高中生物 42種群數量的變化配套課件 新人教版必修3.ppt

第2節(jié)種群數量的變化 建構種群增長模型的方法 1 數學模型 是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的 2 建構步驟 提出問題 作出合理假設 用表達 3 表達形式 1 數學方程式 優(yōu)點是 2 曲線圖 優(yōu)點是 數學形式 數學形式 檢驗或修正 科學 準確 直觀 思維激活1 種群增長速率與種群數量間存在怎樣的關系 提示增長速率與種群數量不是一個概念 只要增長速率為正值 種群數量就在增加 增長速率為零 種群數量恒定不變 增長速率為負值時 種群數量應下降 1 研究實例 見下表 數學模型是聯(lián)系實際問題與數學規(guī)律的橋梁 具有解釋 判斷 預測等重要功能 在科學研究中 數學模型是發(fā)現問題 解決問題和探索新規(guī)律的有效途徑之一 特別提醒 1 相對于曲線模型 數學模型更準確 但缺乏直觀性 2 構建數學模型需建立在統(tǒng)計學基礎之上 必須經過大量數據統(tǒng)計與分析方可得出數學模型 而且對所得出的數學模型 應予以檢驗與修正 2 意義 鞏固1 在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下 某細菌每20min就分裂繁殖一代 現將該細菌種群 m個個體 接種到培養(yǎng)基上 資源 空間無限 th后 該種群的個體種數是 a m 2tb m 220c 2d m 23t解析在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下 種群呈指數增長 由于該細菌每20min繁殖一代 則th后 繁殖3t代 故th后 該種群的個體總數為nt n0 t m 23t 答案d 種群數量的變化 1 模型假設 條件 和條件充裕 氣候適宜 沒有敵害等 數量變化 種群的數量每年以增長 第二年的數量是第一年的 倍 2 建立模型t年后種群數量表達式為 1 種群增長的 j 型曲線 食物 空間 一定的倍數 nt n0 t 2 種群增長的 s 型曲線 1 形成原因 種群密度增長達到平衡 數量趨于穩(wěn)定 呈 s 型增長 2 環(huán)境容納量是指在的情況下 一定空間中所能維持的種群數量 又稱 k 值 同一種群的k值不是 會隨著環(huán)境條件的改變而變化 環(huán)境條件不受破壞 最大 固定不變的 有限 加劇 天敵增加 降低 3 種群數量的波動和下降 2 數量變化大多數種群的數量總是在中 在不利的條件下 種群數量還會急劇甚至消亡 3 研究意義 有害動物 保護和利用 拯救和恢復 波動 下降 防治 野生生物資源 瀕危動物種群 氣候 天敵 人類活動 思維激活2 哪些因素會影響動物種群的環(huán)境容納量 同種生物的k值是固定不變的嗎 提示食物 棲所 天敵及其他生存條件均會影響動物的環(huán)境容納量 同一種生物的k值不是固定不變的 會受到環(huán)境的影響 在環(huán)境不遭受破壞的情況下 k值會在平均值附近上下波動 當種群偏離平均值的時候會通過負反饋機制使種群密度回到一定范圍內 當環(huán)境遭受破壞時 k值會下降 當生物生存的環(huán)境改善時 k值會上升 1 兩種曲線模型比較 1 對于瀕危動植物而言 由于環(huán)境污染 人類破壞等 導致此種生物的k值變小 通過建立自然保護區(qū)等措施提高環(huán)境容納量 是保護這些生物的根本措施 2 農業(yè)生產中的應用 3 在農林害蟲的防治方面 降低農林害蟲的環(huán)境容納量是防治的根本 殺蟲效果最好的時期則在潛伏期 特別提醒最大捕獲量 最大日捕獲量 鞏固2 2011 西安質檢 如圖表示種群在理想環(huán)境中和有環(huán)境阻力條件下的增長曲線 下列有關種群數量增長曲線的敘述中正確的是 a 圖甲為 j 型增長 每年增加的個體數量始終不變b 圖乙為 s 型增長 g點時增長速率達到最大值c 防治蝗災應在害蟲數量達到f點時進行d 