【課件】1.2種群數量的變化(第二版) 課件高二上學期生物人教版(2019)選擇性必修二_第1頁
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文檔簡介

①產生條件:

理想狀態(無環境阻力)——食物充足,空間充裕,環境適宜,沒有敵害等;②增長特點:

a.種群數量每年以一定的倍數增長,第二年是第一年的λ倍.③量的計算:t年后種群的數量為Nt=N0

λt

課前讀b.增長率(增長后的值-增長前的值)/增長前的值---(λ-1)保持不變.時間增長率c.增長速率(增長后的值-增長前的值)/時間-----不斷增大.b.種群遷入一個新環境后(物種入侵),常常在一定時期內出現“J”型增長。a.實驗室中(人為控制)④現實中的存在的情況:A①產生原因:環境條件有限資源和空間有限→種內斗爭加劇捕食者數量增加→出生率↓死亡率↑②增長特點:

慢→快→慢→停在條件不受破壞的情況下,環境所能維持的種群最大數量稱為環境容納量,即K值.增長率在不斷減少種群數量達到環境所允許的最大值(K值)后,將停止增長,并在K值左右保持相對穩定。(出生率=死亡率)

三、種群增長的“S”型曲線④A點對應值有何特點?設立珍稀動物自然保護區,改良環境---增大K值③K值在野生動物的保護上應用?A點:1/2K值=增長速率最大時

為害蟲的預防提供科學依據,如生態滅鼠---減少K值同一種群的K值會受到環境的影響而產生變化K值增長速率先增后減為0K值是最大日捕撈量,A點之后最佳持續捕撈量,防治害蟲A點之前酵母細胞個數/mL=所數小方格中細胞總數x400x104x稀釋倍數所數的小方格數調查酵母菌種群密度的方法:抽樣檢測法(先將蓋玻片放在計數室上,用吸管吸取培養液,滴于蓋玻片邊緣,讓培養液自行滲入)計數酵母菌個數的方法:用血細胞計數板來計數注:①用顯微鏡計數時,記上不記下,記左不記右,相鄰兩邊及其頂點②從試管中吸出培養液之前要輕輕振蕩幾次,目的是使酵母菌均勻分布③每天計數酵母菌的時間要固定第二節種群數量的變化第二節種群數量的變化種群的研究核心就是種群的數量變化。增長,穩定,波動、下降等種群數量變化的類型:1、問題與案例即無環境阻力1、Nn=2nN代表細菌數量,n代表“代”2、N=2216營養、空間有限(有環境阻力)3、不會。實驗觀察計數。這里用了什么方法來研究種群細菌種群數量的變化規律?數學公式模型一、建構種群數量增長模型的方法建構模型研究生物的方法物理模型數學模型動態模型建立數學模型是研究種群數量變化規律的常用方法概念模型——以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。如:沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結構模型;動物細胞模式圖——將其本質凝結在概念中,把各類對象的關系用概念與概念之間的關系來表述,用文字和符號突出表達對象的主要特征和聯系。如光合作用圖解,甲狀腺激素的分級調節等。——對研究對象進行具體的分析、綜合,用適當的數學形式表達A、數學模型建構的一般過程提出問題作出假設建立模型模型的檢驗與評價數學模型動態模型建立數學模型是研究種群數量變化規律的常用方法——對研究對象進行具體的分析、綜合,用適當的數學形式表達細菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環境中,細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響列出表格,根據表格畫曲線,推導公式。Nn=2n,

N代表細菌數量,n表示第幾代觀察、統計細菌數量,對自己所建立的模型進行檢驗或修正研究實例研究方法觀察研究對象,提出問題提出合理的假設根據實驗數據,用適當的數學形式對事物的性質進行表達通過進一步實驗或觀察等,對模型進行檢驗或修正B、數學模型一般意義建立種群動態數學模型的目的是闡明自然種群動態的規律,有助于理解影響種群數目變化的各種因素數學形式

1、數學方程式法2、表格法3、坐標曲線法Nn=2n直觀科學、準確二、種群增長的“J”型曲線

在食物(養料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下,有一個綿羊種群,起始數量為N0,每年增長率都保持不變,第二年的種群數量是第一年的倍,綿羊種群的數量將會怎樣變化?動動手,嘗試構建一個數學模型。

