1.2 种群的数量变化课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

1.2 种群的数量变化（第1课时） 新教材•人教版•选择性必修二 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细蔺'每20 min就通过分裂繁殖一代。 细菌繁殖产生的后代数量 问题探讨： 图片中的手越白意味着越脏，越黑意味着越干净 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在自己设计的表格中。 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 指数形式 问题探讨： 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁殖一代。 讨论： 1.第n代细茵数量的计算公式是什么？ 2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为N0x2，第n代的数量为Nn= N0×2n。 细菌繁殖产生的后代数量 2216个。 问题探讨： Nn＝1×２n (n=72x60➗ 20） Nn=1×２n 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细蔺'每20 min就通过分裂繁殖一代。 讨论： 3.在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？如何验证你的观点？ 不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。 细菌繁殖产生的后代数量 问题探讨： 以上数学模型的建构假设是理想条件（资源和生存空间没有限制）。 适当的数学形式表达 提出问题 提出合理的假设 检验或修正 细菌每20min分裂一次，细菌数量是怎样变化的？ 资源和空间无限多，细菌种群增长不受种群密度增加的影响 列表格，画曲线，推公式 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 一.建构种群增长模型的方法 科学方法：建立数学模型 研究方法 研究实例 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线。 问题探讨： 7 数学公式与曲线图各有什么优缺点？ 第n 代细菌数量的计算公式： Nn=1×２n 问题探讨： 优点 缺点 数学公式 曲线图 精确 不直观 能直观地反映变化趋势 不精确 8 一.建构种群增长模型的方法 1.数学模型 数学模型 用来描述一个系统或它的性质的 形式 数学公式、 。 观察研究对象， →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 进行表达→通过进一步 等，对模型进行 。 概念 表现 形式 构建 步骤 数学 曲线图 提出问题 性质 实验或观察 检验或修正 [例1] (2021·广东实验中学月考)下列关于建构种群增长模型方法的说法，不正确的是(　　) A.曲线图能直观地反映出种群数量的增长趋势 B.数学模型就是用来描述一个系统或它的性质的曲线图 C.数学模型可描述、解释和预测种群数量的变化 D.在数学建模过程中也常用到假说一演绎法 解析　曲线图能直观地反映出种群数量的增长趋势，A正确：数学模型就是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，可能是曲线图，也可能是数学表达式，B错误；数学模型可描述、解释和预测种群数量的变化，C正确；建构数学模型的一般步骤是提出问题→作出假设→用数学形式表达→检验或修正，故在数学建模过程中也常用到假说—演绎法，D正确。 B 思考与讨论： 分析自然界种群增长的实例 资料1 1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。 资料2 20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群增长如右图所示。 讨论: 1.这两个资料中种群增长有什么共同点? 2.种群出现这种增长的原因是什么？ 3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？ 种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。 食物、空间充足，缺少天敌等 不能，因食物和空间有限 一.建构种群增长模型的方法 过渡：通过上述2例可以看出，自然界由类似细菌在理想条件下种群增长的形式，在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。 11 ①条件： 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害（即无环境阻力） 种群的数量每年以一定的倍数增长， 第二年的数量是第一年的λ倍 A.思考：哪些情况下可能出现这种条件？ 实验室条件下、迁移入新环境（如物种入侵） B.思考：生物迁入新环境一定会出现“J”形增长吗？ 不一定 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”型增长 ②数量变化： (1)模型 假设 注意:”J”形增长的λ为定值； 若λ不为定值，则说明种群数量变化非J形增长； 上世纪70年代美国为了改善河流水质，从东南亚引进少量亚洲鲤。 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 实例 1 13 凤眼莲（俗称水葫芦）原产于南美，1901年作为花卉引入中国。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨。它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡。 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 实例 2 外来入侵物种紫茎泽兰 在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰，原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，大约20世纪40年代，紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在，云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布，对当地生物多样性造成了严重破坏。 