2016-2017学年高中生物第3章生物群落的演替第1节生物群落的基本单位--种群第2课时种群数量的变化课件苏教版必修3.ppt

知 识 点 一 知 识 点 二 知 识 点 三 当 堂 即 时 达 标 第 2 课时 种群数量的变化 1 人类活动对种群数量变化的影响。 2 构建种群的增长模型的方法。 ( 重点 ) 3 探究培养液中酵母菌种群数量的变化。 4 用数学模型解释种群数量的变化。 ( 重 难点 ) 种群增长的两种类型 1 种群增长的 “ J ” 型曲线 (1) 形成条件：食物和空间 _ 、 _ 和没有敌害等。 (2) 公式： N t _ _ 。 N 0 为种群的 _ ， 为每代数量是 前一代数量的 _ ， N t 为种群第 t 代的数量。 (3) 影响种群数量变化的因素：主要取决于 _ _ 、死亡率和 _ 的个体数量 3 个因素。 气候适宜 N0t 起始数量 倍数 出生率 起始种群 条件充裕 2 “ S ” 型曲线 (1) 含义：在 _ ( 如空间、食物、天敌等 ) 条件制约下种群个体数量 的增长方式用坐标图表示而形成的 曲线。 (2) 特点：种群内个体数量达到 _ _ 所允许的 _ _ (K 值 ) 时不再增加。 (3) 环境 容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持 的种群 _ _ _ 。用 K 值表示。 有限 环境条件 最大值 最大数量 3 影响种群数量变化的原因 (1) 人为干扰 在人类 _ 或某种群 _ _ 的情况下 ， 种群数 量长期下降甚至绝灭。 _ _ _ 也会使种群数量下降或物种 绝灭。 (2) _ _ 也会对种群密度造成影响。 过度捕猎 栖息地被破坏 生物资源过度的开发和利用 环境污染 合作探讨 探讨 1 ：试比较种群数量变化趋势的曲线图与数学方程式的优缺点。 提示： 曲 线图可以更直观地反映出种群数量的变化趋势 ， 但数据不能 直接给出；数学方程式更加科学、准确 ， 但不能直观地看出种群的数量变 化趋势。 探讨 2 ：当一个种群迁入一个新的环境时 ， 种群数量如何变化？ 提示： 若不适 应环境 ，则可能会灭亡；若适应新环境，在开始一段时 间类似于 “ J ” 型增长 ， 但最终呈 “ S ” 型增长。 探讨 3 ：种群数量达到 K 值后 ， 数量能维持不变吗？为什么？ 提示： 不能。由于环境是时刻发生变化的 ， 故其容纳量也会发生变化 ， 其数量会发生波动。 思维 升 华 1 种群增长的 “ J ” 型曲线 (1) 前提条件 ( 判断依据 ) ： 若出现以下五种情况即可判断为“ J” 型曲线： 理想条件下； 实验 室条件下； 食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时 满足； 外来物种入侵早期阶段； 无环境阻力状况。 (2) 公式： N t N 0 t 。若 1 ， 种群密度增大 ， 为增长型种群； 1 ， 种群密度减小 ， 为衰退型种群； 1 ， 数量不变 ， 为稳定型种群。 甲 (3) “J” 型曲线增长率： “ J ” 型曲 线的增长率为一个常数 ( 1) ， 可用图甲表示。 2 种群增长的 “ S ” 型曲线 (1) 达到 K 值不再增加的原因：资源和空间有限 ， 当种群密度 增大时 ， 种内斗争加剧 ， 天敌数量增加 ， 导致出生率下降 ， 死亡率上升 ， 最终达到 平衡。 乙 (2)“S” 型曲线增长速率： “ S ” 型曲线的增长速率可用图乙表示 ， 由图可知 ， 种群增长速率先增 大后减小 ， 最后变为 0( 即 K 值时 ) ， t 1 对应 K /2 值 ， t 2 对应 K 值。 3 种群数量两种增长方式的差异 两种增长方式的差异 ， 主要在于环境阻力对种群数量增长的影响 ， 按 照达尔文自然选择学说 ， 就是通过生存斗争淘汰的个体 ， 可用图丙表示。 丙 图中的阴影部分是表示在生存斗争中被淘汰的个体数；当种群数量 K 值时 ， 出生率 死亡率。 