1.2 種群數(shù)量的變化課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

第1章種群及其動(dòng)態(tài)第2節(jié)種群數(shù)量的變化選擇性必修2教學(xué)目標(biāo)通過(guò)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)通過(guò)分析與比較，明確種群的“J”形增長(zhǎng)和“S”形增長(zhǎng)的條件和特點(diǎn)，嘗試建構(gòu)種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。(科學(xué)思維、科學(xué)探究)運(yùn)用種群數(shù)量變化規(guī)律解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題，關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)動(dòng)植物種群數(shù)量變化的影響。(社會(huì)責(zé)任)情景1：我們的手上難免沾染細(xì)菌。細(xì)菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。大腸桿菌以二分裂的方式每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。思考：?jiǎn)栴}1.可用什么方式表示描述大腸桿菌數(shù)量隨時(shí)間的變化呢？數(shù)學(xué)模型：是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式曲線圖、數(shù)學(xué)方程式、柱形圖等一、構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法①觀察研究對(duì)象，提出

。②提出合理的

。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第n代大腸桿菌數(shù)量（N）的計(jì)算公式是什么？N0代表起始數(shù)量。④通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。問(wèn)題假設(shè)細(xì)菌每20min分裂一次，怎樣計(jì)算細(xì)菌繁殖n代后的數(shù)量？在資源和生存空間沒(méi)有限制的條件下，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響研究方法數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型N=N0×2t研究實(shí)例已知：資源和生存空間沒(méi)有限制的條件下（理想條件）第n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是：5問(wèn)題2.以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫(huà)出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。問(wèn)題3.曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？曲線圖:直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)方程式:精確，但不夠直觀。N=N0×2n一、構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法數(shù)學(xué)模型自主學(xué)習(xí)閱讀課本P8-P10，思考以下問(wèn)題：1.將某一動(dòng)物引入一個(gè)資源豐富的島嶼，最初的一段時(shí)間種群數(shù)量該如何變化，原因是？2.請(qǐng)你建立以上種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。3.自然狀態(tài)下動(dòng)物遷入適宜其生活的新環(huán)境后或者外來(lái)入侵物種，的種群數(shù)量是否會(huì)一直增長(zhǎng)，如何變化？4.在自然界中種群數(shù)量是否會(huì)一直維持相對(duì)穩(wěn)定？請(qǐng)分情況說(shuō)明。1.這兩個(gè)資料中種群增長(zhǎng)和理想條件下細(xì)菌種群增長(zhǎng)有什么共同點(diǎn)?P82.種群出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因是什么？P8思考?討論:分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例資料1：1859年，一位來(lái)澳大利亞定居的英國(guó)人在他的農(nóng)場(chǎng)中放生了24只野兔，一個(gè)世紀(jì)后，這24只野兔的后代竟超過(guò)6億只。資料2：20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個(gè)島嶼。1937-1942年，這個(gè)種群增長(zhǎng)如右圖所示。種群數(shù)量增長(zhǎng)迅速,且呈無(wú)限增長(zhǎng)趨勢(shì)。食物、空間等資源充足，缺少天敵等

自然界有類似細(xì)菌在理想條件下種群增長(zhǎng)的形式，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)，曲線則大致呈“J”形，這種類型稱為“J”形增長(zhǎng)。二、種群的“J”形增長(zhǎng)1.產(chǎn)生條件（P8):理想條件①食物和空間條件充裕、②氣候適宜、③沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等2.增長(zhǎng)特點(diǎn):種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)（λ倍）。t年后種群的數(shù)量為:Nt=N0λt

【思考】①當(dāng)λ=1時(shí)，種群數(shù)量

。②當(dāng)λ＞1時(shí)，種群數(shù)量

。③當(dāng)λ＜1時(shí)，種群數(shù)量

。相對(duì)穩(wěn)定增長(zhǎng)下降N=N0×2t

年，種群數(shù)量呈“J”形增長(zhǎng)；4-5年，種群數(shù)量_____（下降或增長(zhǎng)）5-9年，種群數(shù)量__________；9-10年，種群數(shù)量_______10-11年，種群數(shù)量_____；前9年，種群數(shù)量第_______年最高9-13年，種群數(shù)量第______年最低1-4增長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)定下降下降512【現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用】據(jù)圖說(shuō)出種群數(shù)量如何變化二、種群的“J”形增長(zhǎng)動(dòng)物遷入適宜其生活的新環(huán)境后、外來(lái)入侵物種，的種群數(shù)量如何變化？思考：細(xì)菌，澳大利亞對(duì)的野兔，島嶼的環(huán)頸雉，這些種群呈“J”形增長(zhǎng)的趨勢(shì)能不能一直維持下去？

