12種群數(shù)量的變化高二生物課件（人教版2019選擇性必修2）2

第1章 種群和群落第2節(jié)種群數(shù)量的變化教學目標目標010203通過分析與比較，明確種群的“J”形增長和“S”形增長的條件和特點;通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化等活動，嘗試建構(gòu)種群數(shù)量增長的數(shù)學模型。(科學思維、科學探究)通過分析影響種群數(shù)量變化的因素，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀。(生命觀念)運用種群數(shù)量變化規(guī)律解決生產(chǎn)生活中的實際問題，關(guān)注人類活動對動植物種群數(shù)量變化的影響。(社會責任)視頻：顯微鏡下肺炎鏈球菌的瘋狂增殖思考：1個細菌繁殖n代之后的數(shù)量是多少？一、構(gòu)建種群增長模型的方法1.提出問題3.構(gòu)建模型：1個細菌繁殖n代之后的數(shù)量是多少？2.做出假設(shè)：假設(shè)在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。第n代細菌數(shù)量的計算公式是什么？初始數(shù)量為N0呢？Nn=1×2nNn=N0×2n以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。精確、不夠直觀直觀、不夠精確Nn=N0×2n3.構(gòu)建模型①數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。②表現(xiàn)形式：數(shù)學公式曲線圖③作用：能夠描述、解釋、預測種群數(shù)量的變化。細菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2n，

N代表細菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正研究實例研究方法觀察研究對象，提出問題作出假設(shè)建立模型模型的檢驗或修正4.建立數(shù)學模型的步驟活動：閱讀課本8頁思考討論欄目，思考問題。1.這兩個資料中的種群增長有什么共同點?2.種群出現(xiàn)這種增長的原因是什么?3.野兔和環(huán)頸雉種群的增長曲線是否類似于細菌種群的增長曲線？二、種群的“J”型增長條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等（即無環(huán)境阻力）種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍數(shù)量變化：t年后該種群的數(shù)量Nt=N0λt起始數(shù)量時間該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)模型假設(shè)1建構(gòu)模型2種群數(shù)量理想條件二、種群的“J”型增長5.“J”形增長的增長率和增長速率（1）增長率：指在單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比例，無單位。N0λt＋1－N0λtN0λt=λ－1新增個體數(shù)

原有個體數(shù)增長率=O增長率時間①公式②曲線5.“J”形增長的增長率和增長速率（2）增長速率：指種群數(shù)量在單位時間內(nèi)的改變數(shù)值，有單位（如：個/年等）。①公式新增個體數(shù)

