1.2种群数量的变化课件(共31张PPT)-2024-2025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(共31张PPT)-2024-2025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 | 27.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-08-02 21:58:33 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
凤眼莲（水葫芦）原产于南美，1901年作为花卉引入中国。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨，它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。
第1章 种群及其动态
第2节 种群的数量变化
问题探讨
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，某种细菌20min就通过分裂繁殖一代。
时间/min
细菌数量/个
细菌繁殖产生的后代数量
讨论：
1.第n代细菌数量的计算公式是什么？
2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
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？
若在一个新制的培养基上有1个大肠杆菌，其20min繁殖一代。请尝试建立一个大肠杆菌数量与其繁殖时间关系的数学模型。若起始大肠杆菌为5个呢？
问题探讨
大肠杆菌的繁殖方式是什么？
1个大肠杆菌繁殖一代产生几个大肠杆菌？
大肠杆菌可以按这样的趋势一直增长下去吗？
问题探讨
一. 构建种群增长模型的方法——建立数学模型
数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？
在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，对自己年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，用适当的形式对事物的性质进行表述，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
细菌个数
时间/min
数量 /个
② 种群增长曲线可以直观地
反映出种群的增长趋势，
但不够精确。
一. 构建种群增长模型的方法——建立数学模型
【思考】大肠杆菌可以这样持续增吗？自然界中种群的数量变化情况是怎样的？
分析自然界种群增长的实例
资料：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，还啃啮树皮，造成植被被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到短暂控制。
资料：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群数量的增长如右图所示。
分析自然界种群增长的实例
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
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去 为什么
二. 种群的“J”形增长
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。这种类型的种群增长称为“J”形增长。
▲理想条件:
①食物和空间条件充裕；
②气候适宜；
③没有天敌和其他竞争物种等
在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，种群的数量每年以数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
时间（t）
N0
种群数量
二. 种群的“J”形增长
t年后的种群数量
种群数量是前年种群数量的倍数
时间
起始数量
三.种群的“S"型增长
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。经过反复实验，结果如下图所示。从图中可以看出：大草履虫的数量在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。
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。这种类型的种群增长称为“S”形增长。
【思考】大草履虫种群数量增长后趋于稳定的原因是什么？
上述大草履虫种群的数量之所以呈“S”形增长，这是由于随着大草履虫数量的增多，它们对食物和空间的竞争也趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高，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。在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的。
三.种群的“S"型增长
t0 ~ t1 ，种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快。
t1 ~ t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。
t2时，种群数量达到K值，此时出生率=死亡率，种群增长速率为0。
t1 时，种群数量为K/2。出生率＞死亡率，种群增长速率达到最大值。
三.种群的“S"型增长
▲相关曲线
三.种群的“S"型增长
▲环境容纳量（K值）
——在一定的环境条件下所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。
【思考】同一种群的K值是固定不变的吗？
三.种群的“S"型增长
结论：同一种群的K值并不是固定不变的。
注意：K值并不是种群数量的最大值。
▲环境容纳量（K值）
三.种群的“S"型增长
两种增长曲线的对比
环境阻力淘汰的个体数
食物不足
空间有限
种内斗争
天敌捕食
气候等
三.种群的“S"型增长
▲K值与K/2值的应用
思考：保护大熊猫根本措施是什么？
根据环境容纳量的概念可知，K值会随着环境条件的改变而改变。建立自然保护区，扩大生存空间，改善栖息环境，可提高环境容纳量。
三.种群的“S"型增长
▲K值与K/2值的应用
提示：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。
思考：有害生物的防治措施有哪些？
三.种群的“S"型增长
提示：大于K/2时捕捞，捕捞后保持在K/2水平。
注意：K/2值处，种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
