北师大版必修3 生物群体的动态平衡第1节种群的相对稳定第2课时种群数量的变动 课件.ppt

第2课时种群数量的变动 第3章第1节种群的相对稳定 目标导读 1 阅读教材 分析大肠杆菌数量增长的过程 建立种群数量指数增长的数学模型 2 结合教材p73 74的探究 尝试建构种群逻辑斯蒂增长的数学模型 3 通过对 s 型曲线的分析 学会用种群增长模型分析实际问题 并指导实践 重难点击 根据实例建构种群增长的 j 型 s 型数学模型 并据此解释种群数量的变化和指导实践 一种群的指数增长 二种群的逻辑斯蒂增长 当堂检测 内容索引 一种群的指数增长 如图所示 在自然界中 种群的数量由于受到各种因素的影响总是变动着的 试结合下面的材料 阅读教材 探讨种群在理想条件下的数量变化规律 1 若细菌的营养和生存空间没有限制 请你仔细观察细菌分裂繁殖的规律 完善下表 1 观察上表中细菌数量 n 和繁殖代数 n 之间的关系 写出相应的方程式 这种增长 我们称为增长 4 5 6 9 16 32 64 512 n 2n 指数 2 根据所得到的方程式 在给出的坐标系中画出细菌种群数量增长的曲线 答案 答案 答案 3 上述得到的方程式和曲线图 实际上是在用某种恰当的数学形式来表达种群数量的变化实质 请思考同数学方程式相比 曲线图有什么优点 答案同数学方程式相比 曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势 4 在一个培养基中 细菌的数量会一直按照上述数学模型增长吗 为什么 如何验证你的观点 答案不会 因为培养基中的营养物质有限 空间等也有限 细菌不可能无限繁殖 可以用实验计数法来检验或修正 2 在20世纪30年代 人们将环颈雉 如图甲 引入美国的一个岛屿 下图乙是在1937 1942年期间该种群数量的增长曲线图 1 从图乙看出 自然界确实有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式 即在理想条件下种群增长的曲线为 型 j 2 类比前述细菌种群数量模型构建过程 若在食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等条件下 某种群的起始数量为n0 并且第二年的数量是第一年的 倍 该种群每年的增长倍数都保持不变 则 一年后种群数量n1 两年后种群数量n2 t年后群数量nt 用t表示时间 nt表示t年后该种群的数量 若 1 请绘出数学方程式nt n0 t中种群数量nt随t的变化曲线图 答案 n0 n0 2 n0 t 答案 1 种群增长率指在一段时间内 结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例 2 j型 曲线中年增长率公式可表示为种群增长率 nt nt 1 nt 1 1 由于 是个定值 则种群增长率也是个定值 若 1 种群数量不变 0 1 种群数量则减小 0 雌体没有繁殖 种群在下一代中灭亡 小贴士 指数增长的解读 1 下图表示在良好的生长环境下 小球藻分裂繁殖中的个体数量 鸡产蛋数量 每天一个 和竹子自然生长的高度 这三种现象与时间的关系依次是 答案 a 乙 甲 丁b 甲 丙 丁c 丙 甲 乙d 丁 乙 丙 解析 解析小球藻是分裂繁殖 速度快 生长环境良好 说明资源充足 所以呈指数增长 鸡每天产一个蛋 所以随时间 天数 的增加 产蛋数增长如图甲 竹子自然生长的高度 受到遗传因素 基因 的控制 所以长高到一定程度不再长高 因而呈逻辑斯蒂增长 问题导析 关键信息 小球藻为单细胞生物 分裂生殖 呈增长 鸡产蛋特点 每天一枚 增长 竹子自然生长 达到一定高度后 填 不再 或 持续 增长 2n指数式 等差 不再 二种群的逻辑斯蒂增长 指数增长是理想条件下细菌数量增长的特点 在自然界中 种群的数量变化情况是怎样的呢 试结合教材实验进行探究 1 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 1 提出问题 2 作出假设酵母菌的种群数量变化可能是 和波动这三种形式不同顺序的组合 培养液中酵母菌种群的数量是怎样变化的 加速增长 减速增长 3 探究步骤 将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中 将酵母菌到试管中的培养液里 将试管放在条件下培养 每次取材料的时间间隔要相等 例如1h 用计数 并将实验结果填入自己设计的记录表中 接种 25 显微镜 分析数据 画出曲线 进行数形转换 以为横坐标 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 时间 酵母菌数量 2 思考与讨论 1 从试管中吸出培养液进行计数之前 为什么要轻轻振荡几次 2 该探究需要设置对照及重复实验吗 3 若一个小方格内酵母菌过多 难以数清 应采取的措施是什么 4 对于压在小方格界线上的酵母菌 怎样计数 使酵母 菌均匀分布 计数准确 不需要设置对照实验 但需要重复实验 随着时间的延续 酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照 所以无需设置对照实验 但要获得准确的实验数据 