1 (2 016 江苏扬州高二期末 ) 右图为某种群数量增长的 “J ” 型曲线和 “ S” 型曲线。若不考虑迁入和迁出 ， 下列有关叙述错误的是 ( ) 【 导学号： 32570162 】 A 改善空间和资源条件能提高 K 值 B b 点时种群增长速率最大 C c 点时种群的出生率为 0 D 两曲线间的差值表示生存斗争中淘汰的个体数 【解析】 K 值表示该环 境下容纳该种生物的最大数量 ，当环境条件 改变时， K 值会发生波动 ， A 正确； K /2 时种群增长速率最大 ， B 正确； c 点时出生率等于死亡率 ， 种群增长速率为 0 ， C 错误； “ J ” 型曲线与 “ S ” 型 曲线间差值表示 环境阻力 ， 即在生存斗争中被淘汰的个体数 ， D 正确。 【答案】 C 2 下列关于种群的说法中 ， 不正确的是 ( ) A 一个种群中个体的数量会因环境条件的变化而发生变化 B 种群内个体间通过自由交配可以产生可育后代 C 种群中个体间的斗争会由于出生率大 于死亡率而加剧 D 充裕的食物和生存空间以及适宜的温度使得种群数量呈 “J” 型曲线 增长 【解析】 只有在食物和生存条件充裕以及没有敌害等理想条件下 ， 种群数量才会呈 “ J ” 型曲线增长。种群中个体的数量会因环境条件变化而发 生变化。 【答案】 D 3 (2016 菏泽高二检测 ) 下面三种曲线是同一生物在同样条件下的培养 结果。以下分析错误的是 ( ) 【 导学号： 32570163 】 图 1 图 2 图 3 A 图 1 、 2 、 3 都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律 B 图 1 中 a 点和图 3 中 e 点的增长速率与图 2 中的 c 点对应 C 图 1 中 b 点和图 3 中 f 点的增长速率与图 2 中的 d 点对应 D 图 1 、 2 、 3 中的 b 、 c 、 f 点都可以表示种群数量达到了环境容纳量 【解析】 通过分析曲线可知 ， 三个曲线图中的种群个体 数量最终都 达到了一个最大值 ，所以它们都属于 “ S ” 型增长 ， 环境条件是有限的 ， A 正确；图 1 中 ， 曲线斜率最大的点 (a 点 ) 增长速率最大 ， 图 3 中出生率和死 亡率差值最大的点 (e 点 ) 增长速率最大 ， 这两个点对应图 2 中的 c 点 ， B 正 确；图 1 中的 b 点增长速率为 0 ， 图 3 中的 f 点出生率死亡率 ， 增长速率 也为 0 ， 这两个点均对应图 2 中的 d 点 ， C 正确；图 1 、 2 、 3 中表示种群 达到了环境容纳量的点分别是 b 、 d 、 f 点 ， D 错误。 【答案】 D 探究酵母菌种群大小的动态变化 合作探讨 探讨 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 ， 分析其原因。 提示： 轻轻振荡试管 ， 使酵母菌分布均匀 ， 便于取样计数更加准确。 探讨 2 ：如果一个小方格内酵母菌过多 ， 难以数清 ，思考应采取何种 措施？ 提示： 如酵母菌过多 ， 应对培养液进行适当稀释后再计数。 探讨 3 ：对于压在小方格界线上的酵母菌 ， 应当怎样计数？ 提示： 对于压在小方格界线上的酵母菌 ， 应当计数相邻两边及其夹角 上的酵母菌。 思维 升 华 1 实验原理 (1) 在理想环境中 ， 酵母菌种群的增长 呈 J 型曲线；在有限的环境下 ， 酵母菌种群的增长呈 S 型曲线；在不补充营养物质的情况下 ， 酵母菌的增 长呈 “ 几 ” 型曲线。 (2) 利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法 ， 这 种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目 ， 所以一般用于单细胞微生物 数量的测定 ， 由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的 ， 所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数 目。 