2017年高中生物(人教版)必修三配套課件：第4章第2節(jié)種群數(shù)量的變化[文字可編輯]

1、預(yù)習(xí)導(dǎo)引區(qū),一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法,閱讀教材,P65,66,概念,數(shù),用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì),的,數(shù)學(xué)形式,提出問題做出,合理的假設(shè),用,適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué),形式表達(dá)檢驗(yàn)或修正,數(shù)學(xué)方程式：優(yōu)點(diǎn)是,科學(xué)、準(zhǔn)確,曲線圖：優(yōu)點(diǎn)是,直觀,學(xué),建立數(shù)學(xué)模,模,型,表現(xiàn)形式,型的步驟,二、種群增長(zhǎng)曲線,閱讀教材,P66,67,1,種群數(shù)量增長(zhǎng)的,J,型曲線,食物和空間條件充裕,1,模型假設(shè),氣候適宜,沒有敵害等,2,建立模型,N,t,N,0,N,0,種群的起始數(shù)量,t,時(shí)間,N,t,t,年后該種,群的,數(shù)量,該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的,倍數(shù),t,2,種群數(shù)量增長(zhǎng)的,S,型曲線,空間,1,形成條件：自然

2、界的,資源,和,總是有限的,2,環(huán)境容納量,K,在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的,種群最大數(shù)量,種群數(shù)量達(dá)到,K,值后不能繼續(xù)增加的原因,3,應(yīng)用：建立自然保護(hù)區(qū)，從而提高,環(huán)境容納量,如為增加大熊貓的種群數(shù)量設(shè)立的臥龍山自然保護(hù)區(qū),三、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降,閱讀教材,P67,68,自然因素：如氣候、食物、天敵、傳染病等,1,影響因素,人為因素：人類活動(dòng)的影響,2,數(shù)量變化,大多數(shù)種群的數(shù)量總是在,波動(dòng),中，在不利,條件下，種群的數(shù)量還會(huì)急劇下降甚至消亡,野生生物資源,3,研究意義,對(duì),有害動(dòng)物,的防治,的保護(hù),和利用，瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)都有著重要意義,課堂互動(dòng)區(qū),共研探

3、究,建立數(shù)學(xué)模型可以描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化規(guī)律,分析下面某種細(xì)菌在某條件下分裂繁殖的規(guī)律，結(jié)合圖示信息,完成下列思考題，掌握建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法,1,若該細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制，請(qǐng)你仔細(xì),觀察細(xì)菌分裂繁殖的規(guī)律，完成下表,時(shí)間,min,繁殖代,數(shù),代,細(xì)菌數(shù),量,個(gè),1,0,計(jì)時(shí),20,40,60,80,100,120,180,0,親代,1,2,3,4,5,6,9,2,4,16,32,8,64,512,2,觀察表中細(xì)菌數(shù)量,N,和繁殖代數(shù),n,之間的關(guān)系,寫,出相應(yīng)的方程式,N,n,2,n,3,根據(jù),2,中的方程式，回答下列問題,1,在下面的坐標(biāo)系中畫出細(xì)菌種群,數(shù)量增長(zhǎng)的曲線,繪

4、圖原則先描點(diǎn)再連,線,答案,2,從曲線的變化可以預(yù)計(jì),在,資源和空間無(wú)限多,理,想條件下,的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受,種群密度增加,的影響,3,曲線圖能,直觀,地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì),但,不夠精確,數(shù)學(xué)方程式能更,精確,計(jì)算出種群數(shù),量，但,不夠直觀,4,當(dāng)一個(gè)種群遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境時(shí),種群數(shù)量如何,變化,提示,剛遷入時(shí)食物和空間條件充裕，種群增長(zhǎng)速率較,快，接近,J,型曲線，當(dāng)繁殖到一定程度后，環(huán)境中的個(gè)體數(shù),接近飽和,種群增長(zhǎng)減緩接近,S,型曲線,最后種群數(shù)量趨于,穩(wěn)定,總結(jié)升華,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,對(duì)點(diǎn)演練,1,下表為野兔入侵到某個(gè)島嶼后，種群數(shù)量的調(diào)查結(jié)果,請(qǐng)分析表中數(shù)據(jù)，回答下列