必须重复实验 求得平均值 增大 稀释倍数后再计数 只计算相邻两边及其顶 角的酵母菌 3 将实验结果绘制成曲线如下 请分析 1 该模型曲线类似于英文字母 因此称为型曲线 该曲线大致分为四个阶段 ab 调整期 最初阶段 酵母菌到了新环境有一个适应的过程 增长缓慢 s s bc 加速增长期 酵母菌适应了环境 这时种群数量 营养 空间 出生率死亡率 增长加快 cd 减速增长期 种群数量增加 对食物和空间的争夺加剧 出生率 死亡率 增长变缓 de 稳定期 增长速度继续变缓 最终出生率死亡率 种群的数量不再增加 达到 此时种群的数量达到最大值k 少 充足 显著大于 下降 上升 等于 动态平衡 2 k的含义及其应用 当种群数量n小于k 2时 种群 当种群数量n达到k 2时 种群增长速度 当种群数量n大于k 2时 种群开始 当n接近于k时 出生率死亡率 此时种群的增长速率为 种群数量趋于 种群不再 同一种群的k值是固定不变的吗 同一物种的不同种群的k值一定相同吗 影响k值大小的因素有哪些 答案不是 不一定 生物自身的遗传特性和所生存的环境条件 快速增长 最大 减速增长 等于 零 稳定 增长 答案 k值在实际生产生活中有着重要的指导意义 请分析 a 大熊猫栖息地遭到破坏后 食物和活动范围缩小 k值变 而建立自然保护区 改善其栖息环境 可以提高 从根本上保护大熊猫 b 若要控制鼠害 我们可采取什么具体措施以便降低k值 答案养殖或释放天敌 打扫卫生 硬化地面 将食物储存在安全处 c 若要持续从池塘中获得鱼类资源 则应该使捕捞后鱼群的数量维持在 原因是 小 k值 答案 k 2 k 2时 种群增长速率最大 这样既可获得最大利用量 又可保持种群的可持续性发展 3 已知种群增长速率是指单位时间内种群数量的变化率 即时间 种群中的个体数曲线的斜率 请在下面坐标系中绘出上述曲线的种群增长速率随时间的变化曲线 并思考 答案 答案 t2时种群数量为 t2时该种群的年龄结构为 t3时种群数量为 t2 t3该种群数量的变化为 k 2 增长型 k 增加 j 型和 s 型曲线总结 2 如图所示为某种群的数量变化曲线 判断下列说法的正误 答案 1 b b点种群增长速率最大 种群数量在k 2左右 此时种内斗争也最激烈 解析 2 c点种群增长速率明显减小只是由种内斗争引起的 3 处理好这种生物与环境的协调与平衡 需要考虑k值的大小 4 当这种生物与环境达到协调与平衡后 在e点达到k值 k值将固定不变 5 进行海洋渔业捕捞后 鱼类的数量应维持在b点 6 c d段种群数量仍在增长 答案 学习小结 种群数量的变动 适宜环境中细菌的繁殖 培养液中酵母菌数量的动态变化 增长 增长 型曲线 公式 型曲线 k的含义及应用 指数 逻辑斯蒂 j nt n0 t s 当堂检测 1 下列关于种群数量变化的叙述中 不正确的是a 在理想条件下 种群数量增长可用一定的数学模型表示b 一个物种引入新的地区后 一定呈指数增长c 对家鼠等有害动物的控制 要尽量降低其k值d 研究一个呈逻辑斯蒂增长的种群的增长速率可预测其k值 答案 1 2 3 4 解析 解析一个物种引入新的地区后 当地环境可能不适宜其生长繁殖 故其增长也不一定呈指数增长 呈逻辑斯蒂增长的种群 其增长速率最大值一般出现在k 2时 只要统计此时的种群数量就可估算出k值 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成正相关c 利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比可防止c点出现d 在d e段 该种群的增长率不变 答案 解析 1 2 3 4 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 使种群性别比失调 从而出生率降低 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 1 2 3 4 3 在有0 5ml培养液的培养瓶中放入5只大草履虫 然后每隔一天统计一次大草履虫的数量 经过反复实验 得出如图所示的结果 对这一结果的分析 错误的是 答案 解析 1 2 3 4 a 大草履虫的生长呈现出逻辑斯蒂增长b 从大草履虫放入瓶内第一天起进入指数增长期c 在第四天至第六天中 种群的出生率约等于死亡率d 该瓶中大草履虫种群的k值约为400 1 2 3 4 解析根据图像可看出 这是典型的 s 型曲线 大草履虫放入瓶内第一天产生的新个体很少 这是因为大草履虫要对新环境有一个短暂的调整或适应过程 从第2天开始 草履虫进入到指数增长期 4 5 6天由于食物减少 空间不充足 大草履虫的种内斗争加剧 种群数量相对稳定 4 如图为种群在不同环境条件下的增长曲线 据图回答问题 1 2 3 4 1 a曲线呈 j 型 表示种群在 中的增长 2 b曲线呈 s 型 表示种群在 中的增长 阴影部分表示 用达尔文进化理论解释 这是 的结果 无环境阻力 答案 有环境阻力 由于环境阻力 导致种群个体数实际增长与理论值的差异 生存斗争 3 若 s 型曲线表示某个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线 那么 k点以后曲线保持不变的原因是 答案