2 实验步骤 制备培养液 向锥形瓶中加入 500 m L 的 质 量分数为 5% 的葡萄糖溶液 接种酵母菌 ， 并混合均匀 酵母菌均匀分布在培养基中 定 时取样 和计数 用血球计数板计数。操作时， 用滴管 将培养 液滴在盖玻片的边缘 ， 培养液 自行渗入计数 室 多余的培养 液用滤 纸 吸去；片刻后待酵 母 菌 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 计算 先求出小方格内酵母菌数量的平均 值 ， 再根据单位体积内的平均值 ， 通过 换算求出酵母菌的种群数量 绘图分析 将所得数值用曲线表示出来 ， 得出 酵母菌种群各数量的变化规律 3 结果分析 酵母菌在培养液中开始呈 “J” 型增长 ， 经过一段时间 的增长后 ， 数量趋 于稳定 ， 呈 “S” 型增长。 1 某学生在 “ 探究酵母菌种群数量的动态变化 ” 实验中 ， 根据实验结 果绘制出如图所示的曲线图。下列有关分析错误的是 ( ) 【 导学号： 32570164 】 A 实验过程中酵母菌种群的年龄组成先是增长型 ， 然后是稳定型 ， 最 后变为衰退型 B 种群数量在不同时间的增长速率可能相同 C 本实验中不存在对照 D 每次取样前应将培养瓶振荡摇匀 【解析】 由题意可知 ， 种群数量先增加 ， 然后维持稳定 ， 最后减少 ， 表明种群的年龄组成先是增长型 ， 然后是稳定型 ， 最后变为衰退型；本实 验在不同时 间的取样起到相互对照的作用；为了实验的准确性 ， 在每次取 样前都应将培养瓶振荡摇匀 ， 使酵母菌均匀分布。 【答案】 C 2 在 “ 探究酵母菌种群大小的动态变化 ” 的实验中： (1) 对酵母菌进行计数可以采用 _ _ 的方法 ， 从试管中吸出培养液 进行计数之前 ， 要 _ _ 。如果实验时发现血球计数板的一个小 方格内酵母菌过多 ， 难以数清 ， 应当采取的措施是 _ 。 (2) 如果提出的问题是 “ 培养液中酵母菌种群 的数量是 怎样随时间变化 的 ” ，试针对这一问题作出假设： _ _ 。 (3) 某一组同学为了探究 “ 温度 (5 、 28 ) 对酵母菌种群数量变化是 如何影响的 ” 设计了实验方案 ， 进行了为期 7 天的实验 ， 每天定时取样一 次 ， 并在表 格，如下： 根据上述表格 ， 有人认为该同学设计的实验方案不能够准确反映酵母 菌种群数量的变化 ， 请改进此方案中的不足之处： _ _ 。 (4) 另一组同学为探究培养液中酵母菌种群数量的变化 ，设计了 3 组实 验 ( 见下表 ) 。每隔 24 小时取样并计数 ， 实验结果略。 试管编号 培养液 (m L ) 无菌水 (m L ) 酵母菌母 液 (m L) 温度 ( ) A 10 0.1 28 B 10 0.1 5 C 10 0.1 28 上述实验目的是：探究 _ 对酵母菌种群动态变化的影响。 用显微镜定期测酵母菌数目 ， 结果仅 A 管中第 3 天开始个体数目迅 速增加 ， 第 5 天开始个 体数目达到 最大，第 6 天结束实验。请将 A 、 B 、 C 三组预期结果的走势图表示在图中。 【解析】 (1) 对酵母菌计数应采用抽样检测法 ， 为了保证取样时酵母 菌分布均匀 ， 取样时需将试管轻轻振荡几下 ， 若取样中酵母菌数量太多应 适当稀释。 (2) 假设应是针对种群数量变化与时间的关系。 (3) 为了保证计数 的准确 ， 应多次取样求其平均值。 (4) 由图表分析变量有温度和营养成分。 由于 A 组条件适宜 ， 酵母菌种群呈现 “ S ” 型增长； B 组温度不适宜 ， C 组缺 少营养 ，因此都无法达到正常生长状态。 