2018-2019學年高中生物 第4章 種群和群落 4.2 種群數量的變化課件 新人教版必修3.ppt

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1、第2節(jié)種群數量的變化,第4章種群和群落,學習目標 1.嘗試建構種群增長的數學模型。 2.理解種群“J”型增長的數學模型。 3.理解種群“S”型增長的數學模型。,方式一2015年內蒙古3 000萬畝草原遭遇蝗災，部分街道蝗蟲成群。滅蝗70%以上采用生物措施。截至7月15日，全區(qū)采用綠僵菌、苦參堿、煙堿苦參堿、牧雞、牧鴨等方法完成防治面積507.5萬畝。有效遏制蝗蟲災害需要研究蝗蟲種群數量的變化規(guī)律，這節(jié)課我們共同學習種群數量的變化。,方式二地球上的每種生物都具有很大的生殖潛力，如果這種生殖潛力不受食物、空間、天敵和氣候條件等的限制而任其發(fā)展的話，生物種群會在短期內達到驚人的數量。但是大多數情況下

2、，種群的生存和發(fā)展受到資源、空間、天敵等因素的限制，所以其種群的數量增長不可能出現上述現象。那么，種群的數量變化有什么規(guī)律呢？,,新知導學,,達標檢測,內容索引,新知導學,1.建構種群數量增長的數學模型的方法 (1)數學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的 形式。 (2)構建數學模型的方法步驟：觀察研究對象，提出問題提出合理的 根據實驗數據，用適當的 對事物的性質進行表達通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正。 (3)數學模型的表達形式及優(yōu)點 數學方程式：優(yōu)點是科學、 。 曲線圖：優(yōu)點是 。,一、種群數量的增長、變化曲線及應用,數學形式,直觀,數學,假設,精確,2.

3、種群增長的“J”型曲線 (1)含義：在理想條件下的種群，以時間為橫坐標，以 為縱坐標畫出的曲線圖，曲線大致呈“J”型。 (2)“J”型增長的條件： 條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。 (3)模型假設：種群的數量每年以 增長，第二年的數量是第一年的倍。 (4)建立模型：t年后種群數量為： 。,種群數量,NtN0t,一定的倍數,食物和空間,3.種群增長的“S”型曲線 (1)含義：種群經過一定時間的增長后，數量 的增長曲線。,趨于穩(wěn)定,(2)成因,增加,種內斗爭,出生率,死亡率,(3)K值：又稱 ，在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的

4、 。 (4)應用：通過建立自然保護區(qū)等措施提高 是保護瀕危動植物的根本措施。,環(huán)境容納量,種群最大數量,環(huán)境容納量,波動,4.種群數量的波動和下降 (2)數量變化：大多數種群的數量總是在 中；在不利的條件下，種群數量還會急劇 甚至消亡。,下降,種群增長的“J”型曲線和“S”型曲線比較,例1資源的合理使用是使產量最大化，又不影響資源的持久利用。自然種群增長呈“S”型曲線。假設種群的K值為200，N表示種群數量，據表分析正確的是 A.環(huán)境阻力對種群增長的影響出現在S4點之后 B.防治蝗蟲應在蝗蟲數量達到S3點時進行 C.漁業(yè)捕撈后需控制剩余量在S3點 D.(KN)/

5、K值為0.25時，種群增長速率最大,,答案,解析,解析環(huán)境阻力對種群增長的影響早在S4之前就已經出現，A錯誤； 防治蝗蟲應在蝗蟲數量達到S3點之前進行，B錯誤； S3點種群增長速率較快，既能使產量最大化，又不影響資源的持續(xù)利用，漁業(yè)捕撈后需控制剩余量在S3點，C正確； 種群增長速率最大的點是S3點即(KN)/K0.5時所對應的點，D錯誤。,例2如圖為某地東亞飛蝗種群數量變化的示意圖，下列敘述錯誤的是 A.為有效防治蝗災，應在a點之前及時控制種群密度 B.ab段，該種群的增長率與種群密度之間成正相關 C.利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止c點出現 D.在de段，該種群的增長率不變,,答案,

6、解析,解析圖示a點東亞飛蝗數量急劇上升，此時種群增長速率達到最大，病蟲防治工作應在a點所示時間之前進行，A項正確； 圖示ab段種群數量仍然在上升，但種群增長率呈下降趨勢，B項錯誤； 利用性引誘劑誘殺雄蟲，使種群性別比例失調，從而出生率降低，種群密度降低，C項正確； 在de段，種群數量相對穩(wěn)定，增長率為0，D項正確。,種群數量變化曲線的應用,二、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化,1.提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數量是怎樣隨時間變化的？ 2.作出假設：培養(yǎng)液中的酵母菌數量開始一段時間呈 型增長，隨著時間推移，由于營養(yǎng)物質的 、有害代謝產物的 、pH的 ，酵母菌數量呈 型增長。 3

7、.探究步驟 (1)將10 mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。 (2)將酵母菌 到試管中的培養(yǎng)液。,“S”,“J”,積累,改變,接種,消耗,(3)將試管放在 條件下培養(yǎng)。 (4)每天取樣計數酵母菌數量。用 在顯微鏡下計數，估算10 mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始種群數N0，然后連續(xù)觀察七天，記錄每天的數值。 (5)分析數據，以 為橫坐標， 為縱坐標，畫出坐標曲線圖，分析曲線走向，揭示酵母菌種群數量變化規(guī)律。 4.實驗結論 在有限的環(huán)境條件下酵母菌種群數量呈 增長。,酵母菌數量,25,血細胞計數板,時間,“S”型,5.注意事項 (1)從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數

