生物人教版(2019)选择性必修2 1.2种群数量的变化 课件 (共44张ppt)

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名称 生物人教版(2019)选择性必修2 1.2种群数量的变化 课件 (共44张ppt)
格式 zip
文件大小 2.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2022-12-02 07:30:55

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文档简介

(共44张PPT)
第2节 种群数量的变化
学习目标
一、建构种群增长模型的方法
二、种群增长的“J”型曲线
三、种群增长的“S”型曲线
四、种群数量的波动和下降
在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。
时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
细菌数量(个)
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.填写下表:计算一个细菌在不同时间(单位为min)产生后代的数量。
问题探讨
2.n代细菌数量的计算公式是:
3.72小时后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少? 
Nn=2n
  Nn=2n = 2 216
 
1、观察研究对象,提出 问题
细菌每20分钟分裂一次,
问题:细菌数量怎样变化的?
2、提出合理的假设
在资源和空间无限多的环境中,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
3、根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达
4、通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正
观察、统计细菌的数量,对自己所建立的模型进行检验或修正
建立数学模型一般包括以下步骤:
Nn=1×2n
3
数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
一、建构种群增长模型的方法
曲线图与方程式比,有哪些优缺点?
曲线图:直观,但不够精确
方程:精确,但不够直观
4
4、将数学公式(N=2n)变为曲线图
讨论:在一个培养瓶中,细菌数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?为什么?
食物充足
空间充裕
环境适宜
没有天敌
02 种群的“J”型增长
5
资料1:1859年,24只野兔 6亿只以上的野兔
近100年后
资料2:在20世纪30年代时,人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿,在1937~1942年期间,这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线(右图)。
环颈雉种群增长
500
1000
1500
39
1937
40
42

种群数量
思考讨论:
1.这两个资料中种群增长有什么特点?
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。
食物和空间条件充裕、缺少天敌、气候适宜等理想条件。
在环境资源不受限制的理想条件下,种群内个体数量 用坐标图表示而形成的曲线叫“J”型曲线
持续增长
02 种群的“J”型增长
1.满足条件:
2.建立模型
Nt=N0 λt
Nt表示t年后该种群的数量
N0为种群的起始数量
λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数
t为时间
①方程模型
λ =1时,种群数量基本不变
λ ﹤1时,种群数量减少
λ ﹥1时,种群数量增加
食物和空间条件充裕
理想状态 气候适宜
没有天敌
02 种群的“J”型增长
种群数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
增长特点:
增长率:在一段时间内,结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例=(Nt-Nt-1)/Nt-1。
增长速率=单位时间内增长数量=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(Nt-Nt-1)/t
9



时间
02 种群的“J”型增长
增长特点:
①种群的增长率是一定的;
种群数量没有上限
②产生的时期:新物种迁入的开始阶段或实验条件下或理想条件下
某一地区2011年人口普查时有10万人,2012年比2011年增长1%。请预测,按照此生长速度,2016年该地区的人口将有多少?
02 种群的“J”型增长
Nt=10×(1+1%)2016-2011
思考:“J”型曲线能一直持续下去吗?
11
 自然条件(现实状态)——食物等资源和空间总是有限的,种内斗争不断加剧,捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低,死亡率增高
 当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平
生态学家高斯曾经做过这样一个实验:在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验,得出了如图所示的结果。  
12
03 种群的“S”型增长
1.高斯的实验
大草履虫数量增长过程如何?
K值: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称为环境容纳量。
K/2
增长速率最快
K值:环境容纳量
增长速率为零
适应期:个体数量较少,增长缓慢
增长期:个体数量增加,增长加速
稳定期:增长减慢
a
b
c
13
②曲线图模型
03 种群的“S”型增长
①产生条件:环境有限(现实状态)
②增长特点:种群数量达到环境所允许的最大值( K 值)后,将停止增长。
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。
03 种群的“S”型增长
环境容纳量:
(资源和空间总是有限的。当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,这就会使种群的出生率降低,死亡率升高。当死亡率和出生率相等时,种群的增长就会停止,稳定在一定水平。)
1. 乙图0—g相当甲图b点之前,种群数量增长速率逐渐增加。

h
(K)








0
g
(K/2)

