1.2种群数量的变化课件（53张）2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.2种群数量的变化课件（53张）2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-06 21:02:29 | ||
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文档简介
1.种群的概念？
2.种群的数量特征有哪些？
3.种群密度的概念？调查种群密度的意义？种群密度的调查方法？
4.样方法的概念？适用范围？取样的关键？常用的取样方法？样方的多少？样方大小？计数的原则？
5.标记重捕法的概念？适用范围？计算公式？误差分析？注意事项？
6.出生率、死亡率的概念？影响出生率的重要原因？迁入率、迁出率的概念？年龄结构的概念？类型？研究意义？性别比例的概念？应用？
7.种群各数量特征之间的关系？
第2节 种群数量的变化
（第一课时）
目标导航：
举例说明种群的J形增长，数量波动等数量变化情况
阐明环境容纳量原理在实践中的应用，运用种群数量变化规律解决
第1章 种群及其动态
思考：
1.水葫芦的种群数量增长有什么特点？
2.为什么水葫芦会如此迅速增长？
3.如何防治水葫芦的增长？
生命现象1：生物入侵
大量繁殖，种群数量大量增长
防止水体污染、机械搅灭法、人工清除法、化学防治法、生物防治法
气候适宜、资源丰富、缺少天敌等
水葫芦别称凤眼莲、凤眼蓝、水浮莲等，在1901年是作为花卉引入我国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于其无性繁殖速度快，在我国南方很多地区蔓延成灾。覆盖水面，堵塞河道，影响航运，降低水中溶氧量，破坏淡水资源，影响水生生物的生长，严重影响水生生物的多样性
任务一：建构种群的增长模型方法
时间/min
细菌数量/个
细菌繁殖产生的后代数量
1
在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过二分裂繁殖一代。
生命现象2：细菌繁殖产生的后代数量
1.填写下表：计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量（教材P8）。
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
32
64
128
256
512
16
2.n 代细菌数量的计算公式是什么？
N=1×2n
N=N0×2n
任务一：建构某种细菌种群的增长模型
讨论：
3.72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
4.画曲线：以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线（教材P8图1-4）。
【思考】曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
任务一：建构某种细菌种群的增长模型
数学公式
曲线图
直观，但不够精确。
精确，但不够直观。
分析自然界种群增长的实例
资料1：1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。
资料2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群增长如右图所示。
思考.讨论
任务二、种群的“J”形增长
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
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？
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
讨论:
分析自然界种群增长的实例
思考.讨论
0
时间/min
细菌数量/个
100
200
300
400
500
20
40
60
80
100
120
140
160
180
自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”形。
某海岛上环颈雉种群数量的变化
任务二、种群的“J”形增长
在食物充足，空间不限，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年的倍数是第一年的λ倍
①实验室条件下；
②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。
1.模型假设：
2.适用对象：
3.“J”形增长的数学模型：
①公式：Nt=N0 λt
②曲线：
N0 ：
t ：
Nt ：
λ：
时间(t)
种群数量Nt
任务二、种群的“J”形增长
起始数量
时间
t年后该种群的数量
该种群数量是一年前种群数量的倍数
“三无”
800
????值的生物学意义图解
?
600
400
200
0
5
10
15
20
时间/d
种群的数量/个
????=1.2
?
????=1.1
?
????=1.0
?
????=0.8
?
深度思考：当λ满足什么条件时，种群数量呈“J”形增长？
项目
种群数量变化
年龄结构
λ>1
?
?
λ＝1
?
?
λ<1
?
?