思考：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？
▲K值与K/2值的应用
三.种群的“S"型增长
▲拓展应用
①0-10年，λ＞1，种群数量 ；
②10-20年，λ＜1，种群数量 ；
③第 年时，种群数量最多；第 年时，种群数量最少；
增加
减少
10
20
填一填：
三.种群的“S"型增长
在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。例如，某地野牛、狮的种群数量往往比较稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。例如，对某地区东亚飞蝗种群数量多年的变化情况所做的研究表明，该东亚飞蝗的种群数量在1913—1961年一直处于不规则的波动状态。
四.种群数量的波动
三.种群数量的波动
在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。
对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。
在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。
当种群长久处于不利条件下，如人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧下降。
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
酵母菌是一种单细胞、兼性厌氧型真菌,可以用液体培养基培养,且生长周期短,繁殖速度快,易于研究种群数量的变化。
——抽样检测法
显微计数
“J”型
“S”型
成分、培养的空
间、pH、温度
血细胞计数板
曲线
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
▲酵母菌的计数方法——血细胞计数板计数法
①先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入；
②多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
酵母菌密度的计算
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
例：血细胞计数板是微生物计数的常用工具，盖玻片下的培养液厚度为0.1 mm。如图所示是培养液稀释100倍后的镜检结果，如果中方格内的大肠杆菌数刚好是五点取样平均数，则1 mL该培养液中大肠杆菌的数量约为（ ）
提示：分析题图可知，图中一个样方中大肠杆菌数为16个，因此整个计数板中大肠杆菌数＝16×25＝400个，1 mL该培养液中大肠杆菌的数量≈400÷（1×1×0.1×10－3）×100＝4×108个，故B项正确。
A. 4×109
B. 4×108
C. 4×107
D. 4×106
B
▲实验操作注意事项
(1)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成相互对照,需要做重复实验,目的是减少误差,即对每个样品计数三次,取其平均值。
(2)显微镜计数时,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。
(3)血细胞计数板必须保持干燥,否则培养液将不能渗入计数室。
(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(5)从试管中吸出培养液进行计数前，应将试管轻轻振荡几次，使培养液中的酵母菌分布均匀。
(6)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应将培养液进行稀释。
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
凤眼莲（水葫芦）原产于南美，1901年作为花卉引入中国。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨，它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。
第1章 种群及其动态
第2节 种群的数量变化
问题探讨
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，某种细菌20min就通过分裂繁殖一代。
时间/min
细菌数量/个
细菌繁殖产生的后代数量
讨论：
1.第n代细菌数量的计算公式是什么？
2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
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？
若在一个新制的培养基上有1个大肠杆菌，其20min繁殖一代。请尝试建立一个大肠杆菌数量与其繁殖时间关系的数学模型。若起始大肠杆菌为5个呢？
问题探讨
大肠杆菌的繁殖方式是什么？
1个大肠杆菌繁殖一代产生几个大肠杆菌？
大肠杆菌可以按这样的趋势一直增长下去吗？
问题探讨
一. 构建种群增长模型的方法——建立数学模型
数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？
在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，对自己年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，用适当的形式对事物的性质进行表述，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
细菌个数
时间/min
数量 /个
② 种群增长曲线可以直观地
反映出种群的增长趋势，
但不够精确。
一. 构建种群增长模型的方法——建立数学模型
【思考】大肠杆菌可以这样持续增吗？自然界中种群的数量变化情况是怎样的？
分析自然界种群增长的实例
资料：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，还啃啮树皮，造成植被被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到短暂控制。
资料：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群数量的增长如右图所示。
分析自然界种群增长的实例
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
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去 为什么
二. 种群的“J”形增长
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。这种类型的种群增长称为“J”形增长。
▲理想条件:
①食物和空间条件充裕；
②气候适宜；
③没有天敌和其他竞争物种等