5、問題,年份（年,調(diào)查數(shù)據(jù)（只,調(diào)查方法,捕捉并標(biāo)志數(shù)量,a,重捕數(shù),b,重捕個(gè)體中標(biāo)志數(shù),c,2,4,6,8,10,12,14,16,18,30,40,40,50,80,100,120,100,120,30,40,50,48,60,80,100,100,80,18,16,10,6,6,7,10,8,20,1,表中調(diào)查野兔數(shù)量的方法為,_,根據(jù)表中數(shù)據(jù),可計(jì)算出野兔數(shù)量依次為,年份,年,2,4,6,8,10,12,14,16,18,野兔數(shù)量,只,2,由,1,中結(jié)果繪制出野兔在,0,18,年內(nèi)的增長(zhǎng)曲線,解析,1,計(jì)算過程：如設(shè)第,2,年種群數(shù)量為,X,由,X,a,b,c,可得,X,ab,c,30

6、,30/18,50,只,2,根據(jù),1,中數(shù),據(jù)描點(diǎn)連線即可得出,答案,1,標(biāo)志重捕法,50,100,200,400,800,1 143,1 200,1 250,480,2,如圖所示,共研探究,1,在,20,世紀(jì),30,年代，人們將環(huán)頸雉,如圖甲,引入美,國(guó)的一個(gè)島嶼，圖乙是在,1937,1942,年期間該種群數(shù)量的,增長(zhǎng)曲線圖,1,從圖乙看出，在理想條件下種群增長(zhǎng)的曲線是,J,型,2,若在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件,下，某種群的起始數(shù)量為,N,0,并且第二年的數(shù)量是第一年的,倍,該種群每年的增長(zhǎng)倍數(shù)都保持不變,則,一年后種群數(shù)量,N,1,N,0,兩年后種群數(shù)量,N,2,N,0

7、,t,年后種群數(shù)量,N,t,N,0,2,t,若,1,請(qǐng)繪出數(shù)學(xué)方程式,N,t,N,0,中種群數(shù)量,N,t,隨,t,的變化曲線圖,答案,如圖所示,t,3,種群增長(zhǎng)率指在一段時(shí)間內(nèi)，結(jié)束時(shí)種群數(shù)量相對(duì),于初始種群數(shù)量的增加部分占初始數(shù)量的比例,J,型曲線,1,中年增長(zhǎng)率公式可表示為種群增長(zhǎng)率,N,t,N,t,N,t,1,1,由于,是個(gè)定值，種群增長(zhǎng)率也是個(gè)定值,若,1,種群數(shù)量不變；若,01,種群數(shù)量減??；若,0,雌性沒有繁殖，種群在下一代中滅亡,2,生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在,0.5 mL,培養(yǎng)液,中放入,5,個(gè)大草履蟲，然后每隔,24 h,統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量,連續(xù),6,天，得到一

8、曲線模式圖,如下圖,1,對(duì)曲線的分析,曲線圖,曲線,形成,原因,特殊,點(diǎn)的,含義,種群密度,有限,資源和空間,增大,導(dǎo)致,種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng),加劇,天敵,數(shù)量增加等,B,點(diǎn),出生率,大于,死亡率,此時(shí)種群增長(zhǎng)速率,最大,C,點(diǎn),等于,出生率,死亡率，此時(shí)種群的增長(zhǎng)速率為,零,種群數(shù),量趨于,穩(wěn)定,種群數(shù)量達(dá)到,環(huán)境容納量,即,K,值,2,K,值的辨析及應(yīng)用,同一種群的,K,值,不是,固定不變的,同一物種的不同種群的,K,值,不一定,相同,和所,影響,K,值大小的因素有生物自身的,遺傳特性,條件,生存的,環(huán)境,大熊貓棲息地遭到破壞后，食物和活動(dòng)范圍縮小,K,值變小，而建立,自然保護(hù)區(qū),改善其,棲息環(huán)境,從