漁業(yè)捕撈后剩余量應該在e點左右解析圖甲曲線的斜率代表種群的增長速率 即單位時間內種群個體的增加數目 由題圖曲線特征可以看出 在不同的時間點 曲線的斜率不同 即種群的增長速率不同 故a錯誤 圖乙中g點時種群的數目不再變化 增長速率為0 故b錯誤 防治蝗災應該在d點附近 超過d點 蝗蟲增長速率加快 滅蟲效果差 故c錯誤 漁業(yè)捕撈應該在超過時進行 且每次捕撈后的剩余量應保持在e點左右 此時種群的增長速率最快 故d正確 答案d 建構種群增長模型的方法 例1 下圖表示在良好的生長環(huán)境下 小球藻分裂繁殖中的個體數量 雞產蛋數量 每天一個 和竹子自然生長的高度 這三種現象與時間的關系依次是 a 乙 甲 丁b 甲 丙 丁c 丙 甲 乙d 丁 乙 丙思維導圖 深度剖析小球藻分裂繁殖 速度快 生長環(huán)境良好 說明資源充足 所以呈 j 型曲線增長 雞每天產一個蛋 所以隨時間 天數 的增加 蛋數增長如圖甲 竹子自然生長的高度 受到遺傳因素 基因 的控制 所以長高到一定程度不再長高 因而呈 s 型曲線增長 答案c 思維深化在 研究細菌的種群數量變化 時 提出的數學模型是 nn 2n n代表細菌數量 n代表細菌繁殖代數 則建立該數學模型的合理假設應為 在資源和空間無限多的環(huán)境中 細菌種群數量增長不受種群密度的制約 種群數量的變動 例2 2011 江蘇單科 25 在野外試驗站 研究棉蚜發(fā)生期開放和封閉條件下 不同初始密度 1和20頭 葉 的棉蚜種群密度變化 各實驗組均放置規(guī)格 數量相同的棉葉 結果如下圖 有關敘述正確的是 多選 a 初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下衰退 可能與遷出有關b 初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下達到密度峰值 可能與遷入有關c 開放和封閉條件下種群數量均在達到k值時開始衰退d 開放和封閉條件下種內斗爭均在種群衰退時開始減弱思維導圖 深度剖析相同面積葉片放置相同數量的棉蚜 分別置于開放和封閉條件下 開放條件下的葉片會由于外來個體的遷入而先達到密度峰值 故b正確 隨著棉蚜數量的增加 種內斗爭加劇 開放條件下的葉片上的棉蚜在沒有達到k值時便會有部分個體遷出 使種群密度先于封閉條件而降低 故a正確 c錯誤 種群衰退時 種群內個體之間的斗爭加劇 故d錯誤 答案ab 探究培養(yǎng)液中酵母種群數量的變化 技法必備1 實驗原理 1 可用液體培養(yǎng)基 培養(yǎng)液 培養(yǎng)酵母菌 培養(yǎng)基中種群的增長受培養(yǎng)液的成分 空間 ph 溫度等因素的影響 2 在理想的無限環(huán)境中 酵母菌種群的增長呈 j 型曲線 在有限的環(huán)境中 酵母菌種群的增長呈 s 型曲線 3 可采用抽樣檢測的方法 進行顯微鏡計數 2 實驗目的初步學會酵母菌等微生物的計數及種群數量變化曲線的繪制 3 材料用具探究所需要的菌種和無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液 試管 血細胞計數板 2mm 2mm方格 滴管 顯微鏡等 4 方法步驟試管中加入10ml無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液接種酵母菌到試管中并混合均勻把試管在28 條件下連續(xù)培養(yǎng)7d 每天抽樣檢測計數酵母菌數量 將蓋玻片放在計數室上 用吸管吸取培養(yǎng)液 滴于蓋玻片邊緣 讓培養(yǎng)液自行滲入到計數板小方格內 顯微鏡觀察計數一個小方格內的酵母菌數 已知小方格的培養(yǎng)液厚度為0 1mm 計算出培養(yǎng)液體積 換算出10ml培養(yǎng)液中酵母菌總數 將所得數值用曲線圖表示 分析酵母菌數量變化規(guī)律 1 從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數前 需將試管輕輕振蕩幾次 