1.2 种群的数量变化(共43张PPT)课件-高二生物学(人教版2019选择性必修2)

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名称 1.2 种群的数量变化(共43张PPT)课件-高二生物学(人教版2019选择性必修2)
格式 pptx
文件大小 3.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-03-23 20:02:11

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文档简介

(共43张PPT)
第2节 种群的数量变化
第1章种群及其动态
建立种群增长模型的方法
种群“J”形增长
种群数量的波动
种群“S”形增长
目录 /CONTENTS
种群及其动态
03
02
04
01
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速 率很快,因而我们要常洗手。 假设在营养和 生存空间没有限制的情况下,某种细每20
min就通过分裂繁殖一代。
讨论
1. 第n代细茵数量的计算公式是什么?
Nn=1×2 n
2. 72h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?
Nn=1×2 n =2216
问题探讨
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
3. 在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公 式描述的趋势增长吗?如何验证你的观点?
不会,因为培养瓶中的营养物质和空间是 有限的;该公式成立是在理想条件下的。
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。
问题探讨
曲线图
直观, 但不够精确
01 建立种群增长模型的方法
1、数学模型: 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
3、建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种群数量的变化。
种群及其动态 5
数学公式
精确, 但不够直观
N = 1×2n
n
2、数学模型的表现形式
提出问题
作出假设
建构模型
检验或修正
01 建立种群增长模型的方法
4、建立数学模型一般包括以下步骤
种群及其动态
6
1859年, 一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24 只野兔。让他没有想到的是, 一个世纪之后,这24只野兔的后代竟 超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草,还啃树皮,造成 植被破坏,导致水土流失。后来,人们引入了黏液瘤病毒才使野兔
种群及其动态
分析自然界种群增长的实例
02 种群增长的“J”型曲线
的数量得到控制。
资料1
7
20世纪30年代, 人们将环颈雉引入某地一个小岛。 1937—1942年, 5年间这个种群数量的增长如下图所示。
种群及其动态
分析自然界种群增长的实例
02 种群增长的“J”型曲线
资料2
8
种群增长的“J”型曲线
分析自然界种群增长的实例
讨论:
1.这两个资料中种群增长有什么共同点
种群数量增长迅猛, 且呈无限增长趋势。
2.种群出现这种增长的原因是什么?
食物充足,缺少天敌等
种群及其动态
02
9
02 种群增长的“J”型曲线
1. 模型假设 理想条件
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。
种群数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍.
2. 模型建立
“J”型
N0为该种群的起始数量, t为时间,
Nt表示t年后该种群的数量, N0
λ表示该种群数量是前一年种群数量的的倍数 0
种群及其动态 10
t年后种群的数量为 Nt=N0 ×λt
增加
相对稳定
减少
增长型
稳定型
衰退型
【思考】当 λ > 1时,种群一定呈 “J”形增长吗?
只有λ>1且为定值时,种群增长才为“J”形增长。
种群及其动态 11
Nt=N0λt 表达式中, λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数
据图说出种群数量如何变化
02 种群增长的“J”型曲线
“J”型
种群及其动态
02 种群增长的“J”型曲线
12
增长率 增长速率 含义 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 计算 公式 增长率 = (现有个体数-原有 个体数) /种群原有个体数 增长速率 = (现有个体数-原有个 体数) /增长时间 举例 “一个种群有1000个个体, 一年 后增加到1100”,则该种群的增 长率为: ×100%=10% “一个种群有1000个个体, 一年后 增加到1100”,则该种群的增长速 率为: 1100-1000 1年
=100个/年
种群及其动态
02 种群增长的“J”型曲线
13
“J”型
种群增长的“J”型曲线
3.增长率
种群及其动态
(λ>1,且不变)
增长率=λ-1
02
14
种群增长的“J”型曲线
4.增长速率
种群及其动态
实质就是 “J”型曲线的斜率
02
15
在一个培养瓶中,细菌的数量 会一直按照这个公式增长吗?
不能。因为资源和空间是有限的。
种群及其动态
02 种群增长的“J”型曲线
16
【生态学家高斯的实验】
1.在0.5ml的培养液中放入5个大草履虫。
2.每隔24小时统计大草履虫的数量。
3.反复试验
4.最大的种群数量是375个。
03 种群增长的“S”型曲线
1、含义: 种群经过一定时间的增长后, 数量趋于稳定的增长曲线, 称为“S”型曲线.
种群及其动态
时间/d
大草履虫种群的增长曲线
种群数量/个
17
K=375
03 种群增长的“S”型曲线
2、模型假设: 资源和空间有限,天敌的制约等
K值(环境容纳量): 一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
存在环境阻力(现实条件下)
种群及其动态
K=375
种群数量/个
18
时间/d
K值会随着环境的改变而发生变化,
当环境遭受破坏时,K值会 下降 ; 当环境条件改善时, K值会 上升。
2、请据图分析:该种群的K值为 K2 。
3、同一种群的K值是固定不变的吗?
K值(环境容纳量): 一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
03 种群增长的“S”型曲线 【对K值的理解】
种群数量也会在K值附近上下波动
1、K 值是不是种群数量的最大值?
种群及其动态
19
03 种群增长的“S”型曲线
【对K值的应用】
场景1 野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么?
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。
建立自然保护区,改善栖息环境,从而提高环境
容纳量。
保护大熊猫的根本措施是什么?
种群及其动态
20
03 种群增长的“S”型曲线
【对K值的应用】
场景2 控制家鼠数量的思路和相应具体措施
增大 死亡率
降低 出生率
机械捕杀
药物捕杀
种群及其动态
断绝或减少 食物来源
是防治有害生 物的根本措施。
降低环境 容纳量
施用避孕药
放养天敌
硬化地面
21
①t1之前,种群数量小于K/2值,由于资源和空间相对充裕,种群增长速率逐渐增大; ②当种群数量为K/2值时, 出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值;
③t1~t2 ,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加, 种群增长速率下降;
④t2 时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0。
种群及其动态 22
03 种群增长的“S”型曲线
3、种群”S”形增长的其它曲线
a.渔业捕捞应在 K/2以后 ;
b.捕捞后鱼的种群数量维持在 K/2 。
而杀虫效果最好的时期在 K/2以前 。
种群及其动态
【对K/2值的应用

