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1.2 种群的数量变化(第2课时)
新教材 人教版 选择性必修二
复习:
1.数学模型的表达形式有哪些?曲线图与数学公式相比优点是_____
2.种群的“J”形增长曲线横坐标是____,纵坐标是____理想条件是指?
3.“J”形增长的模型(数学公式表示)为_____,模型中各参数的意义
4.种群数量增长率和增长速率分别是指?增长率与入的关系?
5.画出种群的“J”形增长曲线、增长速率曲线、增长率曲线
入>1 入=1 入<1
增长率 ______0 ________0 ________0
出生率和死亡率 出生率___死亡率 出生率___死亡率 出生率___死亡率
种群数量 发展趋势 种群数量_____ 种群数量______ 种群数量_____
(1)模型假设 : 资源和空间有限,天敌的制约等(即存在环境阻力)
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
(2)建立模型 : 一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
(3)曲线图分析:
ab段:
bc段:
种群基数小,需要适应新环境,增长较缓慢;
资源和空间丰富,种群数量增长迅速;
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
出生率大于死亡率
出生率大于死亡率, 此时c种群增长速率最大;
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
cd段:
de段:
资源和空间有限,种群密度增大,种内竞争加剧,出生率降低,死亡率升高,种群增长减缓;
种群数量达到K值,且维持相对稳定。种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈。
出生率大于死亡率,但是差值逐渐减小,增长率逐渐 。
出生率约等于死亡率,增长率为 ,种群增长速率几乎为0
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
甲
t0 t1 t2 时间
0 K/2 K 数量
增长速率
f
g
h
乙
时间
0
增长率
丙
丁
或
增长模型
增长速率
增长率
(4)特点:
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
0
(5)K值、K/2的四种不同表示方法:
(导学P10)
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
K值
①在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在 上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过 调节使种群数量回到K值。
(6)同一种生物的K值
不是固定不变的:
K值会随着环境的改变
而发生变化, 当环境遭受
破坏时,K值变化是_____;
当环境条件状况改善时,K值会_____。
负反馈
下降
上升
K值附近
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
②K值并不是种群数量的最大值:
K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
(7)K值与K/2值在实践中的应用:
①对野生生物资源和濒危物种的保护:
建立自然保护区:
提高环境容纳量
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
对有害生物防治
降低环境容纳量
具体措施:养殖家猫捕食家鼠、搞好环境卫生、硬化地面、安全储藏食物等
(7)K值与K/2值在实践中的应用:
②对野生生物资源的利用:(合理开发利用)
渔业捕捞应在 ;
捕捞后鱼的种群数量维持在 。
K/2以后
K/2
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
千岛湖捕鱼的盛况
A.要持续获得最大捕捞量:______
剩余量K/2
B.要获得日捕获量:________
K值时
③对有害生物防治:例如蝗虫
在 捕杀。
降低环境容纳量;
b点之前
实例:如灭鼠时及时控制种群数量,严防达到____值,若达到该值,会导致该有害生物成灾。
K/2
(7)K值与K/2值在实践中的应用:
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
(7)K值与K/2值在实践中的应用:
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
④为引进外来物种提供理性的思考。
必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害,即是否会构成生物入侵。
①图中阴影部分表示什么?
②环境阻力如何用自然选择学说
内容解释?
③“S”形曲线中,有一段时期近似于“J”形曲线,这一段是否等同于“J”形曲线?为什么?
环境阻力
生存斗争中被淘汰的个体数。
不等同,已经存在环境阻力。
(8)种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线
“J”型曲线无 K值, 无种内斗争, 无天敌。
二.种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
三.种群数量的波动
在自然界中,有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定,但是对于大多数生物的种群来说,种群数量总是在波动中。
某地区东亚飞蝗种群数量的波动
如蝗灾、赤潮等。
四.种群数量的下降
种群长久处于不利条件下,如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏,种群数量会出现持续性下降或急剧的下降。
种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。对于那些已经低于种群延续所需的最小种群数量的物种,需要采取有效保护措施进行保护。
入>1 入=1 入<1
增长率 ______0 ________0 ________0
出生率和死亡率 出生率___死亡率 出生率___死亡率 出生率___死亡率
种群数量 发展趋势 种群数量_____ 种群数量______ 种群数量_____
复习:
1.出现“S”形增长曲线的条件什么?什么是K值?K值是不是固定不变的?
2.画出种群的“S”形增长曲线、增长速率曲线、增长率曲线
3.保护大熊猫的根本措施?有害生物防治的措施?
4.解释右图ab、bc、cd、de段种群数量变化的原因?
