【課件】版高中生物第4章種群和群落第2節(jié)種群數(shù)量的變化課件新人教版必修

第2節(jié)種群數(shù)量的變化

1|建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1.數(shù)學(xué)模型:用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式,主要包括數(shù)學(xué)方程式模型

和曲線圖模型。2.構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法步驟觀察研究對(duì)象,提出問題→提出合理的假設(shè)→根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)蘑?/p>

對(duì)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(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。數(shù)學(xué)形式3.實(shí)例若N代表細(xì)菌數(shù)量,n表示第幾代,則在資源和空間無限多的環(huán)境中,細(xì)菌增長(zhǎng)的數(shù)

學(xué)方程式模型是②

,曲線圖模型為:Nn=2n2|種群數(shù)量的“J”型增長(zhǎng)1.概念:自然界確有類似細(xì)菌在③

種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式,如果以時(shí)間

為橫坐標(biāo),種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示,曲線則大致呈“④

”型。2.模型假設(shè):⑤

充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件。3.建立模型(1)參數(shù)含義:N0為種群起始數(shù)量,t為時(shí)間,Nt為t年后種群數(shù)量,λ表示該種群數(shù)量是

一年前種群數(shù)量的⑥

。(2)數(shù)學(xué)方程式模型:⑦

。(3)曲線圖模型:理想條件下J食物和空間條件倍數(shù)Nt=N0λt易錯(cuò)易混

λ的大小與種群數(shù)量變化、年齡組成的關(guān)系0<λ<1:種群數(shù)量減少,年齡組成為衰退型。λ=1:種群數(shù)量維持穩(wěn)定,年齡組成為穩(wěn)定型。λ>1:種群數(shù)量增加,年齡組成為增長(zhǎng)型。3|種群數(shù)量的“S”型增長(zhǎng)1.概念:種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后,數(shù)量⑧

的增長(zhǎng)曲線,稱為“S”型

曲線。2.模型假設(shè):食物等資源和空間總是有限的(自然條件)。3.建立曲線圖模型曲線解讀:ab段是生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)期,種群密度增長(zhǎng)慢的原因是⑨

,增長(zhǎng)速率小;bc段是快速增長(zhǎng)期,c點(diǎn)種群數(shù)量達(dá)到K/2,種群⑩

最大;

cd段種群密度增加,但種群增長(zhǎng)速率變小,原因是隨種群密度增加,

,使種群的出生率降低,死亡率升高;de段種群數(shù)量維持相對(duì)穩(wěn)定,即達(dá)到

。趨于穩(wěn)定個(gè)體數(shù)量少增長(zhǎng)速率種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇環(huán)境容納量4.環(huán)境容納量(K值):指在環(huán)境條件不受破壞的情況下,一定空間中所能

的種群最大數(shù)量。同一種群K值的大小主要與環(huán)境條件有關(guān),因此,對(duì)大熊貓等

瀕危動(dòng)物的保護(hù)措施是改善環(huán)境,

。易錯(cuò)點(diǎn)撥

關(guān)于K值的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)種群數(shù)量達(dá)到K值之后,不是一成不變的,而是圍繞K值進(jìn)行上下波動(dòng)。(2)同一種群的K值不是固定不變的,環(huán)境條件改變時(shí),K值可能會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。(3)K值≠種群能達(dá)到的最大數(shù)量,種群能達(dá)到的最大數(shù)量是在某個(gè)特定時(shí)間出現(xiàn)

的,一般來說,該值出現(xiàn)時(shí)間短且大于K值。維持提高K值4|種群數(shù)量變化的波動(dòng)和下降在自然界,影響種群數(shù)量的因素有很多,如氣候、食物、天敵、傳染病等。

因此,大多數(shù)種群的數(shù)量總是在

中;在不利的條件下,種群數(shù)量還會(huì)急劇

,甚至消亡。波動(dòng)下降5|培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1.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.假設(shè):培養(yǎng)液中,酵母菌種群數(shù)量在開始一段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)

,隨時(shí)間推移,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消耗、代謝廢物的積累及pH的改變等,呈現(xiàn)

。3.實(shí)驗(yàn)步驟

“J”型增長(zhǎng)“S”型增長(zhǎng)抽樣檢測(cè)法4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),繪制得到如下曲線圖。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在有限的環(huán)境條件下,酵母菌的種群數(shù)量大致呈現(xiàn)