增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
λ
现有个体数
原有个体数
=
①1-4年，种群数量呈_____形增长
②4-5年，种群数量__________
③5-9年，种群数量__________
④9-10年，种群数量_______
⑤10-11年，种群数量_____________
⑥11-13年，种群数量_________________________________
⑦前9年，种群数量第_______年最高
⑧9-13年，种群数量第______年最低
1.据图说出种群数量如何变化
“J”
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
13
2.0
λ值
1.5
1.0
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
时间（年）
对点训练 λ与种群数量增长的关系
2.将下图转换为种群数量随时间变化的曲线图。
对点训练2 λ与种群数量增长的关系
动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；外来入侵物种的种群数量变化。
“J”形增长的实例
在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰，原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，大约20世纪40年代，紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在，云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布，对当地生物多样性造成了严重破坏。
若条件允许，两只苍蝇繁殖一年之后，后代可以把整个地球的表面都覆盖住，达到14厘米！！
资料：生态学家高斯曾经做过单独培养大草履虫的实验：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。实验结果如下：
思考：理想条件一直存在吗？如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈”J“形增长吗？
讨论：1：大草履虫的数量增长过程如何？
2：为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？
3：观察曲线，我们可以发现曲线的斜率有什么变化？
由于随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
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资源和空间有限
②种群密度增大时
出生率降低
死亡率升高
1.概念：
2.“S”形增长形成原因：
③种内竞争加剧
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
3.环境容纳量：
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，又称K 值。
任务三、种群的“S”形增长
“三有”
三
4.“S”曲线的分析：
①ab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，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。
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大；
②bc段：
③c点：
⑤de段：
④cd段：
任务三、种群的“S”形增长
5.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？
同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。K值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;当环境条件状况改善时，K值会上升。
6.请据图分析：该种群的K值为 。
K2
任务三、种群的“S”形增长
7：K值是不是种群数量的最大值？
8：曲线图中，M是环境容纳量吗？如何解释K1和K2值？
9：在环境条件没有变化的情况下，种群数量达到K值后就不再变化了吗？
不是；K值是种群在一定环境条件下所能维持（允许达到）的种群最大数量
不是；在K值上下波动，动态平衡。
任务三、种群的“S”形增长
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}项目
增长率
增长速率
含义
计算
公式
举例
单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例
单位时间内增加的个体数量
增长率 =（现有个体数-原有个体数）/原有个体数×100％
增长速率 =（现有个体数-原有个体数）/增长时间
种群增长率和增长速率的比较
某种群现有数量为a，1年后，该种群数为b，那么该种群在当年的：
增长率= 。
增长速率= 。
即曲线上每一点的切线（即斜率）
（b-a）/1×100%
（b-a）/ a×100%
=出生率-死亡率
画“J”型和“S”型曲线的这两个率曲线图？
“J”形曲线
增长率 增长速率
t年后种群的数量为: Nt=N0λt
增长率=
N0λt-N0λt-1
N0λt-1
=
=λ-1
Nt－Nt-1
1
=（λ-1）N0λt-1
增长速率逐渐增大
(Nt-Nt-1)/ Nt-1
增长速率=
N0λt-N0λt-1
1
=
增长率固定不变
增长率=λ-1
实质就是曲线的斜率
“S”形曲线
增长率 增长速率
增长率：
增长速率:
随种群密度增大而下降
先增大后减小，最后为0，当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。
增长速率先增大后减小
增长率逐渐减小
比较种群增长两种曲线的联系与区别
项目
J型曲线
S型曲线
曲线模型
前提条件
有无K值
无K值，持续保持增长
有K值
理想状态：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。
实际状态：环境资源有限，存在天敌和其他竞争物种。
比较种群增长两种曲线的联系与区别
项目
J型曲线
S型曲线
增长率
增长速率
时间/t
增长率
特点：增长率 ，
增长速率 。
“J ”形曲线
保持不变
逐渐增大
“S ”形曲线
K/2
特点：增长率 ，
增长速率 。
越来越小
先增后减,最后为零
26
经典例题：找出下列图中的K值、K/2
（3）图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被 的个体数量。
种群数量
时间
0
“J”形曲线
“S”形曲线
环境容纳量
“S”形
环境阻力
淘汰
