高中生物人教必修3课件第4章第2节

1、成才之路 生物,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修3,种群和群落,第四章,第2节种群数量的变化,第四章,1种群“J”型增长公式中的“”不等同于种群增长率 所谓种群增长率是指在一段时间内，新增加的个体数占原来个体数的比例。用公式可表示为种群增长率(NtN0)/N0Nt/N011。公式变形可得1种群增长率，由于“J”型增长曲线中种群增长率不变，故不变。显然，为某时段结束时种群数量占初始数量的比例，而非种群增长率。,目标导航： 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。(难点) 3用数学模型解释种群数量的变化。(重点) 4关注人类活

2、动对种群数量变化的影响。,情境导入：,由于今年甘肃主要草原地区气温较往年偏低，加之持续干旱等因素不利于害虫和虫卵及害鼠越冬，随着近期草原大部分地区气候渐暖、降水增多，甘南高海拔地区草原和河西荒漠草原逐渐返青，今年草原鼠害将偏重发生，预计危害面积达7625万亩。 为此，甘肃草原部门目前已在重点区域购置配置药物、大型喷洒机械严阵以待，安排部署相应防控措施。一场人鼠大战已在甘南草原展开。,问题探究：你知道当地工作人员利用哪些生态学原理对鼠害进行有效防治的吗？ 提示：降低其环境容纳量。(包括断绝鼠粮、防鼠建筑、建立环境卫生制度，消除鼠类隐蔽住所，控制、改造、破坏有利于鼠类生存的环境条件),时间,种群数

3、量,食物和空间,一定的倍数,NtN0t,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？ 2哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？同种生物的K值是固定不变的吗？ 答案：1.提示：增

4、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。,思 维 激 活,2提示：食物、栖所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。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。当种群偏离平均值的时候会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。 当环境遭受破坏时，K值会下降；当生物生存的环境改善时，K值会上升。,(一)问题探讨 1Nn2n，N代表细菌数量，n代表“代”。 2N2216。 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)

5、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。,1.种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较,种群增长两种曲线的分析,要 点 归 纳,2.“S”型曲线的K值及其分析 (1)K/2与K值在实践中的应用,(2

6、)K值变动的示意图 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。当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。生物生存的环境遭受破坏，K值会下降；生物生存的环境改善，K值会上升。,(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。,种群在理想环境中，呈“J”型曲线增长(如

7、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(),典 例 导 析,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 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 DK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。 答案A,下图所示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊

8、后种群增长速率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出(),At3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型 Bt4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 答案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。

9、,(1)在自然界中，影响种群数量的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等。因此，大多数种群的数量总是在波动中。 (2)在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至灭绝。如第二次世界大战时，捕鲸业停了下来，鲸的数量恢复到较高的水平。战后捕鲸船的吨位不断上升，鲸的捕获量越来越大，导致许多鲸的种群数量急剧下降，有的鲸濒临灭绝。,种群数量的波动和下降,要 点 归 纳,(3)种群数量的变化主要是由迁入率和迁出率、出生率和死亡率引起的。所以凡是影响到出生率和死亡率、迁入率和迁出率的因素都可影响种群数量的变化，如气候、食物、被捕食、传染病等。 (4)研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的

10、防治，野生生物资源的保护利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。,如图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是(),典 例 导 析,Acd段波动主要是因为出生率和死亡率变动所致 B“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 C灭鼠时如果仅杀死一半老鼠，可能效果适得其反 D自然界中生物的环境容纳量只能在一定范围内波动，不会被突破,解析cd段种群数量曲线围绕最大值K上下波动，是由于出生率和死亡率变动所致。针对图像的特征，捕鱼、采伐等的时机应选择在K/2(即图像中的b点)以上，如果捕杀老鼠至一半时，老鼠反而会大量增长。在一个特定环境中K值基本是稳定的，

11、但是如果环境发生了很大的变化，K值也会被突破，并且会随着环境的改变而改变。如建立大熊猫自然保护区，改善大熊猫的生存环境，从而提高环境容纳量。 答案D,某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是(),A若A点时环境因素发生变化，但食物量不变，则A点以后个体数量变化不符合“S”型增长 B若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅走过B点 C天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与BC段相似 D年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与CD段相似 答案A,解析从

12、图中个体数量随季节的变化在K值附近波动可以看出，该生态系统是一个相对稳定的生态系统，具有一定的自我调节能力，当外界环境改变、出生率和死亡率变化、天敌捕食、年龄结构变动时，种群个体数量还是在K值附近波动，所以A点的环境因素发生变化时，个体数量变化还是符合“S”型增长的。,2探究步骤 (1)将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 (2)将酵母菌接种入试管中的培养液。 (3)将试管放在25条件下培养。 (4)每天抽取计数酵母菌的数量。用显微镜计数，估算10 mL酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察7天，记录每天的数值。结果的记录可设计下面的表格：,3.计数过程的注意事项 (1)首先在从