2. g 点相当甲中b,种群数量增长速率最大。
3. 乙图g--h相当甲图b--c,种群数量增长速率逐渐减少。
4. h 点相当甲中K,种群数量增长速率为0。
时间
特点:种群数量达到K/2值时,种群增长最快。
种群的增长率逐渐减小。
K/2
a
b
c
K值不是固定不变的,会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件改善时,K值会上升。
03 种群的“S”型增长
(1)K值不是固定不变的,会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件改善时,K值会上升。
(2)K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前提下所能容纳的最大值。
正确解读K值含义
(3)在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值
03 种群的“S”型增长
两种曲线的主要差异是环境阻力不同
时间
种群数量
J型曲线
S型曲线
K值
“J”型曲线表明生物具有什么特性?图中阴影部分表示什么?
1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。
2、图中阴影部分表示:环境阻力,种群密度越大 环境阻力越大
3、用达尔文的观点分析指:通过生存斗争被淘汰的个体数量,也即代表自然选择的作用。
第2节 种群数量的变化
第二课时
学习目标
一、建构种群增长模型的方法
二、种群增长的“J”型曲线
三、种群增长的“S”型曲线
四、种群数量的波动和下降
3.实际应用
场景1:为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,应捕鱼群的种群数量保持在什么水平 为什么
应使被捕鱼群的种群数量保持在 K /2水平,因为在这个水平上种群增长率最大
3.实际应用
场景2:对家鼠等有害动物的控制,从环境容纳量的角度看,应当采取什么措施?
②种群数量保持在 K /2水平时,种群增长率最大
①K值不是固定不变的,会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件改善时,K值会上升。
断绝或减少它们的食物来源,养殖或放养它们的天敌。
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
防止老鼠种群数量达到K /2处
3.实际应用
场景3:怎样做才是保护大熊猫的根本措施
建立自然保护区,改善大熊猫栖息环境,提高K值。
归纳
①K值的应用
a.野生生物资源保护:保护野生生物生活环境,减小环境阻力,增大K值。
b.有害生物的防治:增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值。
②K/2的应用
a.资源开发与利用:种群数量达到K/2时,种群增长速率最大,再生能力最强;对养殖的生物进行捕捞(捕获)时,捕捞后的种群数量要维持在K/2处,以保证持续获取高产量。
b.有害生物防治:务必及时控制种群数量,严防达到K/2处,甚至在a点以前就应采取相应措施。
种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线比较
知识整合
项目 “J”型曲线 “S”型曲线
前提条件 环境资源无限 环境资源有限
种群增长率 保持稳定 随种群密度上升而下降
图像模型
种群增长速率
K值 无K值 种群数量在K值上下波动
联系 “J”型增长曲线 “S”型增长曲线
大多数种群的数量总是在波动之中的;在不利条件之下,还会急剧下降,甚至灭亡
04 种群数量的波动
影响种群数量变化的因素
直接因素:出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素:食物、气候、传染病、天敌
重要因素:人类的活动
人为控制(家禽,畜牧)
捕杀野生动物
滥砍乱阀
环境破坏影响生物生存
04 种群数量的波动
有利于野生动植物资源的合理利用及保护。
通过研究种群数量变动规律,为害虫的预 测及防治以及渔业上捕捞强度的确定等提供科学依据。
为引进外来物种提供理性的思考。
……
05 研究种群数量变化有何意义?
资源开发与利用 捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2 保证持续获取高产量
1.材料选择:酵母菌繁殖速度 、个体 ,作为研究种群数量变化的材料,容易建立具有代表意义的数学模型。


