高三生物一輪復習課件種群的數(shù)量變化知識解讀及實例分析

《種群的數(shù)量變化》相關知識解讀及實例分析1、數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。數(shù)學模型的表現(xiàn)形式可以為公式、曲線圖表等形式。描述、解釋和預測種群數(shù)量的變化，常常需要建立數(shù)學模型。一、建構種群增長模型的方法例、在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。2、建構種群增長模型的方法n代細菌數(shù)量Nn的計算公式是：

Nn＝N0×２n（為起初數(shù)量，n為繁殖代數(shù)）（1）方法一：數(shù)學公式例、以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。曲線圖表與數(shù)學公式比較，有哪些優(yōu)缺點？曲線圖表：直觀，但不夠精確數(shù)學公式：精確，但不夠直觀（2）方法二：曲線圖表3、建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：1、觀察研究對象，提出問題細菌每20分鐘分裂一次，問題：細菌數(shù)量怎樣變化的？2、提出合理的假設在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響3、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達列出表格，根據(jù)表格畫曲線，推導公式Nn=2n4、通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正觀察、統(tǒng)計細菌的數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正例析、數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。調(diào)查發(fā)現(xiàn)某種一年生植物（當年播種、當年開花結果）的種群中存在下列情形：①因某種原因?qū)е略撝参镏写蠹s只有80%的種子能夠發(fā)育成成熟植株；②該植物平均每株可產(chǎn)生400粒種子；③該植物為自花傳粉植物。目前種子數(shù)量為a，則m年后該植物的種子數(shù)量N可以表示為（）A、400a×0.8m B、a×400mC、a×320m D、320a×m

點評：據(jù)題意可知：該種群一年后種子的數(shù)量為a×80%×400，則兩年后種子的數(shù)量為a×80%×400×80%×400=a×（80%×400)2，三年后種子的數(shù)量為a×80%×400×80%×400×80%×400=a×（80%×400)3，以此類推，m年后種子的數(shù)量為a×（80%×400)m=a×320m。C1、理想狀態(tài):食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種條件。2、建立模型：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍。Nt=N0

λt(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為該種群數(shù)量前一年種群數(shù)量的倍數(shù))3、曲線解讀：種群的增長率是一定的；但增長速率一直增大（曲線斜率）種群數(shù)量沒有上限；二、種群增長的“J”型曲線時間/年數(shù)量/個N0N2N4N64、相關概念的理解5、“J”型增長曲線的增長速率與增長率的比較增長速率一直增大，增長率不變?nèi)?、種群的“S”形增長1、產(chǎn)生條件：環(huán)境有限（現(xiàn)實狀態(tài)）3、曲線解讀：資源和空間總是有限的。當種群密度增大時，種內(nèi)斗爭就會加劇，這就會使種群的出生率降低，死亡率升高。當死亡率和出生率相等時，種群的增長就會停止，種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，種群數(shù)量穩(wěn)定在一定水平，種群增長率一直下降，增長速率先上升后下降，K/2時增長速率最大。2、建立模型：（如右圖）4、環(huán)境容納量：一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值，K值不是種群最大數(shù)量。時間K/2K值種群數(shù)量0t1t25、“S”型曲線增長速率與增長率的比較時間K/2K值種群數(shù)量0t1t2增長速率時間K0t1t2K/2時間0t1t2增長率Ⅱ曲線環(huán)境阻力

值增長倍數(shù)

增長率增長速率（曲線斜率）“

”型無無不變不變逐漸增大“

”型有有無逐漸減小先增大后減小6、“S”型曲線和“J”型曲線的比較例析1、如圖是某田鼠種群t年與t+1年種群數(shù)量的比值隨時間的變化曲線(外界環(huán)境條件基本不變)，下列相關敘述正確的是()A．種群在0--t5時間段內(nèi)呈“S”型增長B．t4--t5時間段該種群的年齡組成為穩(wěn)定型C．t3時種群數(shù)量增加但增長率低于t2時D．該種群種內(nèi)斗爭最激烈的時間是t2時D點評：Nt/Nt+1大于1，說明λ小于1，增長率小于0，種群數(shù)量下降，反之種群數(shù)量增加，0--t2時間種群數(shù)量增加，t2之后數(shù)量一直下降，所以t2時種群數(shù)量最大，該種群種內(nèi)斗爭最激烈的時間是t2時。

B

四、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1.實驗原理(2)酵母菌生長周期短，增殖速度快且世代間不重疊，在含糖的液體培養(yǎng)基(培養(yǎng)液)中酵母菌繁殖很快，迅速形成一個封閉容器內(nèi)的酵母菌種群，通過細胞計數(shù)可以測定封閉容器內(nèi)的酵母菌種群隨時間而發(fā)生的數(shù)量變化。(3)養(yǎng)分、氧氣、溫度和代謝廢物等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O6酶2C2H5OH+