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 实例 3 15 ①数学公式: t年后种群的数量为______________； 参数含义： N0为__________________； t为______； Nt表示____________________； λ表示_____________________________； ②曲线图: (2)建立模型 Nt=N0λt 该种群的起始数量 时间 t年后该种群的数量 该种群数量是前一年种群数量的倍数 注意： 该曲线的起点不是原点； 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 ”J”形增长的λ为定值； 若λ不为定值，则说明种群数量变化非J形增长； 2000年之前我国人口变化 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 17 ①当λ=1时，种群数量如何变化？ ②当λ＞1时，种群数量如何变化？ ③当λ＜1时，种群数量如何变化？ 种群数量不变(相对稳定) 种群数量增长 种群数量下降 λ 现有个体数 原有个体数 = 引用自人教版教师教学用书 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 (2)建立模型 ④当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？ 不一定；只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长； 增长率=λ-1 1-4年，种群数量呈___形增长 4-5年，种群数量__________ 5-9年，种群数量__________ 9-10年，种群数量_______ 10-11年，种群数量_____________ 11-13年，种群数量____________________________ 前9年，种群数量第_______年最高 9-13年，种群数量第______年最低 “J” 增长 相对稳定 下降 下降 11-12年下降，12-13年增长 5 12 例2.据图说出种群数量如何变化 二.种群数量的增长模型 （4）意义： 反应了种群增长的潜力或者趋势 （5）特点： 增长率 增长速率 含义 单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例 单位时间内增加的个体数量 计算公式 增长率=（现有个体数-原有个体数）/种群原有个体数 增长速率=（现有个体数-原有个体数）/增长时间 举例 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 “一个种群有1000个个体，一年后增加到1100”，则该种群的增长速率为: “一个种群有1000个个体，一年后增加到1100”，则该种群的增长率为: ×100%=10% 1100-1000 1000 =100个/年 1100-1000 1年 增长率不能等同于增长速率 种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线(即斜率) O 时间 种群增长率 O 时间 种群增长速率 O 时间 种群数量 增长模型 增长速率 增长率 Nt=N0λt,λ代表种群数量增长倍数,不是增长率。 增长率=λ-1 （5）特点： 二.种群数量的增长模型 1.种群的“J”形增长 看曲线的斜率(即过每一点的切线) λ-1 资料：生态学家高斯（G.F.Gause,1910-1986）曾经做过单独培养大草履虫的实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。　　 如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”型增长吗？ 不会 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 1.模型假设: 资源和空间有限，天敌的制约等（即存在环境阻力） 资源和空间有限 种群密度增大时种内竞争加剧 出生率降低 死亡率升高 出生率=死亡率时，种群稳定在一定水平 环境容纳量： 一定环境条件所能_____的种群最大数量称为___________，又称____。 维持 环境容纳量 K值 2.建立模型: 22 出生率等于死亡率，此时种群的增 长速率为零，种群数量趋于稳定， 种群数量达到环境容纳量(即K值)。 出生率大于死亡率, 此时种群增长速率最大; 0C段(不包括C): B点: C点: 出生率大于死亡率 种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 A B C 0 大草履虫种群的增长曲线 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢； OA: 3.曲线图分析: （1）K值并不是种群数量的最大值 K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值;种群所达到的最大值可能会超过K值,如过度繁殖。 4. 关于K值 但这个值存在的时间很短,因为环境会遭到破坏。 24 (2)同一种生物的K值不是固定不变的 在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在 上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过 调节使种群数量回到K值。 K值会随着环境的改变而发生变化，如季节性变化、过度放牧、环境污染等。 当环境遭受破坏时，K值变化是_____；当环境条件状况改善时,K值会_____。 负反馈 下降 上升 K值附近 (3)K值的四种表示方法 Ⅰ Ⅱ ① 对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。 ② 对应的种群增长速率最大,为K/2值。 B点对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到最大,为 。 