场景3 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?
03 种群增长的“S”型曲线
23
“J”形增长
“S”形增长
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理想条件。
资源和空间有限、受气候变 化影响、受其他生物制约。
增长 特点 每种群数量以一定倍数增长,种群增 长速率越来越快。
种群增长速率先逐渐增大, K/2时增长最快,此后增长 减缓,到K值时停止增长。
曲线
联系 “ S”形增长是“J”形增长在自然界环境阻力作用下发展的必然结
种群及其动果态。
03 种群增长的“S”型曲线
24
空间有限
种内斗争
天敌捕食
气候不适寄生虫
传染病等
两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。
环境阻力减小, K值增大;
种群及其动态
种群增长的“S”型曲线
“J”型曲线无环境阻力,无K值
03
一食物不足
环境阻力
25
04 种群数量的波动
在现实的生态系统中,种群数量除增长外,还有没有其他变化?
种群及其动态
26
①非生物因素: 气候条件、水资源等。
②生物因素: 天敌、食物、病原体等其他生物的影响,人类的捕杀等。
种群及其动态 27
04 种群数量的波动
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。 但对于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
1. 原因
影响结果 原因分析
实例
易成灾 种群常处于明显的波动状态, 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
易消亡 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
04 种群数量的波动
2. 种群数量波动产生的影响
种群及其动态
28
探究·实践
培养液中酵母菌种群数量的变化
1.单细胞真核生物 2.兼性厌氧菌
3.出芽生殖
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?
用抽样检测的方法
计数室(中间大方格) 的长和宽各为1mm,深度为0.1mm,
其体积为 0.1 mm3 ,合 1× 10-4 mL。 1ml = 1cm3
1个计数室的面积为1mm2 1个计数
,
室内有400个小方格。每个小方格的面积1/400mm2
① 0.10mm的含义
计数室的深度为0.1mm
② 1/400mm2 的含义
血细胞计数板:专门用于计数单细胞微生物的一种仪器
计数室
1mm
酵母菌种群密度(个/mL)
=中方个中酵母菌数量的平均值×25 (或16) ×104 ×稀释倍数
计数室(中间大方格) 的长和宽各为1mm,深度为0.1mm, 其体积为 0.1 mm3 ,合 1 ×10-4 mL。 1ml = 1cm3
取样方法: 四个顶角及中央5个中格
(计数80小格中酵母菌总数)
四个顶角中格
(计数100小格中酵母菌总数)
16 (中格) ×25 (小格)=400个
25 (中格) ×16 (小格) =400个
先将盖玻片盖在计数室上→吸管吸培养液→滴盖玻片边缘→
培养液自行渗入→滤纸吸去多余的培养液→酵母菌细胞全部沉降 到计数室底部→显微计数→估算试管中酵母菌的总数。
显微镜计数操作步骤:
思考
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?
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。
2.如果一个小方格内酵母菌过多,难以计数,应采取怎样的措施?
稀释一定倍数后,再用血球计数板计数
用无菌水稀释至每小 格细胞数目为5~10 个


100

3.对于压在小方格界线上的酵母菌,应当怎样计数?
只计数相邻两边及其夹角的酵母菌数。
(计上不计下,计左不计右)
4.为什么要待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数?
酵母菌全部沉降到计数室底部,减少实验误差。
5.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。
酵母菌在不同时间内的数量可以形成自身前后对照,不需另设对照实验。
6.需要做重复实验吗?
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
7.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)
第0天 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天
第6天
第1组
第2组
第3组
------
第n组
平均值
8.怎样记录结果?记录表怎样设计?
实施计划
首先通过显微镜观察,估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量(N0
),在此之后连续观察7天,分布记录下这7天的数值
死亡
第7天
第4天
第6天
第1天
分析结果,得出结论
酵母菌增长的总趋势是先增加再降低。
原因是在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, 营养消耗、 pH变化、有害代谢产物积
累等,使生存条件恶化,酵母菌死亡率高于出生率,种群数量下降。
酵母菌增长曲线分析
条件:食物和空间有限
曲线:
条件:食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种
特点:种群数量每年以一定倍数增长
曲线:
种群的“S”特点:种群增长速率先增大后减小,最后为0
形增长 K值: 一定环境条件下所能维持的种群最大数量
种群及其动态
建构种群增长模型的方法
种群的“J” 形增长
种群增长模
04
小结
41

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。
(×)
种群及其动态 42
D 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 (B)
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
种群及其动态
D 练习与应用
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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 (B)
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