2CO2+（少量）能量（1）酵母菌是真核生物，屬于兼性厭氧菌，屬于異養(yǎng)生物，進行出芽生殖和有性生殖，有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和酒精。計數(shù)板側面計數(shù)板正面計數(shù)室(4)血球計數(shù)板：血球計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)是一種常用的細胞計數(shù)法（抽樣檢測法），一般用于單細胞微生物數(shù)量的測定，由于血球計數(shù)板上的計數(shù)室蓋上蓋玻片后的容積是一定的，所以可根據(jù)在顯微鏡下觀察到的細胞數(shù)目來計算單位體積的細胞的總數(shù)目。血球計數(shù)板大方格中方格小方格2.實驗步驟將所得數(shù)值用曲線表示出來，得出酵母菌種群個體數(shù)量變化規(guī)律將含有酵母菌的培養(yǎng)液滴在蓋有載玻片的血細胞計數(shù)板上，在在顯微鏡下觀察和計數(shù)，測定1mL培養(yǎng)液中的酵母菌個數(shù)。酵母菌培養(yǎng)液體培養(yǎng)基，無菌條件連續(xù)測定7天取樣取樣時，要振蕩培養(yǎng)基，目的是使酵母菌均勻分布于培養(yǎng)基中觀察并計數(shù)匯圖分析3、相關問題分析（1）為什么要無菌培養(yǎng)？怎樣保證整個過程是無菌培養(yǎng)？（2）怎樣保證計數(shù)時只統(tǒng)計活的酵母菌？（3）取樣時為什么要震蕩試管？酵母菌密度過大如何保證計數(shù)的準確性？（4）血細胞板計數(shù)時，科學操作步驟是怎樣的？解答：（1）培養(yǎng)液、培養(yǎng)瓶都要高溫滅菌，且可在培養(yǎng)液中加入青霉素抑制雜菌的污染；（2）用亞甲基藍染液染色，活細胞為無色，死細胞染成藍色，保證計數(shù)時只統(tǒng)計活細胞；（3）震蕩試管讓酵母菌分布均勻，計數(shù)更準確；密度過大可稀釋避免酵母菌重疊，使計數(shù)更準確；計數(shù)時計上不計下，計左不計右且計上夾角上的細胞；（4）先將蓋玻片放在計數(shù)室上，滴管吸取培養(yǎng)液滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，用濾紙吸除血球計數(shù)板邊緣多余培養(yǎng)液，稍等片刻，待酵母菌沉降到計數(shù)室底部，在顯微鏡下觀察、計數(shù)即可。例析1、在實驗中需每天定時對藻細胞進行取樣計數(shù),請回答以下問題:①取出的樣液中需立即加入固定液,其目的是__________

。在計數(shù)前通常需要將樣液稀釋,這是因為

。③將樣液稀釋100倍,采用血球計數(shù)板(規(guī)格為長1mm×1mm×0.1mm)計數(shù),觀察到的計數(shù)室中細胞分布見右下圖,則培養(yǎng)液中藻細胞的密度是_____

個/mL。維持藻類細胞數(shù)目不變細胞密度過大1×108點評：圖中計數(shù)板是25×16規(guī)格，所以只要計算出5個中方格細胞總數(shù)乘以5，再轉(zhuǎn)換單位及稀釋倍數(shù)即可。例析2、檢測員將1mL水樣稀釋10倍后，用抽樣檢測的方法檢測每毫升藍藻的數(shù)量；將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取少許培養(yǎng)液使其自行滲入計數(shù)室，并用濾紙吸去多余液體。3?，F(xiàn)觀察到圖中該計數(shù)室所示a、b、c、d、e

5個中格內(nèi)（每個中格內(nèi)含16個小格）共有藍藻n個，則上述水樣中約有藍藻多少個/mL（）A、5n×105

B、5n×106

C、8n×105

D、8n×106A例析3、為了繪制得到圖乙的曲線圖，可采用的方法是每天對酵母菌數(shù)量進行調(diào)查。圖丙是b時刻用血球計數(shù)板測得的酵母菌分布情況，一個中方格上有24個酵母菌，若以該中方格的酵母菌數(shù)代表整個計數(shù)室中每個中方格酵母菌數(shù)的平均值。則該1L培養(yǎng)液中酵母菌的K值約為