單位時間增長速率

=O增長速率②曲線時間資料：生態(tài)學家高斯曾經(jīng)在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)反復實驗，結(jié)果如下圖所示。思考：大草履蟲的增長為什么不同于“J”形增長呢?1.概念：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。2.“S”形增長形成原因：①資源和空間有限②種群密度增大時種內(nèi)競爭加劇出生率下降死亡率升高出生率=死亡率三、種群的“S”形增長思考：1.K值是不是種群數(shù)量的最大值？2.同一種群的K值是固定不變的嗎？不是；K值是種群在一定環(huán)境條件下所能維持（允許達到）的種群最大數(shù)量.不是一成不變的：K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當環(huán)境遭到破壞時，K值會下降；當環(huán)境條件狀況改善時，K值會上升。3.環(huán)境容納量：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量，又稱K值。5.“S”形增長增長率和增長速率思考：1.野生大熊貓種群數(shù)量銳減的關(guān)鍵原因是什么？根據(jù)原因，保護大熊貓的根本措施是什么？建立自然保護區(qū)，改善棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量。野生大熊貓的棲息地遭到破壞，食物和活動范圍縮小，K值降低。6.K值和K/2值的運用：K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/22.怎樣做才能最有效的滅鼠？③降低環(huán)境容納量。措施：養(yǎng)殖家貓捕食家鼠、搞好環(huán)境衛(wèi)生、硬化地面、安全儲藏食物等。①增大死亡率。措施：機械捕殺、藥物毒殺等。②降低出生率。措施：施用避孕藥、降低生殖率的激素等。3.為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平？為什么？K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平，因為在這個水平上種群增長率最大。K值減小環(huán)境阻力→增大K值→保護野生生物資源增大環(huán)境阻力→降低K值→防治有害生物草原最大載畜量不超過K值→合理確定載畜量K/2值漁業(yè)捕撈后的種群數(shù)量要在K/2值處K/2值前防治有害生物，嚴防達到K/2值處6.K值和K/2值的運用：四、種群數(shù)量的波動某地區(qū)東亞飛蝗種群數(shù)量的波動1.種群數(shù)量的相對穩(wěn)定：2.種群數(shù)量的波動：對于大多數(shù)生物種群來說，種群數(shù)量總是在波動中。在K值不變的情況下，種群的數(shù)量總是圍繞著K值上下波動。3.種群數(shù)量的爆發(fā)和下降五.探究·實踐：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化酵母菌是典型的真核生物，是兼性厭氧生物，可以用液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）來培養(yǎng)。培養(yǎng)液1.實驗材料提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論，交流討論進一步探究2.探究思路培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？提出問題時間呈“J”形增長開始延長呈“S”形增長最后數(shù)量下降作出假設(shè)提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論，交流討論進一步探究2.探究思路配制酵母菌培養(yǎng)液接種酵母菌到培養(yǎng)液中培養(yǎng)計數(shù)統(tǒng)計分析得出結(jié)論如何計數(shù)？如何統(tǒng)計？設(shè)計實驗①自變量：____________________②因變量：____________________③無關(guān)變量：__________________時間酵母菌數(shù)量培養(yǎng)液的體積等（1)計數(shù)方法進行逐個計數(shù)是非常困難的，可以采用抽樣檢測的方法：培養(yǎng)液（2)計數(shù)用具—血細胞計數(shù)板計數(shù)室邊長為1mm深度為0.1mm1個計數(shù)室的體積為0.1mm3，1個計數(shù)室有400個小方格。每個小方格的體積是1/4000mm3。方格網(wǎng)上刻有9個大方格，其中只有中間的一個大方格為計數(shù)室，供計數(shù)用。②中方格③小方格①大方格（2)計數(shù)用具—血細胞計數(shù)板(3)如何利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)？25×16型A1A2A3A4A51mL樣品中酵母菌數(shù)A1、A2、A3、A4和A5分別為五個中方格中的酵母菌數(shù)。A1+A2+A3+A4+A580×400÷0.1mm3×稀釋倍數(shù)=×400×104×稀釋倍數(shù)A1+A2+A3+A4+A580=計數(shù)一個小方格分的酵母菌數(shù)量。先將蓋玻片放在血細胞計數(shù)板的計數(shù)上0102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。03多余的培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻。04待酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺的中央。05（4)統(tǒng)計步驟1.對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當怎么計數(shù)？應(yīng)取相鄰兩邊及頂角計數(shù)。一般遵循“計上不計下，計左不計右”的原則。2.從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次。這是為什么？思考·討論使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的準確性，減少誤差。3.如果小方格內(nèi)酵母菌數(shù)量過多，難以數(shù)清，怎么辦？可將培養(yǎng)液適當稀釋一定倍數(shù)后再計數(shù)。稀釋100倍一般樣品稀釋后的適宜范圍是5~10個菌體/小方格。1mL培養(yǎng)液9mL水9mL水1mL培養(yǎng)液稀釋10倍稀釋100倍不需要，本實驗在時間上已經(jīng)構(gòu)成前后對照。5.需要做重復實驗嗎？為什么？需要重復實驗，對每個樣品可計數(shù)三次，再取平均值，以提高實驗數(shù)據(jù)的準確性。4.本探究需要設(shè)置空白對照嗎？6.計數(shù)的酵母菌都是活的嗎？（1）培養(yǎng)液配制、分裝、滅菌：將10ml無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。（2）接種：將酵母菌接入試管中的培養(yǎng)液，混合均勻。（3）培養(yǎng)：將試管放在28℃的恒溫箱中培養(yǎng)7天。（4）計數(shù)：每天取樣計數(shù)酵母菌的數(shù)量，連續(xù)觀察7天并記錄這7天的數(shù)值。（5）分析結(jié)果，得出結(jié)論：將所得數(shù)據(jù)用曲線圖表示出來，分析實驗結(jié)果，得出酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律。進行實驗

首先通過顯微鏡觀察，估計出10mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量（N0），在此之后，連續(xù)觀察7天，分別記錄下這7天的數(shù)值。第1天第4天第6天第7天進行實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論將所得數(shù)值用曲線圖表示出來。結(jié)論：酵母菌在開始一段時間呈“J”形增長，但隨著時間的推移，由于資源和空間有限，將呈“S”形增長，并最終將大量死亡。營養(yǎng)物質(zhì)消耗有害代謝產(chǎn)物積累PH改變1.為什么不能先加培養(yǎng)液再蓋蓋玻片？②直接滴加培養(yǎng)液時，在計數(shù)室內(nèi)會產(chǎn)生氣泡，導致計數(shù)室相對體積減少而造成誤差。

①蓋玻片可能由于已加入液滴的表面張力而不能嚴密地蓋到計數(shù)板表面，使計數(shù)室內(nèi)液體增多，導致結(jié)果偏高。一些細節(jié)的解釋2.為什么要待酵母細胞全部沉到底部后再計