高中生物人教版（2019）选择性必修2 1.2种群的数量变化（共38张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版（2019）选择性必修2 1.2种群的数量变化（共38张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-16 21:59:47 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
第2节 种群数量的变化
生物必修3《稳态与环境》
今天你洗手了吗？
你会洗手吗？
图片中的手越白意味着越脏，越黑意味着越干净
任务1：问题探讨
假设：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过二分裂繁殖一代。
1. 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中。
1. 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
任务1：问题探讨
Nn=1×２n
2. 写出第n代细菌数量的计算公式：
3.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，在图4-4上画出细菌种群的增长曲线。
一、数学模型的建构
Nn=1×2n
1.数学模型的定义：
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
曲线图更直观地反映出种群数量的增长趋势，
数学方程式更精确。
曲线图与数学方程式比较，各有哪些优点？
细菌每20min分裂一次,72小时一个细菌产生细菌数量是多少？
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=1×2n （ N代表细菌数量，n表示第几代）
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
研究实例
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
2.建构数学模型的基本步骤：
澳大利亚本来并没有兔子, 1859年，一个英国人带来了24只野兔。一个世纪后，数量竟达到6亿只以上，遍布整个大陆。
案例1
20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。1937—1942年间数量增长如下图。
案例2
环颈雉
1.这两个资料中的种群增长有什么共同点
2.种群出现这种增长的原因是什么
种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。
食物充足、缺少天敌等。
二、种群增长的数学模型
（一）“J”型曲线
1、该模型需要满足哪些条件？
①食物和空间条件充裕
②气候适宜
③没有敌害等
Nt=N0λt
2，如何用数学公式来描述该模型？
N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
（理想条件下）
水葫芦
加拿大一枝黄花
你能举出一些“J”形增长的实例吗？
思考1：种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt 时，种群增长曲线一定是“J”形吗？
思考2：在什么情况下，种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt ，种群增长曲线一定是“J”形？
λ>1的定值
种群的”J”形增长
1-4年，种群数量__________
4-5年，种群数量__________
5-9年，种群数量__________
9-10年，种群数量_______
10-11年，种群数量_____________
11-13年，种群数量_____________________
前9年，种群数量第_______年达到最高
9-13年，种群数量第______年最低
呈“J”形增长
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
据图说出种群数量如何变化
3
自然条件下有哪些环境阻力
资源和空间有限，有天敌等。
如果考虑这些环境压力，那么曲线将如何变化
生态学家高斯（G.F.Gause，1910—1986）曾经做过单独培养大草履虫的实验∶ 在0.5 mL 培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。
大草履虫哪几天增长较快 何时处于稳定
经过一定时间的增长后，种群数量为什么会基本保持不变
第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。
资源和空间是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
大草履虫种群的增长曲线
1.概念：种群经过一定时间的增长后，数量__________，增长曲线呈_____形，这种类型的种群增长称为“S”形增长。
趋于稳定
“S”
二、种群数量增长的模型
（二）“S”型曲线
2、种群呈“S”型增长的原因有哪些？
①资源和空间有限。
②存在天敌
在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。
3、K值（环境容纳量）：
4.为什么会有K值？
思考1：同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？
提示 同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。生物的食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
应用--联系生活：
1.家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？
减少数量
降低
繁殖率
老鼠
机械捕杀
施用激素
药物捕杀
施用避孕药
养殖或释放天敌
打扫卫生
硬化地面
将食物储存在安全处
降低环境容纳量
21
在“S”形曲线中，种群增长速率先增大后减小。增长速率在K/2时最大！
思考2：“S”型曲线的增长速率是怎么变化的？
K/2的应用：
1、渔业捕捞中的捕捞时机和捕捞量应控制在多少？
应在种群数量大于K/2时才可以捕捞；应使捕捞后的种群数量保持在K/2点。
2、如果是害虫的防治，应在何时进行？
小于K/2，越早越好
思考3：K值是不是种群数量的最大值？
不是；K值是种群在一定环境条件下所能维持的种群最大数量
思考4：种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？
东亚飞蝗种群数量的波动
在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
大多数种群的数量总是在K值上下波动之中的。
1.外因：种群受气候、食物、天敌、传染病等影响。
2.内因：种群受出生率与死亡率、迁入率与迁出率等影响。
“J”型、“S”型曲线的增长速率和增长率如何变化？
K/2
K/2
讨论
增长率=λ-1
出生率=死亡率
“J”型曲线 “S”型曲线
前提条件
种群增长(速)率
有无K值
种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较
食物和空间充裕、
气候适宜、没有敌害
资源和空间有限、存在天敌
增长率：
先升后降
无
有
增长速率：
不变(=λ-1)
持续上升
增长率：
增长速率：
下降
课堂运用
T1
T2
T0
种群增长速率
1.某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A.在T0-T2时，种群数量呈“J”型增长