P8三.種群增長(zhǎng)的“S”形曲線福壽螺(原產(chǎn)中美洲的熱帶和亞熱帶地區(qū))紫莖澤蘭(原產(chǎn)于墨西哥)不會(huì)。因?yàn)樽匀粻顟B(tài)下空間、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等資源是有限的。資料1：生態(tài)學(xué)家高斯在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。2-3天增長(zhǎng)較快，第五天以后基本維持在375個(gè)左右。種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量________，增長(zhǎng)曲線呈_____形，稱為“S”形增長(zhǎng)趨于穩(wěn)定“S”一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量環(huán)境容納量（K值)：KK/2“S”形產(chǎn)生條件:資源和空間有限、天敵的制約等（即存在環(huán)境阻力）三.種群增長(zhǎng)的“S”形曲線ABC0K/2（1）判斷一下“S”形各點(diǎn)出生率和死亡率的關(guān)系①0-C段(不包括C):出生率

死亡率②C點(diǎn)之后:出生率

死亡率（2）種群增長(zhǎng)速率最快的點(diǎn)：

B點(diǎn)（K/2斜率最大）曲線圖分析:=>JS種群的增長(zhǎng)速率(斜率)：種群在單位時(shí)間內(nèi)增加的個(gè)體數(shù)量?！癝”形曲線“J”形曲線三.種群增長(zhǎng)的“S”形曲線②大多數(shù)種群來(lái)數(shù)量總是在波動(dòng)中。在特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。

如蝗災(zāi)、赤潮等。

③當(dāng)種群長(zhǎng)久處于不利條件下，種群數(shù)量會(huì)持續(xù)性的或急劇的下降。①在自然界，有的種群能夠在一段時(shí)間內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對(duì)穩(wěn)定。野牛、獅子④當(dāng)一個(gè)種群數(shù)量過(guò)少，種群可能會(huì)由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。四.種群數(shù)量的波動(dòng)

思考：同一種群的K值是不是固定不變的呢？在自然界中種群數(shù)量是否會(huì)一直維持相對(duì)穩(wěn)定？環(huán)境容納量是？東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)2.在環(huán)境不遭受破壞的情況下,

種群數(shù)量會(huì)在

上下波動(dòng)。當(dāng)種群數(shù)量偏離K值的時(shí)候,會(huì)通過(guò)

調(diào)節(jié)使種群數(shù)量回到K值。1.同一種生物的K值不是固定不變的:①K值會(huì)隨著

的改變而發(fā)生變化,②當(dāng)環(huán)境遭受破壞時(shí)，K值變化是_______；③當(dāng)環(huán)境條件狀況改善時(shí),K值會(huì)_______。負(fù)反饋下降上升K值附近K值并是不是種群數(shù)量的最大值？環(huán)境種群所達(dá)到的最大值會(huì)超過(guò)K值,但這個(gè)值存在的時(shí)間很短,因?yàn)榄h(huán)境已遭到破壞。四.種群數(shù)量的波動(dòng)五.數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用問(wèn)題情境3：（1）資源合理利用：捕魚(yú)時(shí)，為了保護(hù)魚(yú)類資源不受破壞，若要持續(xù)獲得最大的捕撈量，應(yīng)該怎么捕撈？AB使捕獲后種群剩余在K/2左右（3）瀕危動(dòng)物保護(hù)：東北豹瀕臨滅絕的關(guān)鍵原因是什么？棲息地遭到破壞，食物和活動(dòng)范圍減小、K值減低應(yīng)對(duì)措施？提高環(huán)境容納量建立自然保護(hù)區(qū)五.數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用AB（3）有害生物的防治：鼠愛(ài)打洞，偷吃糧食導(dǎo)致作物減產(chǎn)，蚊蠅會(huì)傳播疾病，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物控制應(yīng)當(dāng)采取什么樣的措施？a.從環(huán)境容納量考慮：b.從K/2值考慮：降低環(huán)境容納量。如養(yǎng)殖家貓捕食家鼠、硬化路面，搞好環(huán)境衛(wèi)生等。在種群增長(zhǎng)剛開(kāi)始（達(dá)到K/2之前）進(jìn)行防治；任務(wù)探究三：自然種群的增長(zhǎng)達(dá)到K值后數(shù)量保持不變嗎？1.大腸桿菌實(shí)驗(yàn)：