（1）某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。
（2）如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。
“J”形
典型例题：右图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系，二者之间的阴影部分代表什么？
三、种群的“S”形增长
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
种群数量变化曲线
种群增长速率变化
理想条件：①食物和空间充裕；②气候适宜；③没有天敌和其他竞争物种
自然环境：①食物和空间有限；②有种内竞争和种间竞争；③有天敌
1.野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
2.保护大熊猫的根本措施是什么？
建立自然保护区，提供更宽敞的生存空间，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。
野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和活动范围缩小，K值降低。
思考
任务四、环境容纳量与现实生活——K值与K/2值的运用
1.怎样做才能最有效的灭鼠？
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。
①降低环境容纳量
②在 捕杀
K/2前
防治有害生物的根本措施。
思考
防止老鼠种群数量达到K/2处
任务四、环境容纳量与现实生活——K值与K/2值的运用
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？
思考
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
“黄金开发点”
任务四、环境容纳量与现实生活——K值与K/2值的运用
千岛湖捕鱼的盛况
a.渔业捕捞应在 ;
b.捕捞后鱼的种群数量维持在 。
K/2以后
K/2
因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。
任务五、种群数量的波动
1. 一段时期内维持相对稳定
非洲草原上的野牛、狮种群数量相对稳定
2. 处于规则或不规则波动中
3. 持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡
最后一只活体长江白鳍豚“淇淇”的标本
原因：
人类乱捕滥杀、栖息地破坏。
种群数量过少，近亲繁殖使种群适应性降低。
任务五、种群数量的波动
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
B
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理:
(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、温度和代谢废物等因素的影响。
(3)采用抽样检测的方法，进行显微镜计数，通过血细胞计数板可以测定酵母菌种群的数量。
(1)在理想环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后，还会转而下降直至全部死亡。
(4)以时间为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，探究酵母菌种群数量的变化曲线。
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
2.提出问题:
3.
材料用具:
酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。
血细胞计数板
通常是一块特制的厚载玻片，载玻片上有四条凹槽，中间的平台较宽，其中间又被一短横槽而隔成两半，每个半边上面各刻有一个方格网。
是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。
方格网
血细胞计数板
1mm
计数室的体积=
1mm×1mm×0.1mm=0.1mm3
方格网有九个大方格，其中只有中间的一大方格为计数室，供微生物计数用
计数室
计数室的规格
=16 ×25 小方格
=25×16小方格
1大格=16中方格
1大方格=25中方格
=400小方格
=400小方格
规格：25×16
统计5个中方格，
共16×5=80个小方格
规格：16×25
统计4个中方格，
共25×4=100个小方格
计数室
放大
不管计数室是哪一种规格，都是由400个小方格组成。每个小方格的面积是1/400mm2
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
4.探究思路(设计实验):
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
如何计数？
如何统计？
自变量：
因变量：
实验思路：
时间
酵母菌的数量
(1)酵母菌的计数
先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上
稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，计数板移至载物台的中央
计数一个小方格内的酵母菌数量，估算试管中的酵母菌总数
方法：抽样检测法
用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。
盖玻片
(2)血细胞计数板进行计数
=每中方格中个数的平均值×16×104 ×稀释倍数
1mL培养液中酵母菌数
=每小方格中细胞的平均数×400 ×104×稀释倍数
计数室的体积为0.1 mm3
(ImL=1cm3=1000mm3)
A1
A2
A3
A4
A5
25×16型
对于压在边线上的酵母菌应取相邻两边及顶角计数。
(2)血细胞计数板进行计数
=每中方格中个数的平均值×25×104 ×稀释倍数
1mL培养液中酵母菌数
=每小方格中细胞的平均数×400 ×104×稀释倍数
16×25型
A1
A2
A4
A3
计数室的体积为0.1 mm3
(ImL=1cm3=1000mm3)
(1)为什么不能先加培养液再盖盖玻片？
①盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面，使计数室内液体增多，导致结果偏高。
②直接滴加培养液时，在计数室内会产生气泡，导致计数室相对体积减小而造成误差。
滴加培养液
(2)为什么要待酵母细胞全部沉到底部后再计数？
如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部，通过显微镜观察时就可能出现以下现象：要么能看清酵母菌但看不清方格线，要么能看清方格线但看不清酵母菌。
滴加培养液
(5)对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数?