9、而,提高,環(huán)境容納量,為控制鼠害，可采取養(yǎng)殖或釋放天敵、打掃衛(wèi)生,硬化地面、將食物儲(chǔ)存在安全處以降低,K,值,若要持續(xù)從池塘中獲得魚類資源，則應(yīng)該使捕撈后,魚類的數(shù)量維持在,B,點(diǎn)，原因是,B,點(diǎn),K,2,時(shí)種群增長(zhǎng),速率最大，這樣既可獲得最大利用量，又可保持種群,的可持續(xù)發(fā)展,3,種群數(shù)量的變化只有增長(zhǎng)嗎,提示,種群數(shù)量的變化除了增長(zhǎng)外，還有穩(wěn)定、波動(dòng)和下,降,J,型和,S,型曲線只研究了種群數(shù)量的增長(zhǎng)現(xiàn)象,總結(jié)升華,1,種群數(shù)量增長(zhǎng)的,J,型曲線和,S,型曲線的比較,項(xiàng)目,前提,條件,J,型曲線,理想狀態(tài)：食物和空間,條件充裕；氣候適宜,沒有敵害；無(wú)遷入、遷出,S,型曲線,食物、空間有限；

10、不斷變,化的自然條件；有種內(nèi)斗,爭(zhēng)和種間競(jìng)爭(zhēng),增長(zhǎng),模型,種群,增長(zhǎng),速率,K,值,無(wú),K,值,有,K,值,聯(lián)系,兩種增長(zhǎng)曲線的差異主要是環(huán)境阻力不同，對(duì)種群數(shù)量,增長(zhǎng)的影響不同。因而有以下關(guān)系,J,型增長(zhǎng),環(huán)境阻力,S,型增長(zhǎng),環(huán)境阻力按自然選擇學(xué)說，就是在生存斗爭(zhēng)中部分個(gè)體,被淘汰的原因,2,種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的應(yīng)用,1,K,值的應(yīng)用,野生生物資源的保護(hù)：保護(hù)野生生物生活的環(huán)境，減,小環(huán)境阻力，增大,K,值,有害生物的防治：增大環(huán)境阻力,如為防鼠害而封儲(chǔ)糧,食、清除生活垃圾、保護(hù)鼠的天敵等,降低,K,值,合理確定載牧量,草場(chǎng)放牧，最大載畜量不能超過,K,值；魚的養(yǎng)殖也不能,超過,K,值，否則

11、，會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致,K,值下降,2,K,2,值的應(yīng)用,資源開發(fā)與利用,種群數(shù)量達(dá)到,K,2,值時(shí),種群增長(zhǎng)速,率最大，再生能力最強(qiáng)；對(duì)養(yǎng)殖的生物進(jìn)行捕撈,捕獲,時(shí)，捕,撈后的種群數(shù)量要維持在,K,2,值處，以保證持續(xù)獲取高產(chǎn)量,有害生物防治：務(wù)必及時(shí)盡早控制種群數(shù)量，嚴(yán)防達(dá),到,K,2,值處,易錯(cuò)易混,最大捕撈量,最大日捕獲量,如,K,2,時(shí)捕撈可持續(xù)獲得最大捕撈量,但不能獲得最大日,捕獲量,最大日捕獲量應(yīng)處于種群密度最大時(shí),對(duì)點(diǎn)演練,2,如圖所示為某種群的數(shù)量變化曲線，判斷正誤,1)B,b,點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率最大，種群數(shù)量在,K,2,左右，此時(shí),種內(nèi)斗爭(zhēng)也最激烈,2)c,點(diǎn)種群增長(zhǎng)速

12、率明顯減小只是由種內(nèi)斗爭(zhēng)引起的,3,處理好這種生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮,K,值的大小,4,當(dāng)這種生物與環(huán)境達(dá)到協(xié)調(diào)與平衡后，在,E,點(diǎn)達(dá),到,K,值,K,值將固定不變,5,進(jìn)行海洋漁業(yè)捕撈的最佳時(shí)期是,C,時(shí)期,6)C,D,段種群數(shù)量仍在增長(zhǎng),解析,種群增長(zhǎng)速率最快的點(diǎn)是在種群數(shù)量為,K,2,左右時(shí)，之后，食物、空間、生存條件、天敵等多方面,因素導(dǎo)致種內(nèi)斗爭(zhēng)更加劇烈，出生率下降，死亡率升高,在,K,值時(shí)二者相等，最后種群數(shù)量呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)。海洋,漁業(yè)捕撈應(yīng)保持可持續(xù)發(fā)展策略，在達(dá)到,K,2,時(shí)進(jìn)行,能使種群數(shù)量迅速恢復(fù),答案,1,2,3,4,5,6,共研探究,1,沿著科學(xué)探究的方法完成該