若不改變條件大腸桿菌的數(shù)量變化？若更換容器、增加培養(yǎng)液，大腸桿菌的數(shù)量變化？2.水庫(kù)中投放羅非魚(yú)達(dá)到K值后：若不改變條件羅非魚(yú)的數(shù)量變化？若在該水庫(kù)中放生大型肉食性魚(yú)，羅非魚(yú)的數(shù)量變化？（1）圖中陰影部分表示什么？（2）環(huán)境阻力如何用自然選擇學(xué)說(shuō)內(nèi)容解釋？環(huán)境阻力。生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體數(shù)。種群增長(zhǎng)的“J”型曲線與“S”型曲線(1)增長(zhǎng)率:(2)增長(zhǎng)速率:舉例:“一個(gè)種群有1000個(gè)個(gè)體，一年后增加到1100”，則該種群的增長(zhǎng)率為:舉例:“一個(gè)種群有1000個(gè)個(gè)體，一年后增加到1100”，則該種群的增長(zhǎng)速率為:[(1100-1000)/1000]×100%=10%(1100-1000)/1年=100個(gè)/年==出生率-死亡率現(xiàn)有個(gè)體數(shù)-原有個(gè)體數(shù)原有個(gè)體數(shù)=現(xiàn)有個(gè)體數(shù)-原有個(gè)體數(shù)增長(zhǎng)時(shí)間

種群增長(zhǎng)速率就是曲線上通過(guò)每一點(diǎn)的切線(即斜率)

拓展種群不同增長(zhǎng)類型增長(zhǎng)率與增長(zhǎng)速率①“J”形曲線與其增長(zhǎng)速率、增長(zhǎng)率的關(guān)系在“J”形曲線中，種群增長(zhǎng)速率逐漸增大，增長(zhǎng)率基本不變。時(shí)間/t增長(zhǎng)速率時(shí)間/t增長(zhǎng)率時(shí)間/t種群數(shù)量t年后種群的數(shù)量為:Nt=N0λt

②“S”形曲線與其增長(zhǎng)速率、增長(zhǎng)率的關(guān)系在“S”形曲線中，種群增長(zhǎng)速率先增大后減小，增長(zhǎng)率逐漸減小。時(shí)間/t增長(zhǎng)率t0t1t2

時(shí)間增長(zhǎng)速率K/2值K值第2節(jié)種群數(shù)量的變化（第二課時(shí)）第1章種群及其動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化。2.運(yùn)用“S”形增長(zhǎng)模型中K值和K/2值解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題“J”形增長(zhǎng)“S”形增長(zhǎng)產(chǎn)生條件增長(zhǎng)特點(diǎn)存在

。曲線種群的“J”形和“S”形增長(zhǎng)比較食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等理想條件。資源和空間有限、受氣候變化影響、受其他生物制約。每種群數(shù)量以

增長(zhǎng)K值每課一測(cè)一定倍數(shù)λK值：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量【檢測(cè)】科研小組對(duì)某地甲、乙兩個(gè)種群的數(shù)量進(jìn)行了多年的跟蹤調(diào)查，并研究Nt＋1/Nt,隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，結(jié)果如圖所示(圖中Nt,表示第

t

年的種群數(shù)量，Nt＋1表示第t＋1年的種群數(shù)量)。下列分析正確的是(

)A.甲種群在0~t3段的年齡結(jié)構(gòu)為增長(zhǎng)型B.乙種群在0～t1段的種群數(shù)量呈“J”形增長(zhǎng)C.

乙種群在t2時(shí)數(shù)量最少D.

甲種群在t3

后數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定可能是生存條件得到了改善B

【檢測(cè)】如圖所示為種群在理想環(huán)境中呈“J”型增長(zhǎng)，在有環(huán)境阻力條件下，呈“S”型增長(zhǎng)。下列關(guān)于種群在某環(huán)境中數(shù)量增長(zhǎng)曲線的敘述，正確的是()A.當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到e點(diǎn)后，種群數(shù)量增長(zhǎng)速率為0B.種群增長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境阻力是在d點(diǎn)之后D.若該圖表示海洋中某種魚(yú)的增長(zhǎng)曲線，則最佳捕撈時(shí)間在e點(diǎn)AC.若該圖表示蝗蟲(chóng)種群增長(zhǎng)曲線，則蟲(chóng)害防治必須在C點(diǎn)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐1.實(shí)驗(yàn)材料:酵母菌①兼性厭氧型生物（單細(xì)胞真核生物）；②酵母菌生長(zhǎng)周期短，增殖速度快，在實(shí)驗(yàn)室條件下，用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌提出問(wèn)題：酵母菌種群數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？做出假設(shè)：在理想的環(huán)境條件下，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈____增長(zhǎng)；