5.渔业捕捞应在____; 有害生物防治应在种群数量
达到_____前将其消灭
6.种群数量出现持续性或剧烈的下降的原因可能是?
自然条件下,任何生物的种群都与环境中其他生物密切联系。严格地说,探究单个种群数量的变化只有在实验室才有可能实现。
实践 探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
五、实践 探究
酵母菌是单细胞真核生物,兼性厌氧。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
实践 探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
提出问题
一.实践 探究
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的
酵母菌在开始一段时间类似“J”型增长,随着时间的推移,由于资源和空间有限,呈“S”型增长,时间再延长,由于养料不足酵母菌数量会下降。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
实践 探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
提出问题
一.实践 探究
配制酵母菌培养液
接种酵母菌到培养液中
培养
计数
统计分析
得出结论
1.材料用具:酵母菌菌种,无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液,血细胞计数板,显微镜等
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
2.血细胞计数板
计数室
血细胞计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。计数时,常采用抽样检测法。
(清洗时,自来水、自然晾干,勿用硬物洗刷)
计数室深度为0.1mm
计数室边长
为1mm
1个计数室的体积为0.1mm3
计数室
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
2.血细胞计数板
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
提出问题
一.实践 探究
2.血细胞计数板
表达交流
中方格
小方格
1个计数室内有400个小方格。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10 个
如果小方格内酵母菌过多,怎么办?
稀释100倍
计数公式:
1mL样品中酵母菌数=
A1+A2+A3+A4+A5
80
×400÷0.1mm3×稀释倍数
A1、A2、A3、A4、A5分别为四个中方格中的酵母菌数。
1mm3=10-3mL
=
80
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4+A5
规格一:25×16型
A1
A2
A3
A4
A5
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
提出问题
一.实践 探究
表达交流
1个计数室内有400个小方格。
计数公式:
1mL样品中酵母菌数=
A1+A2+A3+A4
100
×400÷0.1mm3×稀释倍数
A1、A2、A3、A4、分别为五个中方格中的酵母菌数。
1mm3=10-3mL
=
100
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
提出问题
一.实践 探究
表达交流
规格二:16×25型
A1
A2
A4
A3
先盖盖玻片,再将培养液滴加于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
3.怎样对酵母菌进行计数
稍待片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部;
(1)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。这是为什么
保证各部位酵母菌的密度相等,若没有摇匀,从底部吸取,计数结果会偏大,从上部吸取,计数结果会偏小。
此外,酵母菌常出现抱团现象。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
3.怎样对酵母菌进行计数
(2)本探究需要设置对照吗 如果需要,请讨论对照组应怎样设计和操作;如果不需要,请说明理由。
不需要,本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化,在连续培养并定时计数过程中形成自身对照。
(3)本探究需要做重复实验吗
每个样品一般计数三次,取其平均值。(遵循平行重复原则)
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
3.怎样对酵母菌进行计数
(1)对于压在中方格界线上的酵母菌和酵母菌芽体,应当怎样计数?
压线的菌体,计上不计下,计左不计右。离开母体的芽体,无论大小均算一个。如果正在出芽,芽体大小达到或超过母细胞一半时,芽体可算1 个。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
4.计数
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
将所得数值用曲线图表示出来
结论:
酵母菌在开始一段时间呈“J”型增长,但随着时间的推移,由于资源和空间有限,将呈“S”型增长,并最终将全部死亡。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
将所得数值用曲线图表示出来
(1)增长曲线的总趋势:
开始时培养液的营养充足,空间充裕,条件适宜,因此酵母菌大量繁殖,种群数量剧增,随着酵母菌数量的不断增多,营养物质消耗,pH变化等,使生存条件恶化,酵母菌死亡率高于出生率,种群数量下降。
先增加再降低。
(2)原因:
(3)影响酵母菌种群数量的因素:
可能有养料、温度、pH 空间及有害代谢废物等。
连续培养7天,每天用显微镜和血球计数板计数出酵母菌种群密度