。后期由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗、pH變化等,生存條件逐漸惡化,酵母菌種群數(shù)量下降。易錯(cuò)警示(1)對(duì)照關(guān)系:本實(shí)驗(yàn)不需要空白對(duì)照,存在自身對(duì)照(前后對(duì)照)。(2)重復(fù)原則:本實(shí)驗(yàn)存在平行重復(fù),可排除偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,使結(jié)果更準(zhǔn)確。(3)抽樣檢測(cè)時(shí),應(yīng)先蓋蓋玻片,然后滴加培養(yǎng)液,使其自行滲入,否則計(jì)數(shù)室中培養(yǎng)

液厚度增大,統(tǒng)計(jì)得到的酵母菌增多,使結(jié)果偏大。“S”型增長(zhǎng)1.理想條件下,影響種群數(shù)量增長(zhǎng)的主要因素是環(huán)境容納量。

()提示:理想條件下,種群呈現(xiàn)“J”型增長(zhǎng),無環(huán)境容納量。2.將20mL無菌培養(yǎng)液等量分裝到甲、乙2支試管中,向甲試管中放入5只大草履

蟲,乙試管中放入10只大草履蟲,則一段時(shí)間后,甲組K值大于乙組。()提示:培養(yǎng)液培養(yǎng)微生物的K值一般與環(huán)境條件有關(guān),與種群起始數(shù)量關(guān)系不大。

甲、乙兩試管培養(yǎng)液的量(環(huán)境條件)相同,最終兩試管大草履蟲的K值幾乎相

同。3.在“S”型增長(zhǎng)曲線中,當(dāng)種群數(shù)量超過K/2,種群增長(zhǎng)速率減慢,其對(duì)應(yīng)的年齡

組成為衰退型。

(

)提示:在“S”型增長(zhǎng)曲線中,種群數(shù)量超過K/2后,種群增長(zhǎng)速率減慢,但種群數(shù)量

仍在增加,對(duì)應(yīng)的年齡組成應(yīng)為增長(zhǎng)型。判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“?”。???4.“S”型增長(zhǎng)曲線中,種群數(shù)量未達(dá)到K/2前的增長(zhǎng)是“J”型增長(zhǎng)。

()提示:理想條件下,種群呈“J”型增長(zhǎng);存在環(huán)境阻力時(shí),種群呈“S”型增長(zhǎng)。

“S”型增長(zhǎng)曲線中,種群數(shù)量未達(dá)到K/2前的增長(zhǎng)不是“J”型增長(zhǎng)。5.池塘養(yǎng)魚,若要保持長(zhǎng)期穩(wěn)定和較高的產(chǎn)量,應(yīng)及時(shí)適量地捕撈出成魚。

(

)提示:及時(shí)適量地捕撈出成魚使魚剩余量在K/2左右,有利于種群數(shù)量的快速恢復(fù),

保持長(zhǎng)期穩(wěn)定和較高的產(chǎn)量。?√1|種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的比較及分析種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的比較項(xiàng)目“J”型增長(zhǎng)“S”型增長(zhǎng)適用范圍食物和空間條件充裕、氣候適

宜、沒有敵害等條件下一般為自然條件下曲線模型

增長(zhǎng)速率(單位時(shí)間內(nèi)新增加的

個(gè)體數(shù),即種群數(shù)量曲線的斜

率)

增長(zhǎng)率恒定不變(λ-1)逐漸下降K值無有兩者關(guān)系關(guān)于λ的曲線圖解讀

a:λ>1且恒定不變,種群數(shù)量每年以固定倍數(shù)增加,呈現(xiàn)“J”型增長(zhǎng)。b:λ持續(xù)減小但始終大于1,種群數(shù)量仍然增加。c:λ=1,種群數(shù)量維持穩(wěn)定。d:λ不斷減小且小于1,種群數(shù)量下降。e:λ不斷增加但仍小于1,種群數(shù)量繼續(xù)下降。圖1表示種群數(shù)量變化中λ相關(guān)的曲線圖,圖2是在理想環(huán)境和自然條件下的

