生物人教版（2019）选择性必修2课件 1.2种群的数量变化（共35张ppt）

(共35张PPT)
第1章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
观察研究对象，提出问题
研究方法
研究实例
建立数学模型
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
研究方法
研究实例
建立数学模型
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=2n
N代表细菌数量，n表示第几代
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，即建立数学模型
研究方法
研究实例
建立数学模型
那么1个细菌繁殖n代之后的数量是多少？
(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)
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 64 128 216 512
指数形式
21
22
23
24
25
26
27
28
29
①1个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
Nn=1×2n
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=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
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，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
研究方法
研究实例
建立数学模型
那么1个细菌繁殖n代之后的数量是多少？
(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)
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 64 128 216 512
指数形式
21
22
23
24
25
26
27
28
29
②初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
Nn=N0×2n
数学模型
Nn=N0×2n
（1）
数学公式
准确，但不够直观
时间/min
细
菌
数
量
/
个
0
100
200
300
400
500
20
40
60
80
100
120
140
160
180
（2）
曲线图
直观，但不够准确
思考与讨论
1.这两个资料中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？
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
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
不能，因食物和空间有限
一. 种群的“J” 增长
自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。
*注意：
该曲线的起点不是原点。
1.模型假设（产生条件）:
食物和空间条件充裕，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种等条件下。
2.建立模型（数学公式） :
Nt=N0λt
t年后种群的数量为:
(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。)
λ>1且恒定
3. 实例
①生物迁入适宜其生活的新环境后，一段时间内种群的数量变化；
②实验室条件。
增长率与增长速率
增长率：在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率 ：
增长率 增长速率
增长率=增长数量/初始数量
=（Nt+1—Nt）/ Nt
= λ-1（定值）
增长速率：指单位时间种群增长数量:
增长速率=
增长数量/时间
= （Nt+1—Nt）/ 时间
=曲线的斜率
4.“Ｊ”型曲线特征
“J”型曲线特征：
____最大值，__________和_______是不变的， ________不断增加。
无
增长倍数（λ） 增长率
增长速率
种群数量
时间
增长率
时间
λ-1
增长速率
时间
5.有关λ的典型曲线解读
　λ≠增长率
λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数
增长率＝λ－1
二. 种群的“S”形 增长
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形
1、产生原因：资源和空间有限，种内竞争加剧
ab段:
bc段:
cd段:
de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，出生率升高，种群数量增长迅速；
资源和空间有限。当种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，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
种内竞争对种群数量起调节作用
2.“S”型曲线
概念：
一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量
特点：
出生率≈死亡率，种群增长速率为0
关于K值
1.种群数量到达K值后就不再变化了吗？
种群数量达到K值并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动
2.K值是不是种群数量的最大值？
不是；种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，可以大于K值
3.同一种群的K值是固定不变的吗？
大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值就会变小。这是野生大熊猫种群数量锐减的重要原因。因此，建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施
K值不是一成不变的。会受到环境的影响，环境遭受破坏，K值会下降；环境改善时，K值会上升
K/2
a
b
c
g
h
f
e
甲
乙
3“Ｓ”型曲线特征
4.K值的不同表示方法
K值：
A.B.C.D
K/2 值
A'.C'.D'
增长类型 “J”型 “S”型
增长率
增长速率
总结
思考与讨论
环境容纳量与现实生活
2.鼠害导致作物减产，蚊，蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施
降低有害动物的环境容纳量
将粮食和其他食物存储在安全处，断绝或减少它们的食物来源
室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所
养殖或释放它们的天敌
搞好环境卫生
三. 种群数量的波动
（1）在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。
（2）但大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。
东亚飞蝗种群数量的波动
（3） 种群数量波动产生的影响
影响结果 原因分析 实例
易成灾
种群处于波动状态，说明制约其种群数量变化的因素较少或也处于不稳定中，在某些特定条件下可能出现种群爆发
蝗灾、鼠灾、赤潮等是种群数量爆发增长的结果
种群的延长需要有一定的个体数量为基础，当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡
有的鲸濒临灭绝、大熊猫等珍稀动物不加强保护也极易灭绝
（不利条件）
易消亡
核心点二　探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1．实验原理
(1)酵母菌属于兼性厌氧型微生物，有氧呼吸时产生二氧化碳和水，无氧呼吸时产生二氧化碳和酒精。
(2)用液体培养基(培养液)培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(3)在理想的环境中，酵母菌种群数量呈“J”形增长；在资源和空间有限的环境下，酵母菌种群数量呈“S”形增长。
2.实验步骤
计数室
计数室（中间大方格）的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为______mm3 ，合_________mL。
1mm
0.1
1×10-4
3.血细胞计数板的使用:
放大
1
4
9
10
11
12
13
14
15
16
5
2
3
6
7
8
21
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
22
23
24
25
共400个小方格
共400个小方格
计数4个中方格，100个小方格
计数5个中方格，80个小方格
4.计算公式
25×16型
酵母菌的种群密度=中方格中酵母菌数量的平均值×25×104×稀释倍数
16×25型
酵母菌的种群密度=中方格中酵母菌数量的平均值×16×104×稀释倍数
（1）酵母菌的计数方法：抽样检测
（2）先将盖玻片放在计数室上，再滴加培养液在盖玻片的边缘（若先滴加培养液，再盖盖玻片，导致计数结果偏高）
（3）取样前为什么轻轻振荡试管？
使酵母菌分布均匀，取样准确
（4）如果一个小方格中酵母菌过多不便计数，怎么办？
先稀释培养液，再取样计数
（5）对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？
类似“样方法”处理
（6）本探究需要另外设置对照组吗？
无需，自身前后对照
（7）需要做重复实验吗？
需要重复，提高准确率
第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
每个方格菌数 1
2
3
4
5
稀释 倍数
平均值
总平 均值
如何更直观的显示出实验结果？
5记录表格设计示例：
——曲线图
活菌数
6实验结果与分析
(1)酵母菌增长曲线图
食物和空间充裕，出生率>死亡率
空间资源有限。种群密度增大，种内竞争加剧，出生率≈死亡率
营养消耗、pH变化、有害产物积累，出生率<死亡率
(2)趋势：先增加后减少。
(3)局限：无法区分细胞死活，计数值比实际值偏大