计数时可以滴加台盼蓝染液(或亚甲基蓝),活的酵母菌呈无色,死的酵母菌呈蓝色,然后分别计数,算出两者比例,从而进一步换算出菌体中的活菌数。需要注意的是,加入台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
表达交流
提出问题
一.实践 探究
例1.(2020,浙江)下图表示在锥形瓶中用不同方式培养酵母菌时的种群增长曲线。图中曲线⑤是空白对照组,其余曲线代表每3 h、12 h、24 h换一次培养液及不换培养液但保持pH恒定4种不同情况下酵母菌种群增长曲线。下列叙述不正确的是( )
A.①②③分别代表每3 h、12 h、24 h换一次培养液的种群增长曲线
B.在保持培养液的更换频率不变的情况下,曲线①将保持“J”型增长
C.造成曲线⑤K值较小的原因可能是代谢产物的积累、pH变化、溶解氧不足等
D.若用血细胞计数板统计细胞数量,不能直接从静置的培养瓶中取出培养原液进行计数
B
空间有限
一.实践 探究
例2.图1表示某种群数量变化的相关曲线图,图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是 ( )
A.图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况
B.图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点
C.图2中B点时种群增长速率最大
D.图1中第15年种群数量最少
D
二.种群数量的增长模型
例3.如图是某养殖鱼类种群的有关曲线.以下分析错误的是( )
A.图1、2、3都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律
B.b、c、f点种群都达到了环境容纳量
C.a点和e点的增长速率与c点对应
D.b、d点捕捞可获得最大日捕获量
E . 建立自然保护区,改善其栖息环境,可使图1的K值提高
B
二.种群数量的增长模型
如图是某养殖鱼类种群的有关曲线.以下分析错误的是( )
A.图1表示该种群数量的增长可能受其本身密度增加的制约
B.图2表示的种群增长规律可以用于指导渔业捕捞等
C.渔业捕捞时,为保证持续获得高产量应使捕捞后的剩余量维持在a点对应的种群数量
D.a点之前的种群数量的增长不受环境阻力影响
D
二.种群数量的增长模型
A.根据“J”型增长曲线的数学模型Nt=N0 λt可知,种群呈“J”型增长时其增长速率不能用图2表示
B.灭鼠时如果仅杀死一半的鼠,效果可能适得其反
C.“涸泽而渔”会使鱼的数量下降到a点对应的种群数量以下,不利于长远的发展
D .外来物种入侵,种群的数量一定呈“J”型增长
D
如图是某养殖鱼类种群的有关曲线.以下分析错误的是( )
二.种群数量的增长模型
A.图2c点后,种群数量减少的原因有天敌、资源和空间等
B.资源量是该种群数量最主要的内源性调节因素
C.根据某生物的种群密度即可反映该生物种群数量的变化趋势
D .在“J”型曲线增长中,每年增加的个体数始终不变
A
B
C
D
(多选)如图是某养殖鱼类种群的有关曲线.以下分析错误的是( )
二.种群数量的增长模型
一、概念检测
1.在自然界,种群数量的增长既是有规律的, 又是复杂多样的。判断下列相关表述是否正确。
(1)将一种生物引入一个新环境中,在一定时期内,这个生物种群就会出现“J”形增长。( )
(2)种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。 ( )
(3)由于环境容纳量是有限的,种群增长到—定数量就会保持稳定。( )
练习与应用
×
×
×
2.对一个生物种群来说,环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是 ( )
A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说,环境容纳量是相同的
B.对生活在冻原的旅鼠来说,不同年份的环境容纳量是不同的
C.当种群数量接近环境容纳量时,死亡率会升高,出生率不变
D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说,环境容纳量是相同的
练习与应用
B
二、拓展应用
1.种群的“J”形增长和“S”形增长,分别会在什么条件下出现?你能举出教材以外的例子 加以说明吗?
练习与应用
【答案】在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下,种群可能会呈“J”形增长。例如,澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究,发现在环境条件较好的年份,它们的种群数量增长迅速,表现出季节性的“J”形增长。在有限的环境中,如果种群的初始密度很低,种群数量可能会出现迅速增长,随着种群密度的增加,种内竞争就会加剧,因此,种群数量增加到一定程度就会停止增长,这就是“S”形增长。例如,栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长,常常具有“S”形增长的特点。
二、拓展应用
2.假设你承包了一个鱼塘,正在因投放多 少鱼苗而困惑:投放后密度过大,鱼竞争加剧, 死亡率会升高;投放后密度过小,水体的资源和 空间不能充分利用。怎样解决这个难题呢?请査 阅有关的书籍或网站。
练习与应用
【提示】同样大小的池塘,对不同种类的鱼来说,环境容纳量是不同的。可以根据欲养殖的鱼的种类,查阅相关资料或请教有经验的人,了解单位面积水面应放养的鱼的数量。
一、选择题
4.关于种群的增长,下列表述正确的是( )
A.引入到新环境的种群,一定时间内都能呈“J”形增长
B.在环境条件变化的情况下,种群数量都会在K值附近波动
C.在环境条件不变的情况下,种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势
D.自然界的种群增长到一定程度都会在K 值保持稳定,因此,都呈“S”形增长
复习与提高
C
一、选择题
5.用酵母菌酿酒的主要阶段为:加料→接种→通气培养→密封发酵。从接种后到密封前这一阶段,酵母菌种群数量变化的曲线图为 ( )
复习与提高
C