13、實(shí)驗(yàn)的探究,1,提出問題,培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的,2,作出假設(shè)：培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量開始一段時(shí)間呈,有,S,型增長(zhǎng)，隨著時(shí)間推移，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的,消耗,害代謝產(chǎn)物的,積累,pH,的,改變,酵母菌數(shù)量呈,S,型增長(zhǎng),3,探究步驟,將,10 mL,無(wú)菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中,將酵母菌,接種,到試管中的培養(yǎng)液,將試管放在,25,條件下培養(yǎng),每天同一時(shí)間取樣計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量,用,顯微鏡,計(jì)數(shù),估,算,10 mL,酵母菌的初始種群數(shù),N,0,然后連續(xù)觀察,7,天,記錄每,天的數(shù)值。記錄結(jié)果可設(shè)計(jì)成下面的記錄表,分析數(shù)據(jù),畫出曲線,進(jìn)行數(shù)形轉(zhuǎn)換,以,時(shí)間,為,橫坐標(biāo),酵母菌數(shù)

14、量,為縱坐標(biāo)，畫出坐標(biāo)曲線圖，分析曲,線走向，揭示酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律,2,實(shí)驗(yàn)總結(jié),1,從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，要輕輕振蕩幾次的,目的是,使酵母菌均勻分布，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確,2,該探究實(shí)驗(yàn)不需要設(shè)置對(duì)照但需要設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)，原因,是,隨著時(shí)間的延續(xù)，酵母菌種群數(shù)量的變,化在時(shí)間上形成前后自身對(duì)照，所以無(wú),需設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。但要獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)，必須重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求得平均值,3,若一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，可增大稀,釋倍數(shù)后再計(jì)數(shù),4,對(duì),于,壓,在,小,方,格,界,線,上,的,酵,母,菌,只計(jì)算相鄰兩邊及其頂角的酵母菌,5,影,響,酵,母,菌,種,群,生,長(zhǎng),的,因,素,可,能,有,養(yǎng)

15、料、溫度,pH,及有害代謝廢物等,總結(jié)升華,1,探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),1,每天取樣計(jì)數(shù)的時(shí)間要固定,2,計(jì)數(shù)時(shí)先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上,將培養(yǎng)液滴于蓋玻片邊,緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，多余培養(yǎng)液用濾紙,吸水紙,吸去,3,血細(xì)胞計(jì)數(shù)板必須保持干燥,否則培養(yǎng)液將不能滲入計(jì)數(shù),室,4,清洗血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的正確方法是浸泡和沖洗,不能用試管,刷或抹布擦洗。沖洗干凈后不能用紗布或吸水紙擦干，應(yīng)自然晾,干或烘干或用吹風(fēng)機(jī)吹干,2,血細(xì)胞計(jì)數(shù)板及計(jì)算,1,血細(xì)胞計(jì)數(shù)板,如下圖所示,血細(xì)胞計(jì)數(shù)板由一塊厚玻璃片特制而,成，其中央有兩個(gè)計(jì)數(shù)室。每個(gè)計(jì)數(shù)室劃,分為,9,個(gè)大方格,如上圖,A,所示,每個(gè)

16、大方格的面積為,1 mm,加蓋玻片后的深度為,0.1 mm,因此,每個(gè)大方格的容積為,0.1,mm,另外，中央大方格以雙線等分為,25,個(gè)中方格,如上圖,B,所示,每個(gè)中方格又等分為,16,個(gè)小方格，供細(xì)胞計(jì)數(shù)用,2,3,2,計(jì)算公式,在計(jì)數(shù)時(shí)，先統(tǒng)計(jì),5,個(gè)中方格中的總菌數(shù)，求得每個(gè),中方格的平均值再乘以,25,就得出一個(gè)大方格中的總菌數(shù),然后再換算成,1 mL,菌液中的總菌數(shù),設(shè),5,個(gè)中方格中總菌數(shù)為,A,菌液稀釋倍數(shù)為,B,則,0.1,mm,3,中的總菌數(shù)為,A,5,25,B,已知,1,mL,1,cm,3,1,000,mm,1,mL,菌液的總菌數(shù),A,5,25,10,000,B,50,

