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3

第四章 种群和群落 第2节种群数量的变化 自主学习 一 构建种群增长模型的方法 数学模型1 研究方法或步骤 合理的假设 数学形式 细菌数量 第几代 曲线 时间 种群数量 食物和空间 一定的倍数 Nt N0 t 趋于稳定 有限的 加剧 增加 降低 增高 环境容纳量 种群最大数量 环境容纳量 四 种群数量的波动和下降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 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 气候 天敌 波动 保护和利用 1 种群增长速率与种群数量间存在怎样的关系 提示 增长速率与种群数量不是一个概念 只要增长速率为正值 种群数量就在增加 增长速率为零 种群数量恒定不变 增长速率为负值时 种群数量应下降 2 研究种群数量的变化对于野生生物资源的合理开发和利用有何重要意义 提示 在野生生物资源的合理开发和利用上 一般将种群数量控制在环境容纳量的一半 K 2 时 种群增长速度最快 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 且获得量最大 思考 新知解读 1 J 型曲线 1 J 型增长的坐标曲线种群在资源 空间 食物等无限的条件下 其增长速率不受种群密度限制 通常呈指数增长 又称 J 型增长 如图所示坐标曲线 知识点1种群数量变化曲线 Y 2 特点种群的增长率保持不变 当 1时 种群呈 J 型增长 当 1时 种群保持稳定 当 1时 种群数量下降 当 0时 种群无繁殖 下一代将灭亡 2 S 型曲线 1 对 S 型曲线的分析 S 型曲线的变化是逐渐的 平滑的 而不是骤然的 种群数量达到K值后并不是一成不变的 而是围绕K值上下波动 2 K值 即环境容纳量 是指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 种群数量达到最大值 K值 以后保持相对稳定 3 种群 S 型增长曲线分析 4 应用 为了保护生物资源不受破坏 并能持续地获得最大捕获量 根据种群增长的 S 型曲线 应该在种群数量略大于K 2时进行捕获 为保护大熊猫 应提高其环境容纳量 如建立自然保护区等 为控制有害动物 应降低其环境容纳量 如养殖蝗虫的天敌鸡 鸭 鹅等 5 种群增长的 J 型曲线和 S 型曲线的比较 1 与年龄组成的关系 1 种群密度增大 为增长型种群 1 种群密度减小 为衰退型种群 1 数量不变 为稳定型种群 2 在 S 型曲线图中 有一段时期近似于 J 型曲线 但这一段不等于 J 型曲线 因为 J 型曲线是理想条件下的种群增长趋势 S 型曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势 知识贴士 种群在理想环境中 呈 J 型曲线增长 如下图中甲 在有环境阻力条件下 呈 S 型曲线增长 如下图中乙 下列有关种群增长曲线的叙述正确的是 A 若该图表示草履虫种群增长曲线 当种群数量达到e点后 增长速率接近0 X 典例1 A B 种群中出现环境阻力是在d点之后C 若该图表示蝗虫种群增长曲线 则虫害的防治必须在c点进行D K值是环境容纳量 不随环境的变化而变化 解析 J 型曲线和 S 型曲线的交叉阴影部分是环境阻力的影响 因此环境阻力应该出现在c点之后 防治害虫越早越好 当到c点时 是蝗虫繁殖速率最快的时候 这个时候防治效果甚微 应该在b点之前防治 K值是环境容纳量 会随环境改变而改变 迁移应用1 如图所示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线 根据该曲线可以得出 A t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型B t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失C 该种小型淡水鱼在新的环境中呈 J 型增长D 该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍 D 解析 t3时种群的增长速率已经由最大逐渐变小 但种群数量仍然是在增长 因此该种小型淡水鱼的年龄组成为增长型 t4时种群的增长速率为0 该种小型淡水鱼在新环境中数量达到了最大值 K值 此时种群的出生率等于死亡率 种群比较稳定 从该种群增长速率随时间变化的曲线可知 该种小型淡水鱼在新的环境中呈 S 型增长 t2时种群的增长速率为最大 种群的数量为K 2 1 实验原理 1 用液体培养基培养酵母菌 种群的增长受培养液的成分 空间 pH 温度等因素的影响 2 在理想的无限环境中 酵母菌种群的增长呈 J 型曲线 在有限的环境下 酵母菌种群的增长呈 S 型曲线 知识点2探究培养液中酵母菌种群数量的变化 Y 2 实验流程 3 实验结果分析 1 酵母菌增长曲线图 2 趋势 先增加再减少 3 分析 增长 在开始时培养液的营养充足 空间充裕 条件适宜 因此酵母菌大量繁殖 出生率高于死亡率 种群数量剧增 稳定和波动 随着酵母菌数量的不断增多 营养消耗 pH变化 有害产物积累等 酵母菌死亡率逐渐升高 当死亡率等于出生率时 种群数量不再增长 衰退 随生存条件进一步恶化 酵母菌死亡率高于出生率 种群数量下降 4 实验中的注意事项 1 在从试管中吸取培养液前 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 减小误差 2 每天取样的时间要尽量保持相同 并做到随机取样 3 若取出的液体中酵母菌密度过大 可以增加稀释倍数 4 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 5 