06 探究酵母菌种群数量的变化
2.实验原理
1.用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、PH、温度等因素的影响。
2.在理想的无限环境下,酵母菌种群的增长呈“J”型曲线,在有限的环境下,酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
3、可采用 的方法,进行显微镜计数。
抽样检测
提出问题:培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?
06 探究酵母菌种群数量的变化
作出假设:接种到培养液中的酵母菌,开始种群数量增长缓慢,一段时间后种群数量迅速增长。随着种群密度增加,营养物质消耗,有害代谢废物积累,PH变化,酵母菌种内斗争加剧,种群数量达环境容纳量时酵母菌数量最大。随着营养物质继续消耗,有害代谢废物继续积累,PH变化加大,酵母菌出生率小于死亡率,种群密度会显著下降。
06 探究酵母菌种群数量的变化
血球计数板:血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法(抽样检测法),一般用于单细胞微生物数量的测定,由于血球计数板上的计数室盖上盖坡片后的容积是一定的,所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
1.怎样进行酵母菌的计数?
06 探究酵母菌种群数量的变化
①血球计数板(如图A所示)由一块厚玻璃片特制而成,其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图B所示),每个大方格的面积为1 mm2,加盖玻片后的深度为0.1 mm,因此,每个大方格的容积为0.1 mm3。
②计数室通常有两种规格:一种是一个大方格分成16个中方格,而每个中方格又分成25个小方格;另一种是一个大方格分成25个中方格而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板,每一个大方格中的小方格数都是相同的,即16×25=400(个)小方格
2)计数原则。
如果是25×16的计数板,一般选取计数室四个角及中央共五个中方格(共80个小方格)进行计数;如果是16×25的计数板,要取左上、右上、左下、右下4个中方格(即100个小格)进行计数。
06 探究酵母菌种群数量的变化
(3)计算方法。
①25×16的血球计数板:酵母细胞数(个/mL)=(5个中方格内酵母细胞个数/80)×400×104×稀释倍数。
②16×25的血球计数板:酵母细胞数(个/mL)=(4个中方格内酵母细胞个数/100)×400×104×稀释倍数。
1
2
3
5
4
1
2
3
4
06 探究酵母菌种群数量的变化
实验流程
06 探究酵母菌种群数量的变化
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?
2. 本探究需要设置对照吗?如果方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取怎样的措施?
目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,以保证估算的准确性,减少误差。
不需要,只要分组实验,获得平均数值即可。
稀释
36
6.实验结果
(1)酵母菌增长曲线图(如图1)及转化后的增长速率曲线图(如图2)
(2)分析
①增长曲线的总趋势是先 再 。
②原因是在开始时培养液的 、
、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, 、pH变化、有害产物积累等,使生存条件恶化,酵母菌 高于 ,种群数量下降。
增加
降低
营养充足
空间充裕
营养消耗
死亡率
出生率
7.注意事项
(1)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。
(2)若一个小方格内酵母菌过多,难以数清,可增大稀释倍数后再计数。
(3)用显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,只计算相邻两边及其夹角的酵母菌(类似于“样方法”) 。
(1)每天取样计数的时间要固定。
(2)计数时先将盖玻片放在计数室上,将培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余培养液用滤纸(吸水纸)吸去。
(3)血球计数板必须保持干燥,否则培养液将不能渗入计数室。
(4)清洗血球计数板的正确方法是浸泡和冲洗,不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干,应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。
[关键点拨] 
学习小结
J
S
科学家研究某区域中田鼠的种群数量变化,得到该种群在数年内的出生率和死亡率的比值曲线如图(其中R=出生率/死亡率)。在不考虑迁入迁出的情况下,下列说法正确的是
A.从图中可知O~d期间田鼠种群数量出
现了周期性波动
B.田鼠种群数量在a~d之间经历了先上升
后下降,其中c~d期间一直在下降
C.该田鼠种群增长为“S”型增长,C点时种群密度最小
D.若不考虑其他因素,仅由图可知,a、b两点时对应的种群的年龄组成分别为增长型和衰退型

答案
1.如图是某调查小组的同学从当地主管部门获得的某种群数量的变化图,据图分析正确的是(  )
A.在这30年中,该种群数量最少的年份是第15年
B.第20~30年间种群以稳定的速率增长
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
课堂检测
43
1.下图为鱼塘中鱼的数量增长曲线,为了使鱼塘的总产量达到最大值,应该做到适时捕捞。下列做法中正确的是(  )
A.超过T4时捕捞,使剩余量保持在K
B.超过T3时捕捞,使剩余量保持在3K/4
C.超过T2时捕捞,使剩余量保持在K/2
D.超过T4时捕捞,使剩余量保持在K/4
C
*
第2节 种群数量的变化
3.如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线,下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是(  )。
A.图甲为“J”型增长,每年增加的个体数量始终不变
B.图乙为“S”型增长,G点时增长速率达到最大值
C.防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行
D.渔业捕捞后剩余量应该在E点左右
D