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

第1章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 （第二课时） “J”形增长 “S”形增长 产生条件 增长特点 K值 曲线 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌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。 温故知新：“J”与“S”增长的比较 时间(t) 种群数量 t0 t1 t2时间 增长速率 时间 种群数量 t/2 t 无 有K值 　　在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？ 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。 二、种群数量的波动 1.种群数量的相对稳定 2.种群数量的波动 对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。 原因: ①非生物因素：气候条件、水资源等。 ②生物因素：天敌、食物、病原体等其他生物的影响，人类的捕杀等。 4 周期性波动 任何波动只要在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等就可称之为周期性波动。 季节性波动 年间波动 非周期性波动 该东亚飞蝗的种群数量在1913—1961年一直处于不规则的波动状态 处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等是种群数量爆发增长的结果。 3.种群数量的爆发： (原因：种群常处于明显的波动状态，说明制约其种群数量变化的因素较少或也处于不稳定中，在某些特定条件下可能出现种群爆发） 案例：东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年飞蝗大发生的概率最大。故河北蝗区常出现“先涝后旱，蚂蚱成片”，“大水之后，必闹蝗灾”的情况。 7 4.持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡 当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。 种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。 ▲对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。 8 人与自然的和谐相处 对生态危机的解决之道，我们唯一能仰赖的，只有人类自身的觉醒、即刻的行动和不懈的努力。 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 探究.实践 ①兼性厌氧型生物（单细胞真核生物）； ② 酵母菌生长周期短，增殖速度快且世代间不重叠，在实验室条件下，用液体培养基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。 1. 实验材料 酵母菌 2. 探究思路 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 得出结论，交流讨论 培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ 提出问题 时间 呈“J”形增长 开始 延长 呈“S”形增长 最后 数量下降 作出假设 11 2. 探究思路 配制酵母菌培养液 接种酵母菌到培养液中 培养 计数 统计分析 得出结论 如何计数？ 如何统计？ 设计实验 酵母菌菌种 培养液 血球计数板 ①自变量：________ ②因变量：__________ ③无关变量：_____________ 时间 酵母菌数量 培养液体积 变量设置 计数方法： 抽样检测法 计数用具： 血细胞计数板 材料用具 1)计数方法 进行逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法。 对一支试管中的培养液(可定为10ml)中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去，稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算计算中的酵母菌总数，盖玻片下，培养液厚度为0.1mm。 血细胞计数板 2) 计数用具 专门用于计数单细胞微生物的一种仪器 1个计数室的面积为1mm2 ，1个计数 室内有400个小方格。每个小方格的面积1/400mm2 ② 1/400mm2的含义 ① 0.10mm的含义 计数室的深度为0.1mm 每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数区。每个计数区分为9个大方格。 计数室 方格网上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供微生物计数用。 计数室的两种规格： 计数室通常有两种规格.一种是大方格内分为16中格,每一中格又分为25小格;另一种是大方格内分为25中格,每一中格又分为16小格.但是不管计数室是哪一种构造;它们都有一个共同的特点,即每一大方格都是由16×25=25×16=400个小方格组成,见图. (1) 假设每个小方格平均有a个酵母菌，稀释K倍。则1ml培养液中有多少个酵母菌？ 大方格体积：1mm*1mm*0.1mm=0.1mm3     小方格体积：1/400*0.1mm3 (2) 若每个中方格平均有b个酵母菌，稀释K倍。则1ml培养液中有多少个酵母菌？ 25×16型（25个中方格）： 16×25型（16个中方格）： 3)如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？ 16 思考： 1、为什么要先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入？ ① 盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面，使 计数室内液体增多，导致结果偏高。 ② 直接滴加培养液时，在计数室内会产生气泡，导致计数室相对体积减少而 造成误差(偏低）。 17 2.从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？ 目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。 3.如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？ 稀释一定倍数后，再用血细胞计数板计数 用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10 个 稀释100倍 （若没有摇匀，从底部吸取，计数结果会偏大，从上部吸取，计数结果会偏小。） 18 只计数相邻两边及其夹角的酵母菌数。 （计上不计下，计左不计右） 4.对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 5.