【課件】種群數(shù)量的變化課件2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版必修3

第2節(jié)種群數(shù)量的變化

在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：①n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？②72小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？③假如一開始接種到培養(yǎng)基上的細(xì)菌為N0，那么繁殖了n代后細(xì)菌數(shù)量（Nn）為多少？Nn＝２n解：Nn＝２n＝2216解：Nn=N02n一、建構(gòu)種群增長模型的方法在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代，72小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？Nt=N0λtt=（60÷20）x72=216Nt=1x2216

根據(jù)公式，算出1個細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時間內(nèi)的數(shù)量，并填入表格。時間min20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量

以表格中得到的數(shù)據(jù)，以時間為橫軸，以數(shù)量為縱軸，畫出細(xì)菌種群數(shù)量增長的曲線。討論

根據(jù)公式，算出25個細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時間內(nèi)的數(shù)量，并填入表格。時間min20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量248163264128256512

以表格中得到的數(shù)據(jù)，以時間為橫軸，以數(shù)量為縱軸，畫出細(xì)菌種群數(shù)量增長的曲線。討論細(xì)菌種群增長曲線0100200300400500600020406080100120140160180200時間數(shù)量

(為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動的規(guī)律)數(shù)學(xué)模型：用來描述一個系統(tǒng)或性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。1、數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)步驟：

研究實(shí)例

研究方法細(xì)菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2nN代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正提出合理的假設(shè)觀察研究對象，提出問題根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正

1、含義：自然界有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈“Ｊ”型．種群數(shù)量時間二、種群增長的“J”型曲線2、“J”型增長的數(shù)學(xué)模型

（1）提出假設(shè)（模型假設(shè)）：

食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等的理想狀態(tài)。

N0為起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為是前一年的倍數(shù)．

（2）數(shù)學(xué)形式表達(dá)（建立模型）：Nt=N0λt

（3）模型中各參數(shù)的含義：（4）呈“J”型曲線增長的兩種情況：①實(shí)驗(yàn)條件（理想條件下）；②一個種群剛遷入一個新的適宜的環(huán)境中的最初一段時間（接近“J”型增長）。1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實(shí)例1：澳大利亞野兔實(shí)例2

某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化2000年世界人口增長曲線我國1000~1990年人口數(shù)量變化實(shí)例3：16世紀(jì)以來，世界人口呈指數(shù)增長在大自然中的環(huán)境阻力食物有限空間有限種內(nèi)斗爭種間競爭天敵捕食種群密度越大環(huán)境阻力越大A

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)量稱為環(huán)境容納量。三、種群增長的“S”型曲線經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線

K值：A種群數(shù)量達(dá)到K值時，種群—增長停止種群數(shù)量在K/2值時，種群—增長最快種群數(shù)量小于K/2值時種群—增長逐漸加快種群數(shù)量大于K/2值時種群—增長逐漸減慢K/2種群數(shù)量（在理想狀態(tài)下的種群增長）（在有限環(huán)境下的種群增長）“S”型曲線“J”型曲線前提條件種群增長率種群增長速率有無K值環(huán)境資源有限環(huán)境資源無限先增大后減少保持穩(wěn)定先增大后減少不斷增大有K值無K值種群數(shù)量的變化ABA是種群增長的理論曲線B是種群實(shí)際增長曲線\時間種群數(shù)量圖中陰影部分表示環(huán)境阻力，也就是通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量。K（環(huán)境所允許的最大值）

若種群為人類所需要的魚類資源，利用此種群數(shù)量變化曲線，我們應(yīng)該確定怎樣的捕撈量才能即不危害魚類種群的持續(xù)發(fā)展,又能獲

得較高的魚產(chǎn)量?課堂討論K時間種群數(shù)量OAK21

家鼠繁殖力極強(qiáng)，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病危害極大，應(yīng)該采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？有害生物的控制1.減少數(shù)量：機(jī)械捕殺、藥物捕殺2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量：