種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

()圖1

圖2A.圖1前10年間(不含第10年)種群年齡組成為增長(zhǎng)型,后10年(不含第20年)年齡組

成為衰退型B.圖1中第10年該種群數(shù)量最大,第15年種群數(shù)量最小C.實(shí)驗(yàn)室條件下利用培養(yǎng)液培養(yǎng)酵母菌,初始階段可出現(xiàn)圖2中曲線X所示的增長(zhǎng)D.圖2中曲線X可對(duì)應(yīng)圖1中的前5年,曲線Y可對(duì)應(yīng)圖1中的第5~10年思路點(diǎn)撥明確λ與1的大小關(guān)系反映的種群數(shù)量變化趨勢(shì),學(xué)會(huì)將關(guān)于λ的曲線圖轉(zhuǎn)換為種

群數(shù)量變化圖。解析

圖1中前10年(不含第10年)λ>1,種群數(shù)量增加,年齡組成為增長(zhǎng)型,后10年

(不含第20年)λ<1,種群數(shù)量減少,年齡組成為衰退型,A正確。圖1中前10年種群數(shù)

量增加,后10年種群數(shù)量減少,則第10年該種群數(shù)量最大,隨后10年λ<1,種群數(shù)量

不斷減小,即第15年種群數(shù)量不是最小值,B錯(cuò)誤。在實(shí)驗(yàn)室條件下,利用培養(yǎng)液

培養(yǎng)酵母菌,初始階段酵母菌種群呈現(xiàn)“J”型增長(zhǎng),C正確。“J”型增長(zhǎng)(曲線X)

中,種群數(shù)量每年以固定倍數(shù)增加,即λ不變且大于1,可對(duì)應(yīng)圖1前5年;“S”型增

長(zhǎng)(曲線Y)中,種群增長(zhǎng)率不斷減小,λ也不斷減小,但始終大于1,可對(duì)應(yīng)圖1中第5~10年,D正確。答案B2|血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu):每個(gè)計(jì)數(shù)室(大方格)的面積為1mm2,共400個(gè)小方格,加蓋玻片后,計(jì)數(shù)室與蓋玻片的距離是0.1mm,即計(jì)數(shù)室深度為0.1mm,所

以每個(gè)大方格的容積為0.1mm3。

血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu)利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)的具體操作步驟(1)取血細(xì)胞計(jì)數(shù)板,并將蓋玻片放在其計(jì)數(shù)室上方。(2)將培養(yǎng)液輕輕振蕩幾次,使微生物分布均勻后,用吸管吸取少量培養(yǎng)液滴在蓋

玻片邊緣,讓培養(yǎng)液自行滲入計(jì)數(shù)室。多余的培養(yǎng)液用濾紙吸去。(3)靜置片刻,待微生物全部沉降至計(jì)數(shù)室底部,再利用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)。計(jì)算公式(以計(jì)數(shù)酵母菌為例)

3|研究種群數(shù)量變化的實(shí)踐應(yīng)用項(xiàng)目資源的合理利用和保護(hù)有害生物的防治K值(環(huán)境容納量)(1)珍稀動(dòng)物如大熊貓等:保護(hù)棲

息環(huán)境,增大K值;(2)養(yǎng)殖生物不能超過K值,防止

環(huán)境被破壞增大環(huán)境阻力,如減少其獲得食

物的機(jī)會(huì)、有效保護(hù)或引入天

敵,降低K值K/2(增長(zhǎng)速率最大)漁業(yè)上,中等強(qiáng)度的捕撈(捕撈

后剩余量在K/2左右),有利于持

續(xù)獲得較大的產(chǎn)量及時(shí)控制數(shù)量,防止達(dá)到K/2

研究種群數(shù)量的變化具有積極的實(shí)踐意義,下列與之相關(guān)的敘述錯(cuò)誤的是

()A.治理蝗蟲時(shí),可引入天敵增大環(huán)境阻力,降低K值B.治理鼠害時(shí),應(yīng)一次性捕殺大量家鼠,使其環(huán)境容納量迅速降低C.用較大網(wǎng)眼的網(wǎng)捕魚,可以改變魚群的年齡組成,捕撈后的種群數(shù)量應(yīng)盡量保

持在K/2左右D.建立大熊貓自然保護(hù)區(qū)的目的是提高大熊貓種群的環(huán)境容納量B解析

引入天敵可增加環(huán)境阻