为什么要待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数？ 笔记:酵母菌全部沉降到计数室底部，减少实验误差。 6.本探究实验需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。 （酵母菌沉降到底部后就不会随液体漂移） ① 能看清楚酵母菌但看不清方格线； ② 能看清楚方格线但看不清酵母菌。 如果酵母菌未能沉降到计数室底部，通过显微镜观察时就可能出现以下现象： 本实验在培养时间上有前后对照，不需要单设对照组。本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数值即可。本实验在连续培养并定时计数过程中形成自身对照。 笔记:不需要，本实验在时间上已经构成前后对照。 7.需要做重复实验吗？ 需要重复实验,以提高实验数据的准确性；对每个样品可计数三次，再取平均值。 8.怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？ 死亡细胞多集结成团； 可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色） 活细胞细胞膜有选择透过性，细胞不会被染色，死细胞可被染色。计数未染上色的酵母菌。若未染色直接计数，结果偏大。 第0天 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天 第6天 第1组 第2组 第3组 ------ 第n组 平均值 9.怎样记录结果？记录表怎样设计？ 1.用血细胞计数板对培养液中酵母菌进行计数，若计数室为1mm×1mm×0.1mm方格，由400个小方格组成。若多次重复计数后，算得每个小方格中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有 个。 2×108 解析 ：根据公式：5×400×10000×10＝2×108 当堂训练 2.若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中酵母菌的密度为 个/mL。 1×108 解析 ：根据公式：（20÷5)×25×10 000×100＝1×108 5、制定实施计划（实验步骤）： （1）酵母菌培养 （液体培养基，无菌条件。） 类型、条件 （2）振荡培养基 （使酵母菌均匀分布于培养基中） （3）观察并记数 （每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算计算中的酵母菌总数） （4）重复（2、3）步骤 （连续观察7天，统计数目） 目的 （5）绘图分析 （将所得数值用曲线表示出来，得出酵母菌种群数量变化规律） 第 1 天 培养结果 第 2天 第 4 天 第 6 天 第 7 天 死亡 酵母菌增长曲线分析 酵母菌增长的总趋势是先增加再降低。 原因是在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增。 随着酵母菌数量的不断增多，营养物质消耗、pH变化、有害代谢产物积累等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 29 注意事项： （1）抽取培养液计数前，应先将试管摇匀，目的是使酵母菌在培养液中混合均匀，以减少计数误差。因为酵母菌会沉降在瓶底，如果未振荡摇匀试管就吸出培养液，可能出现两种情况：一是从试管下部吸取的培养液浓度偏大； 二是从试管上部吸取的培养液浓度偏小。 （2）显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应取相邻两边及顶角 计数。一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。 （3）若一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清时，则可将培养液稀释一定倍数后再计数。 注意事项： （4）本实验不需对照组，酵母菌每天的数量变化可形成前后对照。 （5）本实验需要重复实验，以提高实验数据的准确性，对每个样品可计数三次，再取平均值。 （6）实验时，首先通过显微镜观察，估计出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），在此之后，连续观察7天，分别记录下7天的数值。 （7）每天取样时间需一致（每天同一时间取样，或者每隔相同一段时间取样），且应做到随机取样。 练习与应用 一、概念检测 1. 在自然界，种群数量的增长既是有规律的， 又是复杂多样的。判断下列相关表述是否正确。 （1） 将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出现“J”形增长。（ ） （2） 种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。 （ ） （3） 由于环境容纳量是有限的，种群增长到—定数量就会保持稳定。（ ） × × × 33 练习与应用 2. 对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是 （ ） A. 对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的 B. 对生活在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的 C. 当种群数量接近环境容纳量时，死亡率会升高，出生率不变 D. 对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的 B 2. 对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是 （ ） A. 对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的 B. 对生活在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的 C. 当种群数量接近环境容纳量时，死亡率会升高，出生率不变 D. 对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的 B 课堂小结 种群数量的变化 “S”形增长 “J”形增长 自然种群的数量变动 条件：食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种 特点：种群数量每年以一定倍数增长(λ>1，且为定值) 条件：食物和空间有限 特点：种群增长速率先增大后减小，最后为0 K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量 探究培养液中酵母菌种群数量变化（验证种群数量增长模型） 长期处于不利条件→持续性的或急剧的下降，甚至衰退和消亡 规则或不规则波动。（K值是种群数量波动的平均值，波动中的生物，在某些特定条件下可能出现种群爆发） 种群增长模型 建构种群增长模型的方法 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $$