2021届高三一轮复习基础知识详讲课件：12种群数量的变化高中生物精品公开课

1、迁入率和迁出率数量特征种群密度年龄组成性别比例出生率和死亡率空间特征：均匀分布型、随机分布型、集群分布型 整体大于部分之和， 种群有而个体没有的特征 概念：在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和。种群特征小结最基本，最主要的特征直接决定种群密度的预测种群密度间接影响种群密度第2节 种群数量的变化0204060802021222324分裂假设营养和生存空间没有限制细菌繁殖产生的后代数量会如何？时间（min）细胞数细菌繁殖产生的后代数量讨论：1、180min后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？解：n 180min min9N99= 512Nn n2、n代细菌的数量是多少？计算公式是什么？曲线

2、图与数学公式比较，优缺点？数学公式：精确，但不够直观。数学公式：Nn=2n曲线图： 直观，但不够精确1、数学模型的概念： 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2、数学模型的种类： 数学方程式法数据表格法坐标曲线法Nn2n一、建构种群增长模型的方法 模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式，模型一般可分为概念模型、物理模型和数学模型三大类。1概念模型 含义：指以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的规律和机理进行描述、阐明。 例如光合作用示意图、中心法则图解、免疫过程图解、过敏反应机理图解、达尔文的自然选择学说的解释模型等。 概念模型的特点是图示比较

3、直观化、模式化，由箭头等符号连接起来的文字、关键词比较简明、清楚，它们既能揭示事物的主要特征、本质，又直观形象、通俗易懂。2物理模型 含义：根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，其状态变化和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。 如生物体结构的模式标本、细胞结构模式图、减数分裂图解、DNA分子双螺旋结构、生物膜流动镶嵌模型等。 物理模型的特点是：实物或图画的形态结构与真实事物的特征、本质非常相像，大小一般是按比例放大或缩小的。3数学模型 含义：用来定性或定量表述生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等。 如组成细胞的化学元素饼状图，

4、酶的活性受温度、酸碱度影响的曲线图，光合作用中随光照强度、温度、CO2等条件变化时光合作用强度的变化曲线，有丝分裂和减数分裂过程中染色体、染色单体以及DNA数量的变化曲线规律，碱基与氨基酸的对应关系，基因分离定律和自由组合定律的图表模型，用数学方法讨论种群基因频率的变化，探究自然选择对种群基因频率的影响，同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线，“J”型种群增长曲线的数学模型和公式NtN0t，能量金字塔等。 3、建立数学模型的一般步骤观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达细菌每20min分裂一次资源空间

5、无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响NnnN代表细菌数量，n表示第几代 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正研究实例研究方法时间分钟20406080100120140160180细菌数量 2 4 8 16 32 64 128 256 5124、将数学公式（Nn2n）变为曲线图以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线3、每20min繁殖一代，完成表格1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔，但谁也没想到，一个世纪之后，这个澳洲“客人”的数量呈指数增长，达到6亿只以上。 实例一二、种群增长的“J”型曲线20世纪30年代，人们将环颈雉引入到美

6、国的一个岛屿，在19371942年期间，这个环颈雉种群的增长曲线大致呈“J”型。实例二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“”型。理想状态下二、种群增长的“J”型曲线世界人口的指数增长曲线实例三1、产生条件： 理想状态食物充足，空间无限，气候适宜，没有敌害等。常发生在新物种迁入的开始阶段、实验条件下。（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，为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 3、特点：种群的数量每年以一定的倍数增长，增长率保持不变。二、种群增长

7、的“J”型曲线种群增长率：指在单位时间内，种群数量增加的量占初始数量的比例，是一个百分比，无单位。种群增长速率：指种群数量在单位时间内的改变数值，有单位（如：个/年等）增加数量初始数量增加数量时间NtN0t，代表种群数量增长倍数，不是增长率。对“”的理解1时，种群密度增大；种群密度保持稳定；种群密度减小。1时，1时，1倍和2倍的关系这是我们中国人特有的逻辑混乱。人们经常这么说，我是你的1倍，意思表达的是“我比你多1倍”。如果真是和你一样，人们就不这么说了，而说和你“一样”或和你“相同”。从这个意义上来说，1倍=2倍! 1倍和2倍的关系?常常就都是两倍的关系! 严格的数学意义上，1倍还是本身，2

8、倍就是原数乘以2。存在环境阻力食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高。 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。“J”型增长能一直持续下去吗？有实例证明吗高斯对大草履虫种群研究的实验 生态学家高斯把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数量，经过反复实验，结果如图： A 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。现实状态三、种群增长的“S”型曲线 K值：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称为环境容纳量。种群数量“S”型增长曲线（种群数

9、量）K/2K种群数量增长率时间D: 出生率死亡率，即种群数量处于K值。B: 出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。种群密度、种群数量变化、种群增长率曲线的关系自然增长率出生率死亡率环境容纳量（K值） 环境容纳量（K值）它不是固定不变的 ：（1）同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响，在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动。当环境遭受破坏时，K值下降；当生物生存环境改善时，K值上升。 （2）在K值时，出生率等于死亡率，种群增长率为零。（3）出生率与死亡率之差最大，种群增长率也最大，即种群数量处于K/2值。（4）K值时，种群密度最大；并且此时，种群个体间的竞争也最

10、激烈。 若进行捕捞，最容易获得最大的日捕捞量。（5）J型曲线是没有K值的，S型曲线才有K值。 K值应用 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？降低有害动物的K值：如：1、将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；2、室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；3、养殖或释放它们的天敌，4、机械扑杀、药物扑杀等等。三、种群增长的“S”型曲线提高K值：建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什

11、么？ 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，应使大于K2时捕捞，捕捞后保持在K2水平。这样即可获得较大捕捞量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。K/2aKK/2的应用资源开发与利用K/2务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控)K/2的应用有害生物防治：用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线时间种群数量J型曲线S型曲线K值1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。2、图中阴影部分表示：环境阻力； 用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”型曲

12、线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？“J”型曲线“S”型曲线形成条件种群的增长率有无K值适用范围无限理想条件下有限自然条件下无K值有K值先增长后减少稳定不变（如：） “J”型曲线与“S”型曲线的比较一般只适用于实验室条件，以及种群迁入新环境中最初一段时间一般为自然种群的增长问题：还有其他类型的自然种群数量增长吗？大多数种群的数量总是在波动之中的， 东亚飞蝗种群数量的波动四、种群数量的波动和下降（1）影响种群数量变化的因素：A.内部/直接因素：出生（死亡）率、迁入（出）率、年龄组成、性别比例。B.自然/间接因素：空间、气候、食物、天敌、传染病、自然灾害等。C.人为/重要因素：对野生生物

13、的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。（2）种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。（3）影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。1、有利于野生生物资源的合理利用及保护。 2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 3、通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。4、有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。五、研究种群数量变化的意义云豹的保护苍鹭的保护救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾熊猫的保护探究：培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系实验原理： 种群的数量变化有一定的规律。在理想条件下，

14、种群呈“J”型增长，在有限的环境下，种群呈“S”型增长。 酵母菌生长周期短，增殖速度快，在实验室条件下，用液体培养基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。一、血球计数板1、血球计数板的结构 血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物数量的仪器。 血球计数板的构造血球计数板的计数原理汉水丑生侯伟作品2、计数大方格中方格小方格计数室通常也有两种规格1625型： 即大方格内分为16中格，每一中格又分为25小格2516型： 即大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格。 不管计数室是哪一种构造，其每一大方格都是由1625=2516=400个小方格组成。 3、计算 每一个大方格边长为1

15、mm，则每一大方格的面积为1mm2，盖上盖玻片后，载玻片与盖玻片之间的高度为0.1mm，所以计数室的容积为0.1mm3。 1mm1mm0.1mm= 0.1mm31、换算成一个大方格中酵母菌的数量2、将一个大方格（0.1mm3）换算成1ml3、将1ml换算成10ml计算步骤：例1 通常用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数，若计数室为1mm1mm0.1mm方格，由400个小方格组成。若多次重复计数后，算得每个小方格中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有 个。5400 104 10 =21081ml=1cm3=103mm31、2、3、 酿酒和做面包都需要酵母菌。这些酵母菌可以用液体培养

16、基（培养液）来培养。培养液中酵母菌种群的增长情况，与发酵食品的制作有密切关系。 1.怎样进行酵母菌的计数？ 提示：对一支试管中的培养液（可定为10mL）中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。2.从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为了使酵母菌分布均匀。3.如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取怎样的措施? 稀释

17、4.对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数? 约定俗成的方法是 计上边左边及其夹角 实施计划：首先通过显微镜观察，估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），在此之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。汉水丑生侯伟作品第 1 天汉水丑生侯伟作品第 4 天第 6 天汉水丑生侯伟作品第 7 天汉水丑生侯伟作品 一定体积培养液中酵母菌种群数量变化实验结果1（106个）2（106个）3（106个）4（106个）5 （106个）6 （106个）7 （106个）8（106个）第天1.53.58.52.51.52.521第一天4.58.519.552.55.543第二天11.5222518.5211613.518第三天2336.584.565.52828.534.570.5第四天48.5127.51731171843658114.5第五天109123.5228.595.521372194.5239.5第六天177124237206.5198215.5205.9170.5第七天136193386222.5185133156.5125第八天139197.5220.5