A点 A'点 K值 ① 对应的种群数量为K值。 ② 对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。 C点 C'点 Ⅲ ① 对应的种群个体数最多,即K值。 ② 对应的种群个体数为K/2值。 D点 D'点 Ⅳ (3)曲线图分析: ab段: bc段: cd段: de段: 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢； 资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速； 资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧， 出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓； 出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 5.K值与K/2值在实践中的应用: ①对野生生物资源和濒危物种的保护: 建立自然保护区： 提高环境容纳量 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 K/2 t0 t1 t2 时间 种群数量 K a b c d e 渔业捕捞应在 ; 捕捞后鱼的种群数量维持在 。 K/2以后 K/2 千岛湖捕鱼的盛况 ②对野生生物资源的利用:（合理开发利用） 因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。 最大捕捞量≠最大日捕获量 ③对有害生物防治: 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 K/2 t0 t1 t2 时间 种群数量 K a b c d e Ⅰ从环境容纳量考虑： Ⅱ从1/2K值考虑： 增大环境阻力，降低环境容纳量。 在种群增长刚开始（达到K/2之前）的时候就进行防治。 （绝对不能让种群数量增长到1/2K值） 例如：可利用将食物储藏在安全处，断绝或减少食物来源，养殖或释放天敌等措施来降低老鼠的环境容纳量； （7）K值与K/2值在实践中的应用: 二.种群数量的增长模型 ③对有害生物防治: 降低有害生物环境容纳量是防治有害生物的根本措施 （7）K值与K/2值在实践中的应用: 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 ④为引进外来物种提供理性的思考。 必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是否会构成生物入侵。 ①图中阴影部分表示什么？ ②环境阻力如何用自然选择学说 内容解释？ ③“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？ 环境阻力 生存斗争中被淘汰的个体数。 不等同，已经存在环境阻力。 （8）种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线 “J”型曲线无 K值, 无种内斗争, 无天敌。 二.种群数量的增长模型 2.种群的“S”形增长 现学现用：若下图表示对濒危动物和有害动物作出措施后，种群数量的不同变化： A B ___图为濒危动物，具体做法为_____________； ___图为有害动物，具体做法为_____________。 A 提高环境容纳量 B 降低环境容纳量 现学现用：假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该种群的增长速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畜，则应在种群数量合适时开始捕获，应为____点对应的种群数量。 丁 现学现用：如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　） A．图1、2、3都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律 B．b、c、f点种群都达到了环境容纳量 C．a点和e点的增长速率与c点对应 D．b、d点捕捞可获得最大日捕获量 E . 建立自然保护区，改善其栖息环境，可使图1的K值提高 B 项目 “J”形曲线 “S”形曲线 增长模型     前提条件  现实状态： ①_______________ ②_______________ _______________   K值有无     理想状态： ①______________ ②______________ ③______________ 四. 种群的“J”形增长与“S”形增长的比较 食物、空间条件充裕 气候适宜 没有敌害、疾病 食物、空间有限 各种生态因素综合作用 无 （以一定的倍数连续增长） 有 数学模型Nt＝N0λt 1. 图形比较 项目 “J”形曲线 “S”形曲线 联系 环境阻力大小 适用 范围 实验条件下或种群迁入新环境最初一段时间 自然种群 阴影面积为环境阻力，按自然选择学说，就是生存斗争中被淘汰的个体数。 两种增长曲线的差异主要是因__________不同，对种群增长的影响不同 例2.图1表示某种群数量变化的相关曲线图,图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是 (　　) A.图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况 B.图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点 C.图2中B点时种群增长速率最大 D.图1中第15年种群数量最少 D 二.种群数量的增长模型 例3.如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　） A．图1、2、3都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律 B．b、c、f点种群都达到了环境容纳量 C．a点和e点的增长速率与c点对应 D．b、d点捕捞可获得最大日捕获量 E . 建立自然保护区，改善其栖息环境，可使图1的K值提高 B 二.种群数量的增长模型 如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　） A．