1.2 种群数量的变化课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第2节 种群数量的变化 第1章 种群及其动态 选择性必修2 【健康生活，从勤洗手开始】 探究活动一 ——观看视频，思考细菌是如何增殖的？ 1．1个细菌，如果在营养和生存空间没有限制的情况下，以每20分钟繁殖一代计算，72小时后细菌的数量为多少？ 2．如果我们用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，请尝试写出细菌种群增长的公式。  3．以时间为横轴，细菌数量为纵轴，尝试画出细菌种群增长的曲线。 思考： 繁殖代数： 一. 建立数学模型的一般步骤 观察研究对象，提出问题 提出合理的假设 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正 Nt=Noλt (注：λ为倍数) ——产生条件 ——增长特点 ——量的计算 适用情形： ①实验室条件下； ②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间 二、种群增长的“J”型曲线 探究活动二 在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌病害等条件下 种群数量以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍 如果种群的起始数量是No，试写出t年后种群数量的增长公式 （1）种群数量增长模型 （2）形成原因： 充裕、气候适宜、 敌害 （3）种群增长速率： 单位时间内新增个体数 （4）种群增长率： 单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例。 保持不变，为λ-1 理想条件 食物和空间 没有 二、种群增长的“J”型曲线——分析 λ-1 例如：高斯（1934）把5个大草履虫置于0.5ml的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下表，请绘制出相应生长曲线。 思考：其种群达到基本稳定的数量值称为什么？ 时间（D） 1 2 3 4 5 6 种群大小 20.4 137.2 319.0 369.0 373.3 365.4 探究活动三 自然界中，细菌的生长能否一直按“J” 型曲线发展下去？做出你的判断，并谈一谈你的理由。 环境容纳量 一定环境条件所能维持的种群最大数量 ——环境容纳量（K值） 三、种群增长的“S”型曲线 （1）产生条件：存在环境阻力 （2）增长特点 种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 出生率=死亡率 食物和空间等资源有限，种内竞争不断加剧，天敌和病害不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高。 ①图乙的fg段相当于图甲的 段 ②图乙的g点相当于图甲的 点 ③图乙的gh段相当于图甲的 段 ④图乙的h点相当于图甲的 段 ⑤增长速率变化： ac c cd de 0~k/2时，逐渐增大 ；k/2~k时，逐渐减小 在k/2时达到最大； 在k时增长速率为0 （3）种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 单位时间内增长的数量，即 （现有数量－原有数量）/时间 三、种群增长的“S”型曲线 B点代表的含义： D点代表的含义： 出生率=死亡率， 即种群数量处于K值 出生率与死亡率之差最大， 即种群数量处于K/2值 变式训练 ——提升获取信息，识图能力 （1）“J”型曲线用达尔文的观点分析表明： （2）图中阴影部分表示: （3）用达尔文的观点对阴影部分进行分析： 生物具有过度繁殖的特性 环境阻力，种群密度越大，环境阻力越大。 通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。 探究活动四 用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线。“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？ 环境阻力 概括： ①食物、空间不足；②气候不适宜； ③存在敌害，等 “J”形增长与“S”形增长的比较 “J”形增长 “S”形增长 产生条件 增长特点 曲线 联系 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害和其他竞争物种等理想条件。 资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。 每种群数量以一定倍数增长，种群增长速率越来越快。 种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，此后增长减缓，到K值时停止增长。 “S”形增长是“J”形增长在自然界存在环境阻力情况下的必然结果。 增长率λ-1 增长速率 增长速率 怎样做才是保护好大熊猫的根本措施？ 建立自然保护区 改善栖息环境 提高环境容纳量 为持续获得最大捕捞量，使被捕鱼群种群数量保持在什么水平？ k/2 怎样做才是最有效的灭鼠措施？ 