一年后該種群的數量應為:N1=N0λ二年后該種群的數量應為:N2=N1λ

=N0λ2t年后:…………Nt=N0tλ表示種群數量是前一年種群數量的倍數,其生物學意義為:λ>1,種群數量

;λ=1,種群數量

;0<λ<1,種群數量

;λ=0,雌體沒有繁殖,種群在下一代中

。J型增長穩定下降無繁殖,下一代滅亡λ值的含義?它能代表增長率嗎?它和增長率的關系?增長速率呢?①產生條件:

理想狀態(無環境阻力)——食物充足,空間充裕,環境適宜,沒有敵害等;②增長特點:

a.種群數量每年以一定的倍數增長,第二年是第一年的λ倍.③量的計算:t年后種群的數量為Nt=N0

λt

b.增長率(增長后的值-增長前的值)/增長前的值---(λ-1)保持不變.時間增長率c.增長速率(增長后的值-增長前的值)/時間-----不斷增大.b.種群遷入一個新環境后(物種入侵),常常在一定時期內出現“J”型增長。a.實驗室中(人為控制)④現實中的存在的情況:二、種群增長的“J”型曲線20世紀30年代,人們將環頸雉引入美國華盛頓州的一個海島。1937—1942年間

數量增長:理想條件下的種群J型增長模型實例人口/億我國1000-1990年的人口數量變化比較接近“J”型增長曲線在一個培養基中,細菌的數量會一直按照“J”型公式增長嗎?為什么?不會.原因:自然界的資源和空間是有限的。高斯實驗:在0.5mL培養液中放入5個大草履蟲,然后每隔24h統計一次大草履蟲的數量。經過反復實驗,得出了如上圖所示的結果。從上圖可以看出,大草履蟲在這個實驗環境條件下的最大種群數量是375個。這就是該實驗種群的K值。K/2轉折期加速期潛伏期(開始期)減速期穩定期種群增長的“S”型曲線:①生物已適應了環境②并且此時資源和空間比較充足③種內競爭弱在K/2點,種群數量增長最快的原因是什么?A①產生原因:環境條件有限資源和空間有限→種內斗爭加劇捕食者數量增加→出生率↓死亡率↑②增長特點:

慢→快→慢→停在條件不受破壞的情況下,環境所能維持的種群最大數量稱為環境容納量,即K值.種群數量達到環境所允許的最大值(K值)后,將停止增長,并在K值左右保持相對穩定。(出生率=死亡率)

三、種群增長的“S”型曲線④A點對應值有何特點?設立珍稀動物自然保護區,改良環境---增大K值③K值在野生動物的保護上應用?A點:1/2K值=增長速率最大時

為害蟲的預防提供科學依據,如生態滅鼠---減少K值同一種群的K值會受到環境的影響而產生變化K值增長(速)率先增后減為0K值是最大日捕撈量,A點之后最佳持續捕撈量,防治害蟲A點之前種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線λ-1例1.在一個玻璃容器內,裝入一定量的符合小球藻生活的管養液,接種少量的小球藻,每隔一段時間測定小球藻的個體數量,繪制成曲線,如右圖所示。下列四圖中能正確表示小球藻種群增長速率隨時間變化趨勢的曲線是()D例題2.右圖所示為在理想狀態下和自然環境中某生物的種群數量變化曲線。下列對陰影部分的解釋正確的是()①環境中影響種群增長的阻力②環境中允許種群增長的最大值③其數量表示種群內遷出的個體數④其數量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數

A.①③B.②③C.①④D.②④C總結:K值是環境最大容納量。環境阻力代表自然選擇的作用。農、林、牧業生產就是在這個范圍內謀求產量的提高,其潛力有一定限制。

大多數種群的數量總是在波動之中的,在不利條件之下,還會急劇下降,甚至滅亡。四、種群數量的波動和下降東亞飛蝗種群數量的波動(圍繞K值)影響種群數量變化的因素直接因素:出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素:食物、氣候、傳染病、天敵重要因素:人類的活動計算:某一地區2001年人口普查時有10萬人,2002年比2001年增長1%。請預測,按照此生長速度,2006年該地區的人口將有多少?Nt=10×(1+1%)2006-2001練習:當種群數量達到K值是,下列說法正確的是:

A、此時個體數目最多,種內斗爭最劇烈

B、種群增長速率最快C、出生率等于死亡率

D、種群增長速率為0

A

CD例、(2017全國理綜1)假設某草原上散養的某種家畜種群呈S型增長,該種群的增長率隨種群數量的變化趨勢如圖所示。若要持續盡可能多地收獲該種家禽,則應在種群數量合適時開始捕獲,下列四個種群數量中合適的是()A、甲點對應的種群數量B、乙點對應的種群數量C、丙點對應的種群數量D、丁點對應的種群數量D例1、自然界中生物種群增長常表現為“S”型增長曲線。下列有關種群“S”型增長的正確說法是()

A.“S”型增長曲線表示了種群數量和食物的關系

B.種群增長率在各階段是不相同的

C.“S”型增長曲線表示了種群數量與時間無關

D.種群增長不受種群密度制約B27例2、種群數量變化曲線與增長(速)率曲線的關系⑴圖乙的fg段相當于圖甲的

段。⑵圖乙的g點相當于圖甲的

點。種群數量為

。⑶圖乙的gh段相當于圖甲的

段。⑷圖乙的h點相當于圖甲的de段。種群數量為

。K/2abcdghfe甲乙acccdK/2K(14浙江卷)4.下列關于環境容納量的敘述,正確的是()A.環境容納量是指種群的最大數量B.種群的內源性調節因素不會改變環境容納量的大小C.在理想條件下,影響種群數量增長的因素主要是環境容納量D.植食動物在自然環境條件下,一年四季的環境容納量以冬季最大B--------------------------------------------

無K值-------------在上述曲線中,A、B、C三點對應的種群數量分別為?都表示K值。K值與出生率、死亡率的關系(53P101-1)右圖表示出生率、死亡率和種群密度的關系,據此分析得出的正確表述是(

)A.在K/2時控制有害動物最有效B.圖示規律可作為控制人口增長的依據

C.該圖可用于實踐中估算種群最大凈補充量

D.在K/2時捕撈魚類最易得到最大日捕獲量C不能靠增加死亡率來減少凈補充量最大捕撈量≠最大日捕獲量----------K/2之前-------------------------------------

⑴如果種群處在一個理想的環境中,沒有自然和空間的限制,種群內個體數量的增長曲線是____,用達爾文的進化理論解釋,這是由于生物具有__________特性。⑵如果將該種群置入有限制的自然環境中,種群內個體數量的增長曲線是_____,用達爾文進化理論分析圖中的陰影部分表___________________________。⑶影響種群密度的主要因素是種群的______、_______、________和_____

例1:下圖為某種群在不同生態環境中的增長曲線,仔細分析圖中去先后回答下列問題:ab種群數量時間ab在生存斗爭過程中淘汰的個體過度繁殖死亡率出生率遷出率遷入率2.池塘養魚時,為保護池塘生態系統和長期保持較高的產魚量,應采取的最佳方案是()

A.大量增加餌料的投入量

B.大量增加魚苗的投入量

C.及時、適量的捕撈成魚

D.限制捕魚C

項目曲線特點有無最大值培養液自然條件理想條件條件“J”型曲線“S”型曲線持續增長,增長率不變增長到一定

數量保持相

對穩定無有????探究“培養液中酵母菌種群數量的變化”一.實驗原理:1.酵母菌在含糖的液體培養基(培養液)中繁殖很快,迅速形成一個封閉容器內的酵母菌種群,通過細胞計數可以測定封閉容器內的酵母菌種群隨時間而發生的數量變化。2.養分、空間、溫度和有毒排泄物等是影響種群數量持續增長的限制因素。實驗方法:抽樣檢測法計數方法:血細胞計數板計數法用