使培养液中酵母菌分布均匀，以保证估算准确，减少误差。
可将培养液适当稀释一定倍数后再计数。
只计相邻两边及其顶角上的酵母菌,
一般遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。
如果未振荡试管就吸出培养液，可能出现两种情况:
一是从试管下部吸取的培养液浓度偏大;
二是从试管上部吸出的培养液浓度偏小。
(3)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？
(4)如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
(6)本实验需要设置对照吗?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, 因为本实验在时间上形成自身前后对照
(7)需要做重复实验吗?
需要做分组重复实验获得取平均值，以保证计数的准确性;
(8)怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？
死亡细胞多集结成团；
可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色）
需要重复实验,以提高实验数据的准确性；对每个样品可计数三次，再取平均值。
6.实施计划：
连续观察7天，分布记录下这7天的数值。
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
死亡
第 1 天
第 4 天
第 6 天
第 7 天
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
记录表格设计示例：
每天计数酵母菌数量的时间要固定。
培养液中酵母菌种群的数量前期呈“S”型增长，后期数量下降。
(1)开始培养时，营养、空间相对充足，条件适宜，酵母菌大量繁殖种群数量呈“S” 形增长；
(2)随酵母菌数量不断增加，营养不断消耗，代谢产物积累、pH变化，空间不足等种群数量下降。
7.分析结果，得出结论:
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
影响酵母菌种群数量增长的因素:
受培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物等因素的影响。
8.注意事项
(1)取样时间需一致，且应做到随机取样（每天同一时间取样，或者每隔相同一段时间取样。
(2)血细胞计数板使用完毕后，用水冲洗干净或浸泡在酒精溶液中，切勿用硬物洗刷或抹擦，以免损坏网格刻度。
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
(3)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，计数无色的酵母菌。需要注意的是，加入台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。
例：检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1 mm3。
现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻?? 个／mL。
5n×105?
例：下列对“探究酵母菌种群数量变化规律实验”的叙述，正确的是( )
A. 用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内
B. 对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数
C. 已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
D. 与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
X
1mL
=
0.1mm3(10-4)
每小方格中细胞的个数×400
X
10mL
=
2 X 2 X 0.1mm3(10-4)
M
X × 稀释倍数
=2.5M×105
C
2.种群的数量特征有哪些？
3.种群密度的概念？调查种群密度的意义？种群密度的调查方法？
4.样方法的概念？适用范围？取样的关键？常用的取样方法？样方的多少？样方大小？计数的原则？
5.标记重捕法的概念？适用范围？计算公式？误差分析？注意事项？
6.出生率、死亡率的概念？影响出生率的重要原因？迁入率、迁出率的概念？年龄结构的概念？类型？研究意义？性别比例的概念？应用？
7.种群各数量特征之间的关系？
第2节 种群数量的变化
（第一课时）
目标导航：
举例说明种群的J形增长，数量波动等数量变化情况
阐明环境容纳量原理在实践中的应用，运用种群数量变化规律解决
第1章 种群及其动态
思考：
1.水葫芦的种群数量增长有什么特点？
2.为什么水葫芦会如此迅速增长？
3.如何防治水葫芦的增长？
生命现象1：生物入侵
大量繁殖，种群数量大量增长
防止水体污染、机械搅灭法、人工清除法、化学防治法、生物防治法
气候适宜、资源丰富、缺少天敌等
水葫芦别称凤眼莲、凤眼蓝、水浮莲等，在1901年是作为花卉引入我国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于其无性繁殖速度快，在我国南方很多地区蔓延成灾。覆盖水面，堵塞河道，影响航运，降低水中溶氧量，破坏淡水资源，影响水生生物的生长，严重影响水生生物的多样性
任务一：建构种群的增长模型方法
时间/min
细菌数量/个
细菌繁殖产生的后代数量
1
在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过二分裂繁殖一代。
生命现象2：细菌繁殖产生的后代数量
1.填写下表：计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量（教材P8）。
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
32
64
128
256
512
16
2.n 代细菌数量的计算公式是什么？
N=1×2n
N=N0×2n
任务一：建构某种细菌种群的增长模型
讨论：
3.72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
4.画曲线：以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线（教材P8图1-4）。
【思考】曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
任务一：建构某种细菌种群的增长模型
数学公式
曲线图
直观，但不够精确。
精确，但不够直观。
分析自然界种群增长的实例
资料1：1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。
资料2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群增长如右图所示。
思考.讨论
任务二、种群的“J”形增长
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
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？
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
讨论:
分析自然界种群增长的实例
思考.讨论
0
时间/min
细菌数量/个
100
200
300
400
500
20
40
60
80
100
120
140
160
180
自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”形。
某海岛上环颈雉种群数量的变化
任务二、种群的“J”形增长
在食物充足，空间不限，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年的倍数是第一年的λ倍
①实验室条件下；
②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。
1.模型假设：
2.适用对象：
3.“J”形增长的数学模型：
①公式：Nt=N0 λt
②曲线：
N0 ：
t ：
Nt ：
λ：
时间(t)
种群数量Nt
任务二、种群的“J”形增长
起始数量
时间
t年后该种群的数量
该种群数量是一年前种群数量的倍数
“三无”
800
????值的生物学意义图解
?