在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，种群的数量每年以数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
时间（t）
N0
种群数量
二. 种群的“J”形增长
t年后的种群数量
种群数量是前年种群数量的倍数
时间
起始数量
三.种群的“S"型增长
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。经过反复实验，结果如下图所示。从图中可以看出：大草履虫的数量在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。
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。这种类型的种群增长称为“S”形增长。
【思考】大草履虫种群数量增长后趋于稳定的原因是什么？
上述大草履虫种群的数量之所以呈“S”形增长，这是由于随着大草履虫数量的增多，它们对食物和空间的竞争也趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高，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。在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的。
三.种群的“S"型增长
t0 ~ t1 ，种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快。
t1 ~ t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。
t2时，种群数量达到K值，此时出生率=死亡率，种群增长速率为0。
t1 时，种群数量为K/2。出生率＞死亡率，种群增长速率达到最大值。
三.种群的“S"型增长
▲相关曲线
三.种群的“S"型增长
▲环境容纳量（K值）
——在一定的环境条件下所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。
【思考】同一种群的K值是固定不变的吗？
三.种群的“S"型增长
结论：同一种群的K值并不是固定不变的。
注意：K值并不是种群数量的最大值。
▲环境容纳量（K值）
三.种群的“S"型增长
两种增长曲线的对比
环境阻力淘汰的个体数
食物不足
空间有限
种内斗争
天敌捕食
气候等
三.种群的“S"型增长
▲K值与K/2值的应用
思考：保护大熊猫根本措施是什么？
根据环境容纳量的概念可知，K值会随着环境条件的改变而改变。建立自然保护区，扩大生存空间，改善栖息环境，可提高环境容纳量。
三.种群的“S"型增长
▲K值与K/2值的应用
提示：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。
思考：有害生物的防治措施有哪些？
三.种群的“S"型增长
提示：大于K/2时捕捞，捕捞后保持在K/2水平。
注意：K/2值处，种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。
思考：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？
▲K值与K/2值的应用
三.种群的“S"型增长
▲拓展应用
①0-10年，λ＞1，种群数量 ；
②10-20年，λ＜1，种群数量 ；
③第 年时，种群数量最多；第 年时，种群数量最少；
增加
减少
10
20
填一填：
三.种群的“S"型增长
在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。例如，某地野牛、狮的种群数量往往比较稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。例如，对某地区东亚飞蝗种群数量多年的变化情况所做的研究表明，该东亚飞蝗的种群数量在1913—1961年一直处于不规则的波动状态。
四.种群数量的波动
三.种群数量的波动
在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。
对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。
在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。
当种群长久处于不利条件下，如人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧下降。
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
酵母菌是一种单细胞、兼性厌氧型真菌,可以用液体培养基培养,且生长周期短,繁殖速度快,易于研究种群数量的变化。
——抽样检测法
显微计数
“J”型
“S”型
成分、培养的空
间、pH、温度
血细胞计数板
曲线
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
▲酵母菌的计数方法——血细胞计数板计数法
①先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入；
②多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
酵母菌密度的计算
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践
例：血细胞计数板是微生物计数的常用工具，盖玻片下的培养液厚度为0.1 mm。如图所示是培养液稀释100倍后的镜检结果，如果中方格内的大肠杆菌数刚好是五点取样平均数，则1 mL该培养液中大肠杆菌的数量约为（ ）
提示：分析题图可知，图中一个样方中大肠杆菌数为16个，因此整个计数板中大肠杆菌数＝16×25＝400个，1 mL该培养液中大肠杆菌的数量≈400÷（1×1×0.1×10－3）×100＝4×108个，故B项正确。
A. 4×109
B. 4×108
C. 4×107
D. 4×106
B
▲实验操作注意事项
(1)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成相互对照,需要做重复实验,目的是减少误差,即对每个样品计数三次,取其平均值。
(2)显微镜计数时,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。
(3)血细胞计数板必须保持干燥,否则培养液将不能渗入计数室。
(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(5)从试管中吸出培养液进行计数前，应将试管轻轻振荡几次，使培养液中的酵母菌分布均匀。
(6)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应将培养液进行稀释。
培养液中酵母菌种群数量的变化
探究 · 实践