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顶角的酵母菌 类似于 样方法 6 结果的记录最好用记录表 如下表 探究酵母菌种群数量变化实验中的两个注意点 1 本实验中是有对照组的 除了设置养料或温度等条件不同形成对照外 接种的酵母菌要相同 2 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 而不是培养液在前 知识贴士 为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 某同学进行了如下操作 其中错误的是 A 将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中 在适宜条件下培养B 将培养液振荡摇匀后 用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液C 在血细胞计数板中央滴一滴培养液 盖上盖玻片 并用滤纸吸去边缘多余培养液D 将计数板放在载物台中央 待酵母菌沉降到计数室底部 在显微镜下观察 计数 X 典例2 C 解析 酵母菌在培养时一般用葡萄糖作为培养液 在计数取液时一定要摇匀后才能吸取 应该让培养液自行渗入到计数室 而不是滴在计数板的中央 迁移应用2 下列关于 培养液中酵母菌种群数量的变化 实验的相关操作 正确的是 A 培养用具必须经过严格的灭菌处理 培养液则不需灭菌B 培养酵母菌时 必须去除培养液中的溶解氧C 从瓶中吸出培养液进行计数之前 不必摇匀培养瓶中的培养液D 为了方便酵母菌计数 培养后期的培养液应先稀释后再计数 解析 培养用具与培养液都需灭菌 酵母菌是兼性厌氧菌 培养酵母菌不必去除培养液中的溶解氧 从瓶中吸出培养液进行计数之前 应摇匀培养瓶中的培养液 使酵母菌分布均匀 培养后期的培养液中酵母菌种群密度较大 应先稀释后再计数 D 知识构建 问题释疑 一 问题探讨1 Nn 2n N代表细菌数量 n代表 代 2 N 2216 3 细菌数量不会永远按这个公式增长 可以用实验计数法来验证 二 旁栏思考题1 提示 同数学方程式相比 曲线图表示的数学模型不够精确 2 提示 食物充足 没有天敌 气候适宜等 3 提示 同一种群的K值不是固定不变的 会受到环境的影响 三 思考讨论提示 对家鼠等有害动物的控制 可以采取器械捕杀 药物捕杀等措施 从环境容纳量的角度思考 可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量 如将食物储藏在安全处 断绝或减少它们的食物来源 室内采取硬化地面等措施 减少它们挖造巢穴的场所 养殖或释放它们的天敌 等等 指点迷津 1 S 型曲线K值的不同表示方法图中A B C D对应的种群数量为K值 A C D 对应的种群数量为K 2 某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查 请根据相关调查材料回答问题 图甲表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长速率随时间的变化曲线 请分析回答 典例3 1 图乙中A B两图中能反映鱼种群数量的变化曲线的是 这种鱼在t2时期后 种群数量不再增加 其主要原因是 在t1时该种群的年龄组成可能为 型 2 一般野生动植物种群的数量控制在环境容纳量的一半 即K 2 此时种群 最快 可提供的资源数量也最多 而又不影响资源的再生 当种群数量大于K 2时种群的 开始下降 所以在开发动植物资源时 种群数量大于K 2时就可以获取一定数量的该生物资源 而且获得的量 当过度获取导致种群数量小于K 2时 种群的增长速率将会减慢 获取的资源数量将减少 而且还会影响资源的再生 B 种内斗争加剧 和捕食者增加 种群的出生率与死亡率处于平衡状态 种群数量不再增加 增长 增长速率 增长速率 最大 1 2017 全国卷 5 假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长 该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示 若要持续尽可能多地收获该种家禽 则应在种群数量合适时开始捕获 下列四个种群数量中合适的是 A 甲点对应的种群数量B 乙点对应的种群数量C 丙点对应的种群数量D 丁点对应的种群数量 解析 根据题图 种群数量约为最大种群数量的1 2时 种群增长率最大 种群有最大持续产量 与甲 乙 丙点相比 在丁点时捕获 捕获后使种群处于最大增长率附近 能达到持续尽可能多地收获该种家畜的目的 D 2 2017 江苏卷 5 某小组开展酵母菌培养实验 下图是摇瓶培养中酵母种群变化曲线 下列相关叙述正确的是 B A 培养初期 酵母因种内竞争强而生长缓慢B 转速150r min时 预测种群增长曲线呈 S 型C 该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法D 培养后期 酵母的呼吸场所由胞外转为胞内 解析 培养初期 酵母菌数量较少 种内竞争微弱 A项错误 由于营养和空间有限 酵母菌的种群增长曲线呈 S 型 B项正确 本实验中 酵母菌计数应该选用血细胞计数法 C项错误 酵母菌的细胞呼吸场所一直在细胞内 D项错误 3 2017 全国卷 31 林场中的林木常遭到某种山鼠的危害 通常 对于鼠害较为严重的林场 仅在林场的局部区域 苗圃 进行药物灭鼠 对鼠害的控制很难持久有效 回答下列问题 1 在资源不受限制的理想条件下 山鼠种群的增长曲线呈 型 2 在苗圃进行了药物灭鼠后 如果出现种群数量下降 除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外 还应考虑的因素是 3 理论上 除药物灭鼠外还可以采取生物防治的方法控制鼠害 如引入天敌 天敌和山鼠之间的种间关系是 4 通常 种群具有个体所没有的特征 如种群密度 年