图1表示该种群数量的增长可能受其本身密度增加的制约 B．图2表示的种群增长规律可以用于指导渔业捕捞等 C．渔业捕捞时，为保证持续获得高产量应使捕捞后的剩余量维持在a点对应的种群数量 D．a点之前的种群数量的增长不受环境阻力影响 D 二.种群数量的增长模型 A．根据“J”型增长曲线的数学模型Nt=N0•λt可知，种群呈“J”型增长时其增长速率不能用图2表示 B．灭鼠时如果仅杀死一半的鼠，效果可能适得其反 C．“涸泽而渔”会使鱼的数量下降到a点对应的种群数量以下，不利于长远的发展 D .外来物种入侵，种群的数量一定呈“J”型增长 D 如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　） 二.种群数量的增长模型 A．图2c点后，种群数量减少的原因有天敌、资源和空间等 B．资源量是该种群数量最主要的内源性调节因素 C．根据某生物的种群密度即可反映该生物种群数量的变化趋势 D .在“J”型曲线增长中，每年增加的个体数始终不变 A B C D 如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　） 二.种群数量的增长模型 三.种群数量的波动 在自然界中，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定，但是对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。 某地区东亚飞蝗种群数量的波动 如蝗灾、赤潮等。 四.种群数量的下降 种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性下降或急剧的下降。 种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群数量过少，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的最小种群数量的物种，需要采取有效保护措施进行保护。 例4.下图两条曲线代表两种生物数量Nt和一年后的种群数量Nt＋1之间的关系，直线P表示Nt＝Nt＋1。其中K对策生物的种群动态曲线有两个平衡点即稳定平衡点(S点)和绝灭点(X点)，当种群数量高于X时种群可以回升到S，但是种群数量一旦低于X就会走向绝灭。r对策生物只有一个稳定平衡点而没有绝灭点。请据图回答以下问题： (1)当种群基数较少时，种群增长为负值的是____对策生物；当种群基数较少时，种群会在短时间内快速增长的是____对策生物。 K R 四.种群数量的下降 例4.下图两条曲线代表两种生物数量Nt和一年后的种群数量Nt＋1之间的关系，直线P表示Nt＝Nt＋1。其中K对策生物的种群动态曲线有两个平衡点即稳定平衡点(S点)和绝灭点(X点)，当种群数量高于X时种群可以回升到S，但是种群数量一旦低于X就会走向绝灭。r对策生物只有一个稳定平衡点而没有绝灭点。请据图回答以下问题： (2)家鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，种群数量每天可增加1.47 %，是________ (“r对策”或“K对策”)生物，这类生物很难消灭，在种群密度极低时也能迅速回升，最终形成一种 四.种群数量的下降 r对策 ________型增长曲线。使家鼠种群数量持续维持较低水平、对环境无污染的防治措施有( ) A．室内采取硬化地面 B．食物储存在安全处 C．养殖家鼠的天敌 D．药物捕杀 ABC r对策 例4.下图两条曲线代表两种生物数量Nt和一年后的种群数量Nt＋1之间的关系，直线P表示Nt＝Nt＋1。其中K对策生物的种群动态曲线有两个平衡点即稳定平衡点(S点)和绝灭点(X点)，当种群数量高于X时种群可以回升到S，但是种群数量一旦低于X就会走向绝灭。r对策生物只有一个稳定平衡点而没有绝灭点。请据图回答以下问题： (3)K对策生物的种群数量高于或低于____(填“S”或“X”)点时，都会趋向该平衡点，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为____________。 (4)东北虎等珍稀濒危动物，其数量一旦低于X点，就会走向灭绝，此时可采取的保护措施有___________________________ ____________________。 S (或K值) 环境容纳量 建立动物园、建立动物繁育中心等易地保护措施；建立精子库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护；人工授精、胚胎移植等 四.种群数量的下降 自然条件下，任何生物的种群都与环境中其他生物密切联系。严格地说，探究单个种群数量的变化只有在实验室才有可能实现。 实践•探究：培养液中酵母菌种群数量的变化 一.实践•探究 酵母菌是单细胞真核生物，兼性厌氧。 48 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 实践•探究：培养液中酵母菌种群数量的变化 提出问题 一.实践•探究 培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的? 酵母菌在开始一段时间呈“J”型增长，随着时间的推移，由于资源和空间有限，呈“S”型增长，时间再延长，由于养料不足酵母菌数量会下降。 实验原理 (1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受_________________、________、________、__________等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群呈“J”形增长；自然界中_____________总是有限的，酵母菌种群呈“S”形增长。 (3）统计酵母菌数量可用_____________法。 培养液的成分 空间 pH 温度 资源和空间 抽样检测 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 实践•探究：培养液中酵母菌种群数量的变化 提出问题 一.实践•探究 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 1.材料用具：酵母菌菌种,无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，血细胞计数板，显微镜等 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 2.