600
400
200
0
5
10
15
20
时间/d
种群的数量/个
????=1.2
?
????=1.1
?
????=1.0
?
????=0.8
?
深度思考：当λ满足什么条件时，种群数量呈“J”形增长？
项目
种群数量变化
年龄结构
λ>1
?
?
λ＝1
?
?
λ<1
?
?
增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
λ
现有个体数
原有个体数
=
①1-4年，种群数量呈_____形增长
②4-5年，种群数量__________
③5-9年，种群数量__________
④9-10年，种群数量_______
⑤10-11年，种群数量_____________
⑥11-13年，种群数量_________________________________
⑦前9年，种群数量第_______年最高
⑧9-13年，种群数量第______年最低
1.据图说出种群数量如何变化
“J”
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
13
2.0
λ值
1.5
1.0
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
时间（年）
对点训练 λ与种群数量增长的关系
2.将下图转换为种群数量随时间变化的曲线图。
对点训练2 λ与种群数量增长的关系
动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；外来入侵物种的种群数量变化。
“J”形增长的实例
在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰，原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，大约20世纪40年代，紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在，云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布，对当地生物多样性造成了严重破坏。
若条件允许，两只苍蝇繁殖一年之后，后代可以把整个地球的表面都覆盖住，达到14厘米！！
资料：生态学家高斯曾经做过单独培养大草履虫的实验：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。实验结果如下：
思考：理想条件一直存在吗？如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈”J“形增长吗？
讨论：1：大草履虫的数量增长过程如何？
2：为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？
3：观察曲线，我们可以发现曲线的斜率有什么变化？
由于随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
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资源和空间有限
②种群密度增大时
出生率降低
死亡率升高
1.概念：
2.“S”形增长形成原因：
③种内竞争加剧
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
3.环境容纳量：
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，又称K 值。
任务三、种群的“S”形增长
“三有”
三
4.“S”曲线的分析：
①ab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，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。
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大；
②bc段：
③c点：
⑤de段：
④cd段：
任务三、种群的“S”形增长
5.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？
同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。K值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;当环境条件状况改善时，K值会上升。
6.请据图分析：该种群的K值为 。
K2
任务三、种群的“S”形增长
7：K值是不是种群数量的最大值？
8：曲线图中，M是环境容纳量吗？如何解释K1和K2值？
9：在环境条件没有变化的情况下，种群数量达到K值后就不再变化了吗？
不是；K值是种群在一定环境条件下所能维持（允许达到）的种群最大数量
不是；在K值上下波动，动态平衡。
任务三、种群的“S”形增长
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}项目
增长率
增长速率
含义
计算
公式
举例
单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例
单位时间内增加的个体数量
增长率 =（现有个体数-原有个体数）/原有个体数×100％
增长速率 =（现有个体数-原有个体数）/增长时间
种群增长率和增长速率的比较
某种群现有数量为a，1年后，该种群数为b，那么该种群在当年的：
