续获得最高产量 3 下图表示某种鱼迁入一生态系统后 种群数量增长速率随时间变化的曲线 下列叙述正确的是 a 在t0 t2时间内 种群数量呈 j 型增长 b 若在t2时种群的数量为k 则在t1时种群的数量为k 2c 捕获该鱼的最佳时期为t2时 d 在t1 t2时 该鱼的种群数量呈下降趋势 b 4 关于种群数量变化的叙述错误的是 a 种群数量的变化包括增长 波动 稳定和下降等b 种群数量的变化主要是由迁入 迁出 出生和死亡引起的c 在自然界中 种群的增长一般呈 j 型型曲线d 在自然界中 种群的增长一般呈 s 型曲线 c 5 某种群死亡率如图中曲线 出生率如图中曲线 则在哪一时期此种群的个体总数达到其生活环境负荷量的顶点 a ab bc cd d c 6 经调查 第一年某种昆虫种群数量为n0 如果在理想的条件下 每年的增长率 1 3保持不变 则第三年该种群数量为 a 1 3n0b 1 69n0c 2 3n0d 5 29n0 b 7 右图是某 动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图 下列说法不正确的是 a c点以后环境阻力明显变大b 图中表示种群增长率最快的点是bc 图中a点的种群增长率大于d点d 图中第8年后 种群数量不可能发生变化 d 8 右图所示为自然环境中生物种群数量变化曲线 下列有关叙述错误的 a 竭泽而渔 会使鱼虾数量下降至b以下 使生态系统发展停滞甚至崩溃b d处波动主要是因为出生率和死亡率变动所致c 若该种群在c点时数量为400 则b点