血细胞计数板 计数室 血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。 计数时，常采用抽样检测法。 计数室深度为0.1mm 计数室边长 为1mm 1个计数室的面积为1mm2 ，1个计数室内有400个小方格。每个小方格的面积是1/400mm2 ② 1/400mm2的含义 ① 0.10mm的含义 计数室的深度为0.1mm 1个计数室的体积为0.1mm3 计数室 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 2.血细胞计数板 规格一：25×16型 A1 A2 A3 A4 A5 规格二：16×25型 A1 A2 A4 A3 血细胞计数板侧面观 （1）先盖盖玻片，再将培养液滴加于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 3.怎样对酵母菌进行计数 稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部； 因为盖玻片和计数板之间的凹槽形成的狭缝空间的体积是固定的，加液体时靠虹吸作用将液体吸入。如果反之，则盖玻片可能由于已加入的液滴的表面张力作用使其未能严密的盖到计数板表面上，使计数室内的体积增大，从而使计数结果偏高。 54 （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? 保证各部位酵母菌的密度相等，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。 此外，酵母菌常出现“抱团”现象，因此取样前需要将培养液充分振荡、摇匀，最好用移液器来回吹吸若干次，以确保样品被摇匀。 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 3.怎样对酵母菌进行计数 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 4.计数 用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10 个 （3）如果小方格内酵母菌过多，怎么办？ 稀释100倍 5. 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） （5）对于压在中方格界线上的酵母菌和酵母菌芽体，应当怎样计数？ 压线的菌体，计上不计下，计左不计右。离开母体的芽体，无论大小均算一个。如果正在出芽，芽体大小达到或超过母细胞一半时，芽体可算1 个。 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 4.计数 57 2.本探究需要设置对照吗?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。 不需要，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。 3.本探究需要做重复实验吗? 要重复。提高实验数据的准确性，避免偶然误差。 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 每个样品一般计数三次，取其平均值。(遵循平行重复原则) 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 4.设计表格，记录 重复组 3组实验的平均值 连续观察7天，记录每天的数值 59 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 60 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 表达交流 提出问题 一.实践•探究 将所得数值用曲线图表示出来 结论： 随着时间的推移，由于资源和空间有限，酵母菌呈“S”形增长，并最终将全部死亡。 61 六、探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验 1.提出问题 培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的? 2.作出假设: 在环境资源有限的条件下,酵母菌的数量变化随时间呈“S”形增长曲线 3. 材料用具: 酵母菌菌种,无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，血细胞计数板，显微镜等。 （一）实验前准备 （二）实验原理 (1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受_________________、________、________、__________等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群呈“J”形增长；自然界中_____________总是有限的，酵母菌种群呈“S”形增长。 (3）统计酵母菌数量可用_____________法。 培养液的成分 空间 pH 温度 资源和空间 抽样检测 液体 无菌 均匀 酵母菌 数量变化规律 第 1 天 第 4 天 第 6 天 第 7 天 死亡 （四）实验结果 1.请你设计处理实验数据的表格 时间 (天) 次数 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 … … 平均 2.分析结果，得出结论 实验结论: 在适宜条件下 ，酵母菌种群呈“S” 形增长； 种群的增长速率是: 先增加后减少，在K/2时增长速率最大。 3.封闭环境中的种群数量变化模型 恒定容积培养液中酵母菌的增长曲线 在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，随着时间推移，由于营养物质的______、有害代谢产物的______、pH的_________，酵母菌数量开始下降。 消耗 积累 改变 归纳：影响酵母菌种群数量增长的因素 培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物 在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，种群数量达到最大值后由于资源的消耗和代谢废物的积累，最终K值不断降低，种群数量减少甚至消亡。