【答案】 (1) 抽样检测 将试管轻轻振荡几次 适当稀释菌液 (2 ) 在 一定时间范围内酵母菌种群的数量随时间呈 “S” 型增长 ( 或在一定时间范围 内 ， 酵母菌种群的数量随时间推移逐渐增大 ， 达到一定程度以后 ， 酵母菌 种群数量维持相对稳定 ， 或其他表达了 “ 酵母菌种群的数量 ” 与 “ 时间 ” 关系的合理叙述 ) (3) 每天检测时应多次取样 ， 求平均值 (4) 温度和营养 成分 如图 1 如图所示 ， 表示种群在无环境阻力状况下增长的是 ( ) 【 导学号： 32570165 】 【解析】 种群在无环境阻力状况下的增长是指在空间无限、资源无 限和不存在任何天敌的情况下的增长。在这样的条件下 ， 种群会呈 “ J ” 型曲 线增长 ， B 图所示的增长状况便属于此种情况。 【答案】 B 2 把添加少量 饲料的一定量的自来水，均分到两个大小相同的水槽甲 和乙中，再分别投放少量并且相等的同种草履虫。以后只对乙水槽给予一 次适量的饲料补充，在其他培养条件相同且适宜的情况下，分别对甲、乙 水槽中草履虫进行培养。以下哪项预期结果合理 ( ) 【解析】 据题意 ， 在一定量的自来水中添加少量饲料 ， 此时培养液 中营养物质较少。在补充饲料之前 ， 甲、乙水槽中的草履虫数量变化相同 ， 乙水槽补充饮料后 ， 草履虫种群数量增加较甲水槽快 ， 由于空间 和营养物 质是有限的 ，补 充饲料后草履虫的数量仍呈现 “ S ” 型曲线增长。 【答案】 B 3 在调查某林场松鼠的种群数量时 ， 计算当年种群数量与一年前种群 数量比值为 ， 并得到如图所示的曲线。据此图分析得到的下列结论中错 误的是 ( ) 【 导学号： 32570166 】 A 前 4 年该种群数量基本不变 ， 第 5 年调查年龄组成可能为衰退型 B 4 8 年间种群数量在下降 ， 可能原因是食 物的短缺和天敌增多 C 第 8 年时种群数量最少 ， 8 16 年间种群数量增加 ， 且呈 “S” 型曲 线增长 D 如果持续 16 20 年间趋势 ， 后期种群数量将呈 “J” 型曲线增长 【解析】 种 群数量最少应是在第 10 年 ， 8 10 年间 值仍小于 1 ， 种群数量继续降低。 【答案】 C 4 如图为一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图 ， 据图回答问 题。 (1) 图中表示种群数量最大的一点 是 _ 。 (2) 图中表示种群增长速率最快的一点是 _ _ 。 (3) 该种群的增长速率由缓慢到增大是在迁入第 _ 年后开始的。 (4) 此动物种群增长的曲线呈 _ _ 型。 (5) 种群数量达到环境 条件所允许的最大值的一点是 _ _ _ ， 既要获得最大的捕获量 ， 又要使动物资源的更新不受破坏 ， 应该使该动物 种群的数量保持在 _ _ 点上。 【解析】 种群增长在无限环境中呈指数增长 ， 曲线呈 “ J ” 型；而在有 限环境中的增长 ， 曲线呈 “ S ” 型 ， 环境中有一个最大种群容纳量。种群增长 速率取决于某点切线斜率的大小 ， 斜率大 ， 增长速度快。由于环境容纳量 是一定的 ， 达到最大容纳量后数量已不再增加 ， 所以在资源利用时既要获 得最大的捕获量 ， 又要使动物 资源的更新不受破坏 ，应使种群数量保持在 b 点最为合适。 【答案】 (1)d (2 )b (3)2 ( 4) S (5)d b 课堂小结： 网络构建 核心回扣 1.建立数学模型主要包括表达与验证两个过程，数学模型能更直观 地反映出种群数量的增长趋势。 2.在理想状态下，种群数量增长的数学模型为： Nt N0t，呈 J型曲 线。 3.正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量增长会呈 S 型曲线。 4.K值并不是固定不变的，当环境改变时， K值会发生变化。 5.影响种群数量的因素很多，因此，种群的数量常常出现波动，在 不利条件下，种群数量会急剧下降，甚至消亡。