增长率= 。
增长速率= 。
即曲线上每一点的切线（即斜率）
（b-a）/1×100%
（b-a）/ a×100%
=出生率-死亡率
画“J”型和“S”型曲线的这两个率曲线图？
“J”形曲线
增长率 增长速率
t年后种群的数量为: Nt=N0λt
增长率=
N0λt-N0λt-1
N0λt-1
=
=λ-1
Nt－Nt-1
1
=（λ-1）N0λt-1
增长速率逐渐增大
(Nt-Nt-1)/ Nt-1
增长速率=
N0λt-N0λt-1
1
=
增长率固定不变
增长率=λ-1
实质就是曲线的斜率
“S”形曲线
增长率 增长速率
增长率：
增长速率:
随种群密度增大而下降
先增大后减小，最后为0，当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。
增长速率先增大后减小
增长率逐渐减小
比较种群增长两种曲线的联系与区别
项目
J型曲线
S型曲线
曲线模型
前提条件
有无K值
无K值，持续保持增长
有K值
理想状态：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。
实际状态：环境资源有限，存在天敌和其他竞争物种。
比较种群增长两种曲线的联系与区别
项目
J型曲线
S型曲线
增长率
增长速率
时间/t
增长率
特点：增长率 ，
增长速率 。
“J ”形曲线
保持不变
逐渐增大
“S ”形曲线
K/2
特点：增长率 ，
增长速率 。
越来越小
先增后减,最后为零
26
经典例题：找出下列图中的K值、K/2
（3）图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被 的个体数量。
种群数量
时间
0
“J”形曲线
“S”形曲线
环境容纳量
“S”形
环境阻力
淘汰
（1）某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。
（2）如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。
“J”形
典型例题：右图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系，二者之间的阴影部分代表什么？
三、种群的“S”形增长
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
种群数量变化曲线
种群增长速率变化
理想条件：①食物和空间充裕；②气候适宜；③没有天敌和其他竞争物种
自然环境：①食物和空间有限；②有种内竞争和种间竞争；③有天敌
1.野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
2.保护大熊猫的根本措施是什么？
建立自然保护区，提供更宽敞的生存空间，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。
野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和活动范围缩小，K值降低。
思考
任务四、环境容纳量与现实生活——K值与K/2值的运用
1.怎样做才能最有效的灭鼠？
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。
①降低环境容纳量
②在 捕杀
K/2前
防治有害生物的根本措施。
思考
防止老鼠种群数量达到K/2处
任务四、环境容纳量与现实生活——K值与K/2值的运用
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？
思考
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
“黄金开发点”
任务四、环境容纳量与现实生活——K值与K/2值的运用
千岛湖捕鱼的盛况
a.渔业捕捞应在 ;
b.捕捞后鱼的种群数量维持在 。
K/2以后
K/2
因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。
任务五、种群数量的波动
1. 一段时期内维持相对稳定
非洲草原上的野牛、狮种群数量相对稳定
2. 处于规则或不规则波动中
3. 持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡
最后一只活体长江白鳍豚“淇淇”的标本
原因：
人类乱捕滥杀、栖息地破坏。
种群数量过少，近亲繁殖使种群适应性降低。
任务五、种群数量的波动
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
B
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理:
(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、温度和代谢废物等因素的影响。
(3)采用抽样检测的方法，进行显微镜计数，通过血细胞计数板可以测定酵母菌种群的数量。
(1)在理想环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后，还会转而下降直至全部死亡。
(4)以时间为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，探究酵母菌种群数量的变化曲线。
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
2.提出问题:
3.