目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布 減少誤差 2 結果的記錄最好用記錄表 如下表 3 每天計數酵母菌數量的時間要固定 能力展示 2011 江蘇 如圖為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數量 葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線 請回答下列問題 1 曲線ab段酵母菌呼吸發(fā)生的場所是 曲線bc段酵母菌呼吸的方式為 2 酵母菌種群數量從c點開始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外 還有 3 在t1 t2時段 單位時間內酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有 4 某同學在t3時取樣 統(tǒng)計的酵母菌種群數量明顯高于d點對應的數量 原因可能有 和用血球計數板計數時出現錯誤等 解析本題主要考查 探究培養(yǎng)液中酵母菌數量動態(tài)變化 實驗的相關知識 重點考查酵母菌呼吸的方式 場所和影響酵母菌細胞代謝的相關因素 意在考查考生對酵母菌種群數量 葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線的分析能力 1 圖中曲線ab段無乙醇產生 說明酵母菌只進行有氧呼吸 其場所是細胞質基質和線粒體 bc段有乙醇產生 說明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸 2 從c點開始 由于葡萄糖被大量消耗 乙醇含量升高 二氧化碳增加導致培養(yǎng)液的ph下降 致使酵母菌種群數量開始下降 3 在t1 t2時段 一方面酵母菌種群數量增加 另一方面酵母菌細胞無氧呼吸強度迅速增加 致使單位時間內酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加 4 圖中酵母菌種群數量是在不同時段 多次取樣的平均值 若在t3時取樣統(tǒng)計其種群數量高于d點對應的數量 可能的原因是取樣時培養(yǎng)液未充分搖勻 從底部取樣 或是沒有染色 將已死亡的酵母菌菌體也計算在內等 答案 1 細胞質基質和線粒體有氧呼吸和無氧呼吸 2 乙醇含量過高培養(yǎng)液的ph下降 3 酵母菌進行無氧呼吸 產生的能量少酵母菌種群數量增多 4 取樣時培養(yǎng)液未搖勻 從底部取樣未染色 統(tǒng)計的菌體數包含了死亡的菌體 1 2011 安徽 江南十校 聯(lián)考 下列有關種群的說法不正確的是 a 稻田中秧苗的均勻分布有利于產量提升b 通常自然界中的種群增長曲線呈 s 型 達到k值時種群數量往往表現出明顯的上下波動 因此k值總是固定不變的c 池塘養(yǎng)魚過程中為保持鯽魚種群的增長需持續(xù)投放飼料等d 預測一個國家或地區(qū)人口數量未來動態(tài)的信息主要來自現有居住人口的年齡組成 解析秧苗的均勻分布有利于提高葉片的光照面積 使光合作用強度增強 進而使有機物積累量增多 產量提高 a正確 一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環(huán)境容納量 k值 環(huán)境是變化的 k值也會隨之變化 b錯誤 年齡組成能推測出種群的出生率和死亡率之間的關系 進而預測種群密度的發(fā)展趨勢 d正確 答案b 2 2011 南京二模 關于右圖中種群數量變化說法錯誤的是 a 種群 j 型曲線只有在理想條件下才能出現b 種群在 s 型增長過程中 在達到k值之前就是 j 型增長c 自然狀態(tài)下種群數量達到600時 種群的增長速率為0d 環(huán)境條件變化時 種群的k值也會發(fā)生相應變化解析種群在 s 型增長過程中 達到k值之前已經存在環(huán)境壓力 不是 j 型增長 j 型增長始終沒有環(huán)境壓力 答