計數

,做好記錄。將各試管送進恒溫箱,28℃下培養7天。每天需取樣計數酵母菌數量,且時間要

。1、分裝——2、滅菌——3、接種——4、培養與取樣計數——血細胞計數板

接種、取樣要求無菌操作取相同試管3支,分別加入10ml培養液,塞上棉塞。標記為甲、乙、丙。進行

滅菌后

。將酵母菌母液分別加入試管各5ml,搖勻。起始酵母菌個數固定高壓蒸汽冷卻至室溫2、方法步驟和記錄實驗步驟(1)將10ml的無菌馬鈴薯培養液加入試管中(2)將酵母菌接種放入試管中培養,恒溫25℃(3)每天在相同的時間抽樣檢測酵母菌的數量,計算種群數量。(4)繪制曲線,分析數據活菌數觀察時如何區分活菌和死菌?種群數量的增長也受到許多環境因素(如溫度、培養液的pH、培養液的氧含量、培養液的養分種類和濃度、代謝產物等)的影響。“幾”字形3.實驗結果第7

天死亡例.將少量細菌接種到適宜的培養基中,在適宜的條件下進行培養(不做其他處理)。以下哪個曲線圖最有可能是該細菌種群數量從最初到最終的變化?D原因:養分耗盡,有害物質積累,環境變的惡劣有環境阻力,且環境變得惡劣時數量的變化調整期對數期穩定期衰退期時間/d01234567酵母菌數量(106個/ml)0.85.25.64.82.00.80.40.08※以下某興趣小組7天的觀察數據,請根據圖表數據畫出描述酵母菌種群數量的曲線圖影響的酵母菌數量增長的因素:營養物質、空間、氧含量、代謝廢物積累溫度、PH等判斷1、用樣方法調查玻璃容器中酵母菌數量的變化2、取適量培養液滴于普通載玻片后對酵母菌準確計數血球計數板是由一塊比普通載玻片厚的特制玻片制成的。玻片中有四條下凹的槽,構成三個平臺。中間的平臺較寬,其中間又被一短橫槽隔為兩半,每半邊上面個刻有一個方格網。關于血球計數板的構造計數室計數室每個方格網上刻有9個大方格,其中只有中間的一個大方格為計數室,供微生物計數用。這一大方格的長和寬各為1mm,深度為0.1mm,其體積為0.1mm3。

關于血球計數板的構造ABCDEFGHI11612512345678910111213141516123456789101112131415161718192021222324259個大方格規格一:16X25---數100個小格規格二:25X16---數80個小格計數室計數室細胞數/ml=每個小格中的酵母菌數量的平均值×4×106×稀釋倍數抽樣檢測法---血球計數板的3①該實驗不需對照——自身前后已形成;②濃度過大(小方格酵母菌過多)需做稀釋處理,但最后計算時需考慮稀釋倍數;2③吸取前需振蕩搖勻,使培養液中的酵母菌分布均勻。④血球計數板計數的是總菌數(包括活菌和已死亡的菌)----用染色法區分死活1⑤計數板使用:先蓋蓋玻片→吸培養液→滴蓋玻片邊緣→自行滲入→吸去多余培養液→片刻后待沉降到室的底部→觀察計數;

每天計數酵母菌量的時間要固定,計數間隔要固定6⑥小方格的壓線計數規則:計數左、上兩線及夾角處,同--樣方法4⑦實驗要重復(多次取樣、分組實驗取平均值)

⑧將血球計數板擦鏡紙擦凈,在中央的計數室上加蓋專用的蓋玻片。

⑨沖洗血球計數板時不能用試管刷。⑩細胞數/ml=浸泡、沖洗每個小格中的酵母菌數量的平均值每個小格體積(ml)×稀釋倍數探究“培養液中酵母菌種群數量的變化”—注意事項實驗方法:抽樣檢測法計數方法:血細胞計數板計數法例、通常用血球計數板對培養液中酵母菌進行計數,若計數室為1mm×1mm×0.1mm方格,由400個小方格組成,如果一個小方格內酵母菌過多,難以計數,應先

后再計數。若多次重復計數后,算得每個小方格中平均有5個酵母菌,則10mL該培養液中酵母菌總數有

個。

(參考答案:稀釋;2×108)細胞數/ml=每個小格中的酵母菌數量的平均值×4×106×稀釋倍數=5×4×106×10

=2×108

0.1mm=10-4ml

11.如何記錄結果?表格怎樣設計

時間酵母菌數/個?mL-1第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天

時間酵母菌數/個?mL-1取樣次數第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天123平均值忽略了每天固定時間多次取樣,求平均值細胞數/ml==(80小格內的細胞總數/80)=(80小格內的細胞總數/80)×4×106×稀釋倍數12525X16每個小格中的酵母菌數量的平均值每個小格體積(ml)×稀釋倍數計數板中細胞數/ml的計算公式0.1mm=10-4ml