8、前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是 。 (2)若一個小方格內酵母菌過多，難以數清，可以 ，然后再計數。 (3)對于壓在小方格界線上的酵母菌，只計數相鄰兩邊及其夾角的酵母菌。,使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差,增大稀釋倍數,例3某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化”實驗時，同樣實驗條件下分別在4個試管中進行培養(yǎng)(見表)，均獲得了“S”型增長曲線。根據實驗結果判斷，下列說法錯誤的是 A.4個試管內的種群初始階段都經歷了“J”型增長 B.4個試管內的種群同時達到K值 C.試管內種群的K值與試管不同 D.試管內的種群數量先于試管開始下降,,答案,

9、解析,解析培養(yǎng)液的體積是有限的，則整個培養(yǎng)過程中酵母菌呈“S”型增長。在培養(yǎng)初期，酵母菌之間不因數量較多而存在生存斗爭，酵母菌呈“J”型增長。培養(yǎng)液中酵母菌數量達到K值的時間取決于培養(yǎng)液的體積和酵母菌的起始數量：酵母菌起始數量相同的試管(如和、和)，培養(yǎng)液體積越小的試管越先達到K值；而培養(yǎng)液體積相同的試管(如和、和)，酵母菌起始數量越大的試管越先達到K值。酵母菌種群數量開始下降的時間取決于酵母菌的起始數量和培養(yǎng)液的體積：培養(yǎng)液體積相同的試管(如和、和)，酵母菌起始數量越大的試管內種群數量越先下降；而酵母菌起始數量相同的試管(如和、和)，培養(yǎng)液體積越小的試管內種群數量越先下降。,例4某研究小組探

10、究10 mL培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化，利用血細胞計數板(規(guī)格為0.1 mm,1/400 mm2)進行計數。圖甲是某天顯微鏡鏡檢結果(視野中每個黑點含2個酵母菌)，圖乙是7天內酵母菌種群數量的變化曲線。下列敘述不正確的是 A.圖甲中酵母菌數量過多，需加水稀釋后再統(tǒng)計 B.圖甲中的酵母菌數量對應于圖乙中的第3天 C.相同條件下再次實驗，酵母菌種群數量的K值基本不變 D.酵母菌自身代謝狀況也會影響實驗數據的統(tǒng)計,,答案,解析,解析圖甲中酵母菌數量可分辨清楚，不用加水稀釋，A項錯誤； 每小格平均有2個酵母菌，每小格體積為：0.1 mm1/400 mm21/4 000 mm3，所以1 mm3中有8

11、000個酵母菌，則10 mL中酵母菌總數為： 8 000101038107800105，B項正確； 環(huán)境條件不變，則環(huán)境的最大容納量不變，C項正確； 酵母菌自身的代謝產物會改變培養(yǎng)液的理化性質，影響酵母菌的生命活動，D項正確。,學習小結,J,S,達標檢測,1.數學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數學形式。建立數學模型一般包括以下步驟：根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達；觀察研究對象，提出問題；通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正；提出合理的假設。下列排列順序正確的是 A. B. C. D.,答案,,1,2,3,4,5,2.種群的“J”型增長是有條件的，條件之一是 A.

12、在該環(huán)境中只有一個種群 B.該種群對環(huán)境的適應比其他種群優(yōu)越得多 C.環(huán)境資源是無限的 D.環(huán)境資源是有限的,答案,,1,2,3,4,5,3.自然界中生物種群增長常表現為“S”型增長。下列有關種群“S”型增長的說法正確的是 A.“S”型增長僅表示了種群數量和食物的關系 B.種群增長率在各階段是不同的 C.“S”型增長只表示了種群數量，與時間無關 D.種群增長不受種群密度制約,,答案,1,2,3,4,5,4.下圖中表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是,1,2,3,4,5,,答案,5.某研究所調查發(fā)現：某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，其種群數量增長速率隨時間變化的曲線如圖所示，請分析回答下列問題： (1)

13、在t0t3時間內，種群數量增長曲線呈____型；若在t3時種群數量為N，則在t1時種群數量為____。t1時該種群的年齡組成可能為________。,1,2,3,4,5,答案,“S”,增長型,解析t0t3時間內種群數量增長應呈現“S”型曲線，若在t3時種群數量為N，則t1時對應 。t1時種群的年齡組成為增長型。,解析,(2)捕獲該魚的最佳時期為___時，原因是_____________________________ __________________________________________________________________________。,1,2,3,4,5,答案,解析由于t1時種群增長速率最大，資源更新能力最強，故t2時捕撈有利于獲得較大捕獲量且不影響資源更新。,在t1時種群增長速率最大，t2時捕獲該魚并使捕撈后維持在t1時的數量，獲得的量較大且不影響該魚類資源的再生,t2,解析,(3)在t3時期后，該魚種群數量變化將呈現______狀態(tài)，主要原因是_______ _______、_______________。,1,2,3,4,5,答案,解析在t3時期后種群數量變化將呈波動狀態(tài)，原因是種內斗爭加劇、天敵增加等。,爭加劇 捕食者數量增加,波動,種內斗,解析,