如 68 1.从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，其目的是___________________________________________________________ 2.本实验需要设置对照吗？ 3.本实验进行重复实验目的是________________________________。 4.如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是_______________________________________。 为了是培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性。 本实验中存在自身前后对照（酵母菌在不同时期的数量相互对比），不需要另外设置对照。 提高实验数据的准确性，避免偶然误差 稀释一定倍数（如10倍）后重新计数 （五）实验操作分析 注：每次取样前应将培养瓶振荡摇匀，取样后稀释一定倍数。 提问 69 例2：通常用血球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。 N总 V总 N样 V样 = 例1：关于“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，下列叙述错误的是（　　） A． 该探究实验前要用蒸馏水对干酵母进行活化处理 B． 台盼蓝溶液能将代谢缓慢的酵母菌休眠体染成蓝色 C． 在取样计数前，培养液要进行充分震荡摇匀 D． 该探究实验不需要设置对照但需要做重复实验 B 【典例】下图表示显微镜的目镜以及用显微镜观察到的两个视野中的图像，回答下列问题： 估算培养液中酵母菌种群密度的常用方法称为___________，在吸取细胞培养液计数之前需要将培养液________。若吸取酵母菌样液1mL并稀释100倍，采用血球计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm ，16格×25格)计数，观察的结果如图3所示，则该1ml样品中酵母菌数约为______个。 抽样检测法 振荡摇匀 8×108 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。（ ） 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 练习与应用 B 大P10 A D 小P8 B 小P8 二、拓展应用 1.种群的“J”形增长和“S”形增长，分别会在什么条件下出现？你能举出教材以外的例子 加以说明吗？ 练习与应用 【答案】在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”形增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，它们的种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”形增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长，随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”形增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”形增长的特点。 二、拓展应用 2.假设你承包了一个鱼塘，正在因投放多 少鱼苗而困惑：投放后密度过大，鱼竞争加剧, 死亡率会升高；投放后密度过小，水体的资源和 空间不能充分利用。怎样解决这个难题呢？请査 阅有关的书籍或网站。 练习与应用 【提示】同样大小的池塘，对不同种类的鱼来说，环境容纳量是不同的。可以根据欲养殖的鱼的种类，查阅相关资料或请教有经验的人，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。 一、选择题 1.下列叙述符合种群密度概念的是 （ ） A.一公顷水稻的年产量 B.每平方米草地中杂草的数量 C.某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量 D. 某地区灰仓鼠每年新增的个体数 2.某地区由于秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡。第二年，该地区蝗虫的种群密度明显 下降。对蝗虫种群密度下降合理的解释是 （ ） A.出生率下降 B.死亡率上升 C.迁入率下降 D.迁出率上升 复习与提高 C A 一、选择题 3.根据种群的年龄结构，可以推测出生率、死亡率的变化趋势。下列表述正确的是 （ ） A.年龄结构为稳定型的，出生率大于死亡率 B.年龄结构为增长型的，出生率大于死亡率 C.年龄结构为衰退型的，出生率大于死亡率 D.年龄结构为稳定型的，出生率小于死亡率 复习与提高 B 一、选择题 4.关于种群的增长，下列表述正确的是（ ） A.引入到新环境的种群，一定时间内都能呈“J”形增长 B.在环境条件变化的情况下，种群数量都会在K值附近波动 C.在环境条件不变的情况下，种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势 D.自然界的种群增长到一定程度都会在K 值保持稳定，因此，都呈“S”形增长 复习与提高 C 一、选择题 5.用酵母菌酿酒的主要阶段为：加料→接种→通气培养→密封发酵。从接种后到密封前这一阶段，酵母菌种群数量变化的曲线图为 （ ） 复习与提高 C (三) 实验流程 1.eq \x(酵母菌培养)——eq \x(_______培养基，_______条件) ↓ 2.eq \x(振荡培养基)——eq \x(酵母菌______分布于培养基中) ↓ 3.eq \x(观察并计数)——eq \x(\a\al(将酵母菌接种到培养液中混合均,匀并培养，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___________数量，再以此为,根据，估算试管中的酵母菌总数)) ↓ 4.eq \x(重复2、3步骤)——eq \x(连续观察7 d，统计数目) ↓ 5.eq \x(绘图分析)——eq \x(\a\al(将所得数值用曲线表,示出来，得出酵母菌,种群的_______________)) $