在有環(huán)境阻力的條件下，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈_____增長(zhǎng)。J形S形閱讀課本P11,思考以下問(wèn)題：1、采用什么方法對(duì)酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)？2、從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前,建議你將試管輕輕振蕩幾次這是為什么？3.從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)室中酵母菌重疊影響計(jì)數(shù)怎么處理？4.對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)?5.本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照嗎?6.需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎?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(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論如何計(jì)數(shù)？如何統(tǒng)計(jì)？時(shí)間酵母菌數(shù)量培養(yǎng)液體積②因變量：__________

①自變量：________

③無(wú)關(guān)變量：_____________

變量設(shè)置抽樣檢測(cè)法血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)方法：計(jì)數(shù)用具：材料用具培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐提出問(wèn)題：酵母菌種群數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐（1）血細(xì)胞計(jì)數(shù)板：側(cè)面觀上面觀計(jì)數(shù)區(qū)域（方格網(wǎng)）計(jì)數(shù)室1mm大方格：長(zhǎng)和寬各為1mm，

深度為0.1mm，

其容積為0.1mm3；

每塊計(jì)數(shù)板由H形凹槽分為2個(gè)同樣的計(jì)數(shù)區(qū)。每個(gè)計(jì)數(shù)區(qū)分為9個(gè)大方格。其中只有中間的一個(gè)大方格為計(jì)數(shù)室，供微生物計(jì)數(shù)用專門(mén)用于計(jì)數(shù)單細(xì)胞微生物的一種儀器（2）計(jì)數(shù)室(容積為0.1mm3)的兩種規(guī)格：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐16×25型：即大方格內(nèi)分為16中格，每一中格又分為25小格25×16型：即大方格內(nèi)分為25中格，每一中格又分為16小格每一大方格都是由16×25

=

25×16

=

400個(gè)小方格組成(16×25)(25×16)計(jì)數(shù)室大方格（3）抽樣檢測(cè)的方法：①先將蓋玻片放在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)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。②多余的培養(yǎng)液用濾紙吸去。③稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計(jì)數(shù)室底部；將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)的中央；④計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，在以此為根據(jù)估算酵母菌數(shù)量培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐例1：將酵母菌培養(yǎng)液稀釋20倍之后，若多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算得每個(gè)小方格中平均有5個(gè)酵母菌，則1mL該培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有________個(gè)（4）計(jì)算酵母菌數(shù)量4×108例1：將酵母菌培養(yǎng)液稀釋20倍之后，若多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算得每個(gè)小方格中平均有5個(gè)酵母菌，則1mL該培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有________個(gè)（4）計(jì)算酵母菌數(shù)量酵母菌密度（個(gè)/ml）=小方格數(shù)量A×400×10×1000×稀釋倍數(shù)4×108例2：將酵母菌培養(yǎng)液稀釋5倍之后，若用25*16的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算得每個(gè)中方格中平均有20個(gè)酵母菌，則1mL該培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有________個(gè)2.5×107培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐思考：（1）為什么要先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)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？蓋玻片可能由于已加入液滴的表面張力而不能?chē)?yán)密地蓋到計(jì)數(shù)板表面，使計(jì)數(shù)室內(nèi)液體增多，導(dǎo)致結(jié)果偏高。（2）從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前,建議你將試管輕輕振蕩幾次這是為什么？使培養(yǎng)液中酵母菌分布均勻,以減少誤差（3）從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)室中酵母菌重疊影響計(jì)數(shù)怎么處理？稀釋適當(dāng)倍數(shù)（4）對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)?只計(jì)相鄰兩邊及其頂角上的酵母菌,一般遵循“計(jì)上不計(jì)下,計(jì)左不計(jì)右”的原則（5）本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照嗎?不需要對(duì)照,實(shí)驗(yàn)前后互為對(duì)照（6）需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎?需要重復(fù)實(shí)驗(yàn),以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;對(duì)每個(gè)樣品可計(jì)數(shù)三次，再取平均值培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

在適宜條件下

，酵母菌種群呈“S”形增長(zhǎng)；種群的增長(zhǎng)速率是:先增加后減少，在K/2時(shí)增長(zhǎng)速率最大。影響酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的因素:

受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度、代謝產(chǎn)物等因素的影響。3.分析結(jié)果，構(gòu)建模型，得出結(jié)論培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究·實(shí)踐練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1.在自然界，種群數(shù)量的增長(zhǎng)既是有規(guī)律的，又是復(fù)雜多樣的。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）將一