材料用具:
酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。
血细胞计数板
通常是一块特制的厚载玻片，载玻片上有四条凹槽，中间的平台较宽，其中间又被一短横槽而隔成两半，每个半边上面各刻有一个方格网。
是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。
方格网
血细胞计数板
1mm
计数室的体积=
1mm×1mm×0.1mm=0.1mm3
方格网有九个大方格，其中只有中间的一大方格为计数室，供微生物计数用
计数室
计数室的规格
=16 ×25 小方格
=25×16小方格
1大格=16中方格
1大方格=25中方格
=400小方格
=400小方格
规格：25×16
统计5个中方格，
共16×5=80个小方格
规格：16×25
统计4个中方格，
共25×4=100个小方格
计数室
放大
不管计数室是哪一种规格，都是由400个小方格组成。每个小方格的面积是1/400mm2
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
4.探究思路(设计实验):
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
如何计数？
如何统计？
自变量：
因变量：
实验思路：
时间
酵母菌的数量
(1)酵母菌的计数
先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上
稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，计数板移至载物台的中央
计数一个小方格内的酵母菌数量，估算试管中的酵母菌总数
方法：抽样检测法
用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。
盖玻片
(2)血细胞计数板进行计数
=每中方格中个数的平均值×16×104 ×稀释倍数
1mL培养液中酵母菌数
=每小方格中细胞的平均数×400 ×104×稀释倍数
计数室的体积为0.1 mm3
(ImL=1cm3=1000mm3)
A1
A2
A3
A4
A5
25×16型
对于压在边线上的酵母菌应取相邻两边及顶角计数。
(2)血细胞计数板进行计数
=每中方格中个数的平均值×25×104 ×稀释倍数
1mL培养液中酵母菌数
=每小方格中细胞的平均数×400 ×104×稀释倍数
16×25型
A1
A2
A4
A3
计数室的体积为0.1 mm3
(ImL=1cm3=1000mm3)
(1)为什么不能先加培养液再盖盖玻片？
①盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面，使计数室内液体增多，导致结果偏高。
②直接滴加培养液时，在计数室内会产生气泡，导致计数室相对体积减小而造成误差。
滴加培养液
(2)为什么要待酵母细胞全部沉到底部后再计数？
如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部，通过显微镜观察时就可能出现以下现象：要么能看清酵母菌但看不清方格线，要么能看清方格线但看不清酵母菌。
滴加培养液
(5)对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数?
使培养液中酵母菌分布均匀，以保证估算准确，减少误差。
可将培养液适当稀释一定倍数后再计数。
只计相邻两边及其顶角上的酵母菌,
一般遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。
如果未振荡试管就吸出培养液，可能出现两种情况:
一是从试管下部吸取的培养液浓度偏大;
二是从试管上部吸出的培养液浓度偏小。
(3)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？
(4)如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
(6)本实验需要设置对照吗?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, 因为本实验在时间上形成自身前后对照
(7)需要做重复实验吗?
需要做分组重复实验获得取平均值，以保证计数的准确性;
(8)怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？
死亡细胞多集结成团；
可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色）
需要重复实验,以提高实验数据的准确性；对每个样品可计数三次，再取平均值。
6.实施计划：
连续观察7天，分布记录下这7天的数值。
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
死亡
第 1 天
第 4 天
第 6 天
第 7 天
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
记录表格设计示例：
每天计数酵母菌数量的时间要固定。
培养液中酵母菌种群的数量前期呈“S”型增长，后期数量下降。
(1)开始培养时，营养、空间相对充足，条件适宜，酵母菌大量繁殖种群数量呈“S” 形增长；
(2)随酵母菌数量不断增加，营养不断消耗，代谢产物积累、pH变化，空间不足等种群数量下降。
7.分析结果，得出结论:
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
影响酵母菌种群数量增长的因素:
受培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物等因素的影响。
8.注意事项
(1)取样时间需一致，且应做到随机取样（每天同一时间取样，或者每隔相同一段时间取样。
(2)血细胞计数板使用完毕后，用水冲洗干净或浸泡在酒精溶液中，切勿用硬物洗刷或抹擦，以免损坏网格刻度。
探究·实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
(3)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，计数无色的酵母菌。需要注意的是，加入台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。
例：检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1 mm3。
现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻?? 个／mL。
5n×105?
例：下列对“探究酵母菌种群数量变化规律实验”的叙述，正确的是( )
A. 用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内
B. 对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数
C. 已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
D. 与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
X
1mL
=
0.1mm3(10-4)
每小方格中细胞的个数×400
X
10mL
=
2 X 2 X 0.1mm3(10-4)
M
X × 稀释倍数
=2.5M×105
C