降低环境容纳量 断绝或减少它们的食物来源 减少挖凿巢穴的场所，硬化地面等措施 养殖或 放养天敌 灭鼠、杀虫等，最有效的时期在远低于k/2时 学以致用——环境容纳量的实践应用 14 【总结】K值与K/2值的应用: K值 减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源 增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物 草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量 K/2值 渔业捕捞后的种群数量要保持在K/2值处 K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处 分析影响种群数量变化的因素： （1）内部因素： （2）自然因素： （3）人为因素： 出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄结构 空间、气候、天敌、传染病、食物、自然灾害 对野生生物的滥捕乱猎、对种群数量的人工控制 四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 16 探究培养液中酵母菌种群数量的变化（P11） 探究·实践 酵母菌(兼性厌氧型） •      酵母菌是单细胞真核生物 •      生长周期短，增殖速度快        芽体 培养液中酵母菌种群数量的变化 （1）将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 （2）将酵母菌接种入试管中的培养液中混合均匀。 （3）将试管在28℃条件下连续培养7d。 （4）每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测方法： ①将盖玻片放在计数板上； ②用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内； ③显微镜计数一个小方格内的菌种数； ④计算出培养液体积（已知小方格的培养液厚度为0.1mm），换算出10mL培养液中的酵母菌总数。 （5）分析结果、得出结论：将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群变化规律。 实验步骤： 1mm 1mm 一个大方格含中方格：5×5个 一个中方格含小方格：4×4个， （共16 * 25＝400个小方格） 血细胞计数板 •  血细胞计数板是一种用于计算较大单细胞微生物的一种实验用具。 •  计数时，常采用样方法。 计数室大方格体积： 1mm*1mm*0.1mm ；小方格数量为400个 （16*25） 计数时，计数小方格中酵母菌数量 对于压在小方格边线上的酵母菌应取相邻两边及顶角计数。 盖上盖玻片 吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，静置，滤纸吸去多余培养液 待菌体全部沉降到计数室底部，显微镜下计数（计数小方格中酵母菌数量） 计数方法：抽样检测法 例：假定我们对培养液进行了B倍稀释，抽样检测时计数n个小方格，共有酵母菌A个，请计算1ml培养液中有酵母菌多少个？ 计算：1mL菌液的数量=A/n×400×10×1000×B 第 1 天 实验结果举例： 第 7 天 死亡 第 4 天 第 6 天 绘制酵母菌种群数量的变化曲线 构建数学模型（公式、图像） “J”型曲线 种群数量 的变化 种群数量的波动和下降 “S”型曲线 各种因素 的影响 研究方法 理想环境 有限环境 本节总结 种群数量的变化 26 探究活动五：——科学探究、科学思维 高斯实验呈现“S”型曲线，请同学们设计一个实验，找到限制大草履虫数量的主要因素是什么？写出设计方案、预测及结论。 设计方案示例： 实验预测及结论： 第一组：高斯所做的实验 第二组：其他条件与第一组相同，就改变一个条件：把用来培养大草履虫的容器换成大号的。 第三组：其他条件与第一组相同，就改变一个条件：在培养过程中，不断地为大草履虫添加食物 （1）如果第二组大草履虫的数量大增，而第三组的数量和第一组差不多，那么在高斯所做的实验中，限制大草履虫数量的主要是生存空间。 （2）如果第三组大草履虫的数量大增，而第二组的数量和第一组差不多，那么在高斯所做的实验中限制大草履虫数量的主要是食物。 （3）如果第二、三组大草履虫的数量均大增，那么在高斯所做的实验中限制大草履虫数量的主要是生存空间和食物。 实验分三组 四、研究中群数量变化的意义 1.有害动物的防治 2.野生动物资源的保护和利用 3.濒危动物种群的拯救和恢复 网络构建 种群数量的变化 1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表，根据表中数据分析，下列结果正确的是（  ）。 A: 第13~25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快。 B: 第17~29天，成虫增长率上升，死亡率下降 C: 第21~37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关 D: 第1~37天，成虫数量成“J”型增长 C 出生率较大，而个体生长速度不变 呈“S”型 2.（2017全国I卷理综）假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家禽，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是（ ） A.甲点对应的种群数量 B.乙点对应的种群数量 C.丙点对应的种群数量 D.丁点对应的种群数量 D （增长的倍数） 33 3.下图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是（  ）。 A: 在K/2时控制有害动物最有效 B: 图示规律可作为控制人口增长的依据 C: 该图可用于实践中估算种群最大净补充量 D: 在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量 C 受自然环境因素影响外还受其他因素如计划生育的影响 K值时捕捞鱼类得到的日捕获量最多 34 检验修正 ——分析满足细菌生长曲线的条件 $$