10-4ml/400×稀釋倍數稀釋10倍(15江蘇)13.血細胞計數板是對細胞進行計數的重要工具,下列敘述正確的是()A.每塊血細胞計數板的正中央有1個計數室B.計數室的容積為1mm×1mm×0.1mmC.蓋蓋玻片之前,應用吸管直接向計數室滴加樣液D.計數時,不應統計壓在小方格角上的細胞B-------2個-------------------------------------小方格的邊緣計算法:計上不計下,計左不計右,相鄰兩邊計一夾角例2.(09肇慶二模)(9分)在“探究培養液中酵母菌種群數量變化”的實驗中:(1)對酵母菌進行計數可以采用

的方法,從試管中吸出培養液進行計數之前,要

,目的是使培養液中的酵母菌

,減小

。如果實驗時發現血球計數板的一個小方格內酵母菌過多,難以數清,應當采取的措施是

。(2)如果提出的問題是“培養液中酵母菌種群的數量是怎樣隨時間變化的?”,試針對這一問題作出假設:

。抽樣檢測將培養液稀釋將試管輕輕震蕩幾次酵母菌種群的數量隨時間呈“S”型增長變化均勻分布誤差

時間酵母菌數/個?mL-1溫度/℃第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天528根據上述表格,有人認為該同學設計的實驗方案不能夠準確反映酵母菌種群數量的變化,請指出該方案不足之處:

。(2分)(3)某一組同學為了探究“溫度(5℃、28℃)對酵母菌種群數量變化是如何影響的?”設計了實驗方案,進行了為期7天的實驗,每天定時取樣一次,并在實驗前設計了記錄實驗數據的表格,如下:每天檢測時應多次取樣,求平均值上述實驗目的是:探究

對酵母菌種群動態變化的影響。(2分)(4)另一組同學為探究培養液中酵母菌種群數量的變化,設計了3組實驗(見下表)。每隔24小時取樣并計數,實驗結果略。試管編號培養液(mL)無菌水(mL)酵母菌母液(mL)溫度(℃)A10——0.128B10——0.15C——100.128溫度和營養成分2.(08江蘇)為研究酵母菌種群密度的動態變化,某同學按下表所列條件進行了A、B、C和D共4組實驗,用1000mL錐形瓶作為培養器皿,棉塞封口,在25℃下靜置培養,其他實驗條件均相同,定時用血球計數板計數。根據實驗結果繪出的酵母菌種群密度變化曲線圖如下,請分析回答以下問題。(2)B組和A組實驗結果不同的原因是B組_________________________________。(3)D組和B組實驗結果不同的原因是D組_________________________________。培養液較多,與空氣接觸面積較小,故供氧較少葡萄糖濃度較低,故營養物質供應較少(1)圖中曲線①、②和③分別是___組、___組和___組的結果。BAD(4)在整個實驗過程中,直接從靜置的培養瓶中取培養原液計數的做法是錯誤的,正確的方法是_________和_______________。(5)實驗結束后,用試管刷蘸洗滌劑擦洗血球計數板的做法是錯誤的,正確的方法是______________。搖勻培養液后再取樣稀釋后再計數浸泡和沖洗(15廣東)4.圖1表示在一個10ml的密閉培養體系中酵母菌細胞數量的動態變化,關于酵母菌數量的敘述,正確的是()A種內斗爭導致初始階段增長緩慢B可用數學模型Nt=N0λt表示C可用取樣器取樣法計數DK值約為120000個D-------------適應新環境------------------------------------------------血球計數板法抽樣檢測法的注意事項:①該實驗不需對照——自身前后已形成;②濃度過大需做稀釋處理,但最后計算時需考慮稀釋倍數;③吸取前需振蕩搖勻;④計數板使用:先蓋蓋玻片→吸培養液→滴蓋玻片邊緣→自行滲入→吸去多余培養液→片刻后待