B.若在T2时种群的数量为N，则在T1时种群
的数量为N/2；
C.捕获该鱼的最佳时期为T2时
D.在TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。
B
2、种群在理想环境中，呈“J”型曲线增长（如图中甲）；在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长（如图中乙）。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是（ ）
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，增长速率为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
虫害的防治应在c点之后
D．若该图表示海洋中某种鱼的生长曲线，
捕捞时应捕捞到b点
A
3、如图是调查小组同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此图分析，正确的是（ ）
A．在这30年中，该种群数量
最少的年份是第15年
B．前10年内种群的年龄结构
为稳定型
C．该种群在这30年间的增长
符合“S”型增长模型
D．第20年时，该种群的种群
数量达到环境容纳量
D
4、如图表示某动物种群个体数量的变化。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，则关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是（ ）
A．同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响
B．图中AB段种群出生率大于死亡率，图中的C、D点种群的出生率等于死亡率
C．曲线表明：该种群的数量变化不受种群自身密度的制约
D．影响种群数量变化的外因有气候、食物、天敌、传染病等
C
培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验目的：探究培养液中酵母菌种群数量的变化并总结影响种群数量变化的因素。
2.实验原理：酵母菌是单细胞 生物，生长周期短，增殖速度快，可以用 培养基来培养。
3.提出问题：
4.作出假设：
真核
液体
S
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长；随着时间的推移， 酵母菌数量呈“ ”形增长。
培养液中酵母菌种群数量的变化
5.实验设计
(1)变量分析：
自变量：
时间
因变量：
酵母菌数量
无关变量：
培养液的体积等
(2)怎样对酵母菌进行计数？
①方法：
抽样检测法（显微镜直接计数法、血细胞计数板法）
②用具：
试管、滴管、血细胞计数板、显微镜等
培养液中酵母菌种群数量的变化
实
验
步
骤
先将盖玻片放在计数室上，用滴管吸取1滴培养液滴在计数板网格上的盖玻片的边缘，待培养液自行渗入并充满网格后，用滤纸吸去多余培养液，再放在显微镜下进行细胞计数。
34
难点突破：血细胞计数板的原理和使用
计数室
1mm
培养液中酵母菌种群数量的变化
16×25型：
一般取四角的四个中方格（100个小方格）计数
25×16型：
一般计数四个角和中央的五个中方格（80个小方格）的细胞数。
每个计数室（大方格）体积为0.1mm3。一个大方格有400个小方格
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
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分别为五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
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
38
例. 设一个小方格中细菌平均数为A，菌液稀释倍数为B，那么，10ml培养液中的总菌数N为：（1ml=1cm3=1000mm3）
N=4A×B×107
任务：
第2节 种群数量的变化
生物必修3《稳态与环境》
今天你洗手了吗？
你会洗手吗？
图片中的手越白意味着越脏，越黑意味着越干净
任务1：问题探讨
假设：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过二分裂繁殖一代。
1. 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中。
1. 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
任务1：问题探讨
Nn=1×２n
2. 写出第n代细菌数量的计算公式：
3.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，在图4-4上画出细菌种群的增长曲线。
一、数学模型的建构
Nn=1×2n
1.数学模型的定义：
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
曲线图更直观地反映出种群数量的增长趋势，
数学方程式更精确。
曲线图与数学方程式比较，各有哪些优点？
细菌每20min分裂一次,72小时一个细菌产生细菌数量是多少？
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=1×2n （ N代表细菌数量，n表示第几代）
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
研究实例
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
2.建构数学模型的基本步骤：
澳大利亚本来并没有兔子, 1859年，一个英国人带来了24只野兔。一个世纪后，数量竟达到6亿只以上，遍布整个大陆。
案例1
20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。1937—1942年间数量增长如下图。
案例2
环颈雉
1.这两个资料中的种群增长有什么共同点
2.种群出现这种增长的原因是什么
种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。
食物充足、缺少天敌等。
二、种群增长的数学模型
（一）“J”型曲线
1、该模型需要满足哪些条件？
①食物和空间条件充裕
②气候适宜
③没有敌害等
Nt=N0λt
2，如何用数学公式来描述该模型？
N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
（理想条件下）
水葫芦
加拿大一枝黄花
你能举出一些“J”形增长的实例吗？
思考1：种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt 时，种群增长曲线一定是“J”形吗？
思考2：在什么情况下，种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt ，种群增长曲线一定是“J”形？
λ>1的定值
种群的”J”形增长
1-4年，种群数量__________
4-5年，种群数量__________
5-9年，种群数量__________
9-10年，种群数量_______
10-11年，种群数量_____________
11-13年，种群数量_____________________
前9年，种群数量第_______年达到最高
9-13年，种群数量第______年最低
呈“J”形增长
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