13、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)若取出的液体中酵母菌密度过大，可以增加稀释倍数。 (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顶角的酵母菌(类似于“样方法”)。,4表达和交流 (1)根据实验数据可得如图所示的增长曲线。 (2)增长曲线的总趋势是先上升后下降。 (3)影响酵母菌种群数量的因素可能有养料、温度、pH及有害代谢废物等。,(1)本实验设置对照实验，除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

14、要进行多组处理，并求平均值，从而减小实验的误差。,在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。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，如图乙所示。,典 例 导 析,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用血球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 解析用血球计数板计数时，除统计方格内菌体外还要统计相邻两边及其顶角上的菌体，5小时前每个小格内约有5个菌体，而5小时后每个小格内约有10个菌体，

15、但这是在稀释100倍后的值，所以5小时内种群密度增加200倍，此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。 答案A,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,答案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

16、的中央。,1增长率：单位时间内种群数量的变化率，增长率(现有个体数原有个体数)/原有个体数出生率死亡率。 甲为“J”型曲线增长率，乙为“S”型曲线增长率。,增长率增长速率,2增长速率：单位时间内种群的增长量，增长速率(现有个体数原有个体数)/增长时间(出生数死亡数)/单位时间，下图为“J”、“S”型曲线的增长速率。,1.仪器：血细胞计数板(如图),血细胞计数板,如图：一个大方格的容积为0.1mm3，每个大方格又分为16个中方格，共有2516个小方格(如图b)。 2用计数公式计算1mL菌液中的总菌数，设四个中方格中的总菌数为A，稀释倍数为B，由于1mL1000mm3，所以1mL菌液的总菌数A/4

17、1610000B40000AB。,探究点分析实验变量推导实验结果 探究粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长 案例单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华，受到广泛关注。下面是有关铜绿微囊藻的研究，请回答问题： (1)利用配制的X培养液培养铜绿微囊藻8 d，每天定时测定其细胞数量，发现铜绿微囊藻数量呈指数增长，短时间内产生大量个体，这是因为铜绿微囊藻具有_ _等特性。,(2)某同学用X培养液培养铜绿微囊藻时，加入粉绿狐尾藻(一种高等水生植物)，结果铜绿微囊藻生长受到明显抑制，重要的原因是这两种生物在利用_ _等资源时存在显著的竞争关系。 (3)也有人提出假设：粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微

18、囊藻的生长。请利用下列实验材料用具，完成实验设计，探究该假设是否成立。 材料用具：铜绿微囊藻，粉绿狐尾藻，用于配制X培养液的各种无机盐，500 mL锥形瓶，蒸馏水，显微镜，血细胞计数板，盖玻片，玻璃缸，微孔滤膜(可以除菌)等。,实验步骤： 材料准备：在装有7 000 mL蒸馏水的玻璃缸中种植一定数量且生长良好的粉绿狐尾藻，在适宜条件下培养8d。准备接种用的铜绿微囊藻。 培养液配制：_。 实验分组：取锥形瓶6只，分为两组。_。 接种与培养：_。 观察与统计：每天定时用血细胞计数板对6只锥形瓶内铜绿微囊藻细胞进行计数，计算平均值，比较两组的差异。 (4)若(3)中假设成立，则实验结果是_。,技巧突

19、破(1)铜绿微囊藻的生理特性： 铜绿微囊藻是单细胞生物，个体小，无性生殖并且世代周期短，因此繁殖速度快。 铜绿微囊藻虽然是单细胞生物但能进行光合作用，与粉绿狐尾藻共同生活在一起时，可争夺阳光、CO2等。,(2)分析实验变量推导实验结果： 变量分析：本实验中自变量为粉绿狐尾藻能否产生化学物质，因变量是铜绿微囊藻的生长情况，则对照组为空白对照，加入的是用蒸馏水配制的X培养液，实验组是用滤液配制的X培养液，其他影响实验的变量(如铜绿微囊藻数量、生长条件等)为无关变量。 结果分析：若假设成立，则粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长，对照组铜绿微囊藻呈指数增长，实验组受抑制。,(3)补充完善类实验的解题关键： 创造对照组和实验组需满足的条件，本实验的关键是配制对照组和实验组所需的培养液，配制的关键是利用好实验提供的材料用具，即实