個。該計數(shù)方法得到的值與實際活菌相比

(“偏大”、“偏小”或“相同”)注：一個計數(shù)板3。1.2ⅹ1010偏大點評：由圖可知，該計數(shù)板含有25個中方格，一個中方格有16個小方格，即25×16的計數(shù)板，一個中方格有24個酵母菌，則3培養(yǎng)液中含有酵母菌數(shù)為24×25個，1L培養(yǎng)液中含酵母菌數(shù)為24×25×104個，所以K值約24×25×104×2個；由于沒有染色處理，把死菌也記在內(nèi)，所測數(shù)據(jù)偏大。例析4、（多選）為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學進行了如下操作。其中操作正確的有（）A.將適量干酵母放入裝有一定濃度葡萄糖的錐形瓶中，在適宜條件下培養(yǎng)B.靜置一段時間后，用吸管從錐形瓶中吸取培養(yǎng)液C.振蕩使酵母菌在錐形瓶中分布均勻后，再用滴管吸取適量培養(yǎng)液至計數(shù)板上，然后放蓋玻片以減小實驗誤差D.將計數(shù)板放在載物臺中央，待酵母菌沉降到計數(shù)室底部，在顯微鏡下觀察、計數(shù)E.計數(shù)酵母菌可用取樣器取樣法F.探究酵母菌種群數(shù)量變化，應設空白對照排除無關變量干擾G.計數(shù)時，壓在小方格界限上的酵母菌應計數(shù)相鄰兩邊及其頂角上的個體數(shù)ADG試管號ⅠⅡⅢⅣ培養(yǎng)液體積(mL)105105起始酵母菌數(shù)(×103個)105510例析5、某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”實驗時，同樣實驗條件下分別在4支試管中進行培養(yǎng)(見表)，均獲得了“S”型增長曲線。根據(jù)實驗結果判斷，下列說法錯誤的是()A.

4支試管內(nèi)的種群初始階段都經(jīng)歷了“J”型增長B．4支試管內(nèi)的種群同時達到K值C．試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同D．試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ開始下降B點評：不同培養(yǎng)條件下，K值的大小與培養(yǎng)液體積相關（營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同），達到K值所得時間與接種的酵母菌數(shù)量和培養(yǎng)瓶的體積相關相關。五、影響種群數(shù)量變化的因素1、非生物因素：陽光、溫度、水等。這些因素對種群數(shù)量的影響往往是綜合性的。2、生物因素：影響種群數(shù)量變化的內(nèi)部因素及其他生物因素，其中內(nèi)部因素是指種內(nèi)競爭，其他生物就是指互為競爭、捕食、寄生關系的其他生物。3、非密度制約因子：這類因素對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度無關，一般為非生物因素。4、密度制約因子：這類因素對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度相關，一般為生物因素。生物因素外部的生物因素內(nèi)部的生物因素種間競爭捕食寄生種群增長種群密度增大種內(nèi)競爭加劇種群增長受限遺傳變化生理變化行為變化非生物因素（非密度制約因素）（密度制約因素）例析1、下列關于非生物因素和生物因素對種群數(shù)量變化的影響的敘述，不正確的是（

）A.林冠層的郁閉度越大，地面得到的陽光越多B.非生物因素對種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的C.地震等自然災害對種群的作用強度與該種群的密度無關，屬于非密度制約因素D.影響種群數(shù)量的因素有很多，如氣候、食物、天敵、傳染病等A例析2、研究人員將S1與S2兩個種群放在一起培養(yǎng)，在環(huán)境溫度為T1與T2條件下，測得種群數(shù)量變化如圖a、b所示。下列相關敘述中，錯誤的是（）和S2之間的競爭力大小會受到溫度的影響B(tài).圖c中的S1換成S2，其種群數(shù)量也會出現(xiàn)波動性變化C.如果將S1在T1溫度下培養(yǎng)，則會呈現(xiàn)“J”形增長D.將S2在T1溫度下單獨培養(yǎng)，其數(shù)量要比與S1共同培養(yǎng)時多C例析3、生物有兩種繁殖策略：r-策略和K-策略。采取r-策略的生物通常是一些小型生物如果蠅、鼠等，適應食物或溫度這些波動因素。下列說法不正確的是()策略的生物能在短時間內(nèi)產(chǎn)生較多的后代，以便在特定的環(huán)境中占據(jù)優(yōu)勢策略的種群常受到非生物因素的控制，其種群數(shù)量通常不能維持在K值附近C.只要將沙漠蝗蟲的數(shù)量控制在K/2之內(nèi)，就能有效地控制近期危害非洲的蝗災D.虎屬于K－策略的生物，其有效保護措施是改善它們的棲息環(huán)境以提高K值C點評：要將沙漠蝗蟲的數(shù)量控制在最低水平（不是K/2之內(nèi)）才能避免非洲的蝗災危害，所以C錯誤。六、種群研究的應用

例析1、如圖為某地東亞飛蝗種群數(shù)量變化示意圖，下列敘述錯誤的是()