17、000,AB,3,3,酵母菌增長(zhǎng)曲線圖,如圖,1,及轉(zhuǎn)化后的增長(zhǎng)速率曲線圖,如圖,2,對(duì)點(diǎn)演練,3,把添加少量飼料的一定量的自來(lái)水均分到兩個(gè)大小相同的,水槽甲和乙中，再分別投放少量并且相等的同種草履蟲。以后只對(duì),乙水槽給予一次適量的飼料補(bǔ)充，在其他培養(yǎng)條件相同且適宜的情,況下，分別對(duì)甲、乙水槽中的草履蟲進(jìn)行培養(yǎng)。以下哪項(xiàng)預(yù)期結(jié)果,較為合理,表示甲水槽中種群,表示乙水槽中種群,解析,據(jù)題意：在一定量的自來(lái)水中添加少量飼料,此時(shí)培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少。在補(bǔ)充飼料之前，甲、乙,水槽中的草履蟲數(shù)量變化相同，乙水槽補(bǔ)充飼料后，草,履蟲種群數(shù)量增加較甲水槽中快，由于空間和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是有限的，補(bǔ)充飼料后草履蟲

18、的數(shù)量仍呈,S,型增長(zhǎng),答案,B,訓(xùn)練提能區(qū),1,建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)；觀察研究對(duì)象,提出問題；通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修,正；提出合理的假設(shè)。下列排序正確的是,A,B,C,D,解析,數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)步驟包括：提出問題,作,出假設(shè),建立模型,檢驗(yàn)或修正,答案,B,2,2015,張家港外語(yǔ)學(xué)校高二期中,在培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)飼養(yǎng)黃腹,果蠅，其種群數(shù)量變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是,A,第,30,天種群的增長(zhǎng)率達(dá)到最大值,B,種群數(shù)量在,K,值上下的波動(dòng)是出生率和死亡率改變,造成的,C,即使持續(xù)輸入營(yíng)養(yǎng)，種群數(shù)量也不呈現(xiàn),J,型增長(zhǎng),D

19、,若第,40,天時(shí)引入黑腹果蠅，將可能導(dǎo)致黃腹果蠅的,K,值下降,解析,第,30,天種群數(shù)量達(dá)到,K,值，種群增長(zhǎng)率為,0,A,錯(cuò)誤,種群的出生率和死亡率不斷變化,使得種群,數(shù)量在,K,值上下波動(dòng),B,正確；即使持續(xù)輸入營(yíng)養(yǎng)，但,由于空間有限，種群數(shù)量仍然呈現(xiàn),S,型增長(zhǎng),C,正確,若第,40,天時(shí)引入黑腹果蠅,形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,則可能導(dǎo)致,黃腹果蠅的,K,值下降,D,正確,答案,A,3,2016,云浮高二期末,下圖表示有限環(huán)境中某一種群的曲,線，有關(guān)敘述正確的是,A,種群在不同的環(huán)境條件下,K,值是不變的,B,在,K,值時(shí)，種群的增長(zhǎng)率最大,C,假設(shè)這是一個(gè)鼠的種群，可通過降低,K,值，來(lái)減少鼠

20、,害,D,假設(shè)這是魚的種群，當(dāng)種群達(dá)到,K,值時(shí)開始捕撈，可,持續(xù)獲得最高產(chǎn)量,解析,種群在不同的環(huán)境條件下,K,值是不同的,在,K,值時(shí)種群的增長(zhǎng)率為零。對(duì)有害生物種群，可通過,降低,K,值來(lái)減少危害。對(duì)魚的種群，捕撈后的數(shù)量應(yīng)保,持在,K,2,才可持續(xù)獲得最高產(chǎn)量,答案,C,4,某中學(xué)遷入新建校園,14,年，校園中白頭鴨,鳥綱鴨科動(dòng)物,在,14,年,間的種群增長(zhǎng)速率如表所示。據(jù)表分析可知,年份,第,2,年,第,4,年,第,6,年,第,8,年,第,10,年,第,12,年,第,14,年,增長(zhǎng),速率,0.66,1.52,2.83,3.69,2.91,1.20,0.03,A,這,14,年中，白頭鴨的種群數(shù)量呈,J,型增長(zhǎng),B,第,12