据图说出种群数量如何变化
3
自然条件下有哪些环境阻力
资源和空间有限，有天敌等。
如果考虑这些环境压力，那么曲线将如何变化
生态学家高斯（G.F.Gause，1910—1986）曾经做过单独培养大草履虫的实验∶ 在0.5 mL 培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。
大草履虫哪几天增长较快 何时处于稳定
经过一定时间的增长后，种群数量为什么会基本保持不变
第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。
资源和空间是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
大草履虫种群的增长曲线
1.概念：种群经过一定时间的增长后，数量__________，增长曲线呈_____形，这种类型的种群增长称为“S”形增长。
趋于稳定
“S”
二、种群数量增长的模型
（二）“S”型曲线
2、种群呈“S”型增长的原因有哪些？
①资源和空间有限。
②存在天敌
在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。
3、K值（环境容纳量）：
4.为什么会有K值？
思考1：同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？
提示 同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。生物的食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
应用--联系生活：
1.家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？
减少数量
降低
繁殖率
老鼠
机械捕杀
施用激素
药物捕杀
施用避孕药
养殖或释放天敌
打扫卫生
硬化地面
将食物储存在安全处
降低环境容纳量
21
在“S”形曲线中，种群增长速率先增大后减小。增长速率在K/2时最大！
思考2：“S”型曲线的增长速率是怎么变化的？
K/2的应用：
1、渔业捕捞中的捕捞时机和捕捞量应控制在多少？
应在种群数量大于K/2时才可以捕捞；应使捕捞后的种群数量保持在K/2点。
2、如果是害虫的防治，应在何时进行？
小于K/2，越早越好
思考3：K值是不是种群数量的最大值？
不是；K值是种群在一定环境条件下所能维持的种群最大数量
思考4：种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？
东亚飞蝗种群数量的波动
在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
大多数种群的数量总是在K值上下波动之中的。
1.外因：种群受气候、食物、天敌、传染病等影响。
2.内因：种群受出生率与死亡率、迁入率与迁出率等影响。
“J”型、“S”型曲线的增长速率和增长率如何变化？
K/2
K/2
讨论
增长率=λ-1
出生率=死亡率
“J”型曲线 “S”型曲线
前提条件
种群增长(速)率
有无K值
种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较
食物和空间充裕、
气候适宜、没有敌害
资源和空间有限、存在天敌
增长率：
先升后降
无
有
增长速率：
不变(=λ-1)
持续上升
增长率：
增长速率：
下降
课堂运用
T1
T2
T0
种群增长速率
1.某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A.在T0-T2时，种群数量呈“J”型增长
B.若在T2时种群的数量为N，则在T1时种群
的数量为N/2；
C.捕获该鱼的最佳时期为T2时
D.在TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。
B
2、种群在理想环境中，呈“J”型曲线增长（如图中甲）；在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长（如图中乙）。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是（ ）
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，增长速率为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
虫害的防治应在c点之后
D．若该图表示海洋中某种鱼的生长曲线，
捕捞时应捕捞到b点
A
3、如图是调查小组同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此图分析，正确的是（ ）
A．在这30年中，该种群数量
最少的年份是第15年
B．前10年内种群的年龄结构
为稳定型
C．该种群在这30年间的增长
符合“S”型增长模型
D．第20年时，该种群的种群
数量达到环境容纳量
D
4、如图表示某动物种群个体数量的变化。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，则关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是（ ）
A．同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响
B．图中AB段种群出生率大于死亡率，图中的C、D点种群的出生率等于死亡率
C．曲线表明：该种群的数量变化不受种群自身密度的制约
D．影响种群数量变化的外因有气候、食物、天敌、传染病等
C
培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验目的：探究培养液中酵母菌种群数量的变化并总结影响种群数量变化的因素。
2.实验原理：酵母菌是单细胞 生物，生长周期短，增殖速度快，可以用 培养基来培养。
3.提出问题：
4.作出假设：
真核
液体
S
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长；随着时间的推移， 酵母菌数量呈“ ”形增长。
培养液中酵母菌种群数量的变化
5.实验设计
(1)变量分析：
自变量：
时间
因变量：
酵母菌数量
无关变量：
培养液的体积等
(2)怎样对酵母菌进行计数？
①方法：
抽样检测法（显微镜直接计数法、血细胞计数板法）
②用具：
试管、滴管、血细胞计数板、显微镜等
培养液中酵母菌种群数量的变化
实
验
步
骤
先将盖玻片放在计数室上，用滴管吸取1滴培养液滴在计数板网格上的盖玻片的边缘，待培养液自行渗入并充满网格后，用滤纸吸去多余培养液，再放在显微镜下进行细胞计数。
34
难点突破：血细胞计数板的原理和使用
计数室
1mm
培养液中酵母菌种群数量的变化
16×25型：
一般取四角的四个中方格（100个小方格）计数
25×16型：
一般计数四个角和中央的五个中方格（80个小方格）的细胞数。
每个计数室（大方格）体积为0.1mm3。一个大方格有400个小方格
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
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分别为五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
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
38
例. 设一个小方格中细菌平均数为A，菌液稀释倍数为B，那么，10ml培养液中的总菌数N为：（1ml=1cm3=1000mm3）
N=4A×B×107
任务：