養(yǎng)殖或釋放天敵、打掃衛(wèi)生、

硬化地面、將食物儲存在安全處，

養(yǎng)殖或釋放它們的天敵3.降低繁殖率等瀕危生物的保護(hù)

大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中四、種群數(shù)量的波動和下降在不利條件之下，有些種群數(shù)量還會急劇下降，甚至消亡.1在自然界中，影響種群數(shù)量變化的因素主要有哪些？氣候、食物、天敵、傳染病、人類活動等.2除此之外，影響種群數(shù)量變化的內(nèi)部因素主要有哪些？出生率、死亡率、遷入率、遷出率、年齡組成、性別比例等1．在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是B2、種群的指數(shù)增長（J型）是有條件的，條件之一是A．在該環(huán)境中只有一個種群B．該種群對環(huán)境的適應(yīng)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C3．下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)斗爭增加A．CD段（增長速度慢） B．DE段（速度加快）C．EF段（變化速率加快） D．FG段（速度逐漸變慢）D本課小結(jié)

第二節(jié)種群數(shù)量的變化

一、建構(gòu)種群增長模型的方法---數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟二、種群增長的“J”型曲線

1、“J”型曲線形成的條件

2、“J”型增長的數(shù)學(xué)模型三、種群增長的“S”型曲線

1、“S”型曲線形成的條件

2、K值

3、“J”型曲線與“S”型曲線的比較四、種群數(shù)量的波動和下降人口增長、人類活動對自然界種群數(shù)量變化的影響研究種群數(shù)量變化的意義探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化基礎(chǔ)知識：酵母菌種群數(shù)量的變化血球計(jì)數(shù)板探究性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：

種群的數(shù)量變化有一定的規(guī)律。在理想條件下，種群呈“J”型增長，在有限的環(huán)境下，種群呈“S”型增長。酵母菌生長周期短，增殖速度快且世代間不重疊，在實(shí)驗(yàn)室條件下，用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，可以觀察酵母菌種群數(shù)量隨時間變化的情況。酵母菌單細(xì)胞真核生物生長周期短，增殖速度快酵母菌的呼吸方式有氧呼吸——水和二氧化碳無氧呼吸——酒精和二氧化碳三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1、提出問題：2、作出假設(shè):3、材料工具：4、制定計(jì)劃：①配置酵母菌培養(yǎng)液

②滅菌③接種

④培養(yǎng)（28攝氏度）

⑤計(jì)數(shù)

⑥分析結(jié)果，得出結(jié)論5、實(shí)施計(jì)劃：6、分析結(jié)果，得出結(jié)論：7、表達(dá)和交流：8：進(jìn)一步探究：血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)血球計(jì)數(shù)板是一種專門用于計(jì)算較大單細(xì)胞微生物的一種儀器。計(jì)數(shù)時，常采用樣方法血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)一個小方格（即一個計(jì)數(shù)室）的體積是2

mm×2mm×0.1mm=0.4mm3=4×10-4

ml血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)25×16的大方格（計(jì)數(shù)室）思考：1、使用25×16規(guī)格時計(jì)數(shù)幾個中方格中的細(xì)胞數(shù)？即幾個小方格中的細(xì)胞數(shù)？5個中方格，80個小方格第1天第4

天第6天第7

天死亡

對于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)取相鄰兩邊及頂角計(jì)數(shù)。注意事項(xiàng)（參見新坐標(biāo)P44）①從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將試管輕輕震蕩幾次，試分析其原因?②如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，可以采取什么措施?③結(jié)果的記錄整理最好用表格記錄。種群數(shù)量的變化包括增長、波動、穩(wěn)定、下降等“S”型曲線有一個K值，即環(huán)境容納量。種群數(shù)量的增長也受到許多環(huán)境因素（如溫度、培養(yǎng)液的pH、培養(yǎng)液的養(yǎng)分種類和濃度、代謝產(chǎn)物等）的影響。A

1、在一個相對封閉的小型牧場內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個羊群數(shù)量會()A、維持在一個水平上B、不斷下降

C、緩慢上升D、迅速上升鞏固練習(xí)2、圖4—14是某一資源動物種群遷入一個適宜環(huán)境后增長曲線圖，請回答：(1)圖中表示種群數(shù)量最大的點(diǎn)是___________。(2)圖中表示種群增長速度最快的點(diǎn)是___________。(3)該種群的增長速度由緩慢逐漸加快是在遷入___________年后開始的，環(huán)境阻力明顯增大是在遷入后___________年開始的。(4)既要獲得最大的捕獲量，又要使該動物資源的更新能力不受破壞，應(yīng)該使該動物中群體的數(shù)量保持在圖中哪一點(diǎn)所代表的水平上?___________。d26bb1、增長率：指的是單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)，其計(jì)算公式為：（增長后的總數(shù)—增長前的總數(shù)）/增長前的總數(shù)×100%。在其他條件不變時，增長率=出生率—死亡率。2、增長速率是指單位時間內(nèi)增長的數(shù)量（即曲線斜率），其計(jì)算公式為：（增長后的總數(shù)—增長前的總數(shù)）/時間。3.類型：⑴數(shù)據(jù)分析表格式時間20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量⑵數(shù)學(xué)方程式Nn=2n⑶坐標(biāo)式（曲線圖、柱狀圖）一、建構(gòu)種群增長模型的方法3.類型：⑶坐標(biāo)式（曲線圖、柱狀圖）⑴數(shù)據(jù)分析表格式⑵數(shù)學(xué)方程式Nn=2n方程式——精確曲線圖——直觀一、建構(gòu)種群增長模型的方法思考：自然界中有此類型嗎？細(xì)菌的數(shù)量／個營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下細(xì)菌數(shù)量增長曲線理想條件（實(shí)驗(yàn)室條件）下細(xì)菌數(shù)量增長曲線來自pearl,IntroductiontoMediaBiometryandStatistics，1930年.

科學(xué)家在一定容積一定營養(yǎng)的培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)酵母菌每2小時計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下：時間t0246810酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0時間t1214161820酵母數(shù)N594.8641.0655.9661.8665.0020040060080036912151821小時酵母數(shù)時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0環(huán)境阻力食物不足空間有限種內(nèi)斗爭天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等020040060080036912151821小時酵母數(shù)時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0環(huán)境阻力665K值:環(huán)境容納量020040060080036912151821小時酵母數(shù)時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0環(huán)境阻力665K值:環(huán)境容納量020040060080036912151821小時酵母數(shù)時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0環(huán)境阻力665K值:環(huán)境容納量時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0增長速度v(個/2小時)19.442.1103.5176.1162.381.846.214.95.93.2增長率r(個/2小時·個)2.021.451.461.010.460.160.080.020.010.00020040060080036912151821小時酵母數(shù)環(huán)境阻力665K值:環(huán)境容納量時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0增長速度v(個/2小時)19.442.1103.5176.1162.381.846.214.95.93.2增長率r(個/2小時·個)2.021.451.461.010.460.160.080.020.010.00020406080100120140160180200100200300400500600700酵母數(shù)增長速度00.511.522.5510152025時間增長率時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0增長速度v(個/2小時)19.442.1103.5176.1162.381.846.214.95.93.2增長率r(個/2小時·個)2.021.451.461.010.460.160.080.020.010.00020406080100120140160180200100200300400500600700酵母數(shù)增長速度00.511.522.5510152025時間增長率350.7665.0176.1時間t02468101214161820酵母數(shù)N9.629.071.1174.6350.7513.0594.8641.0655.9661.8665.0增長速度v(個/2小時)19.442.1103.5176.1162.381.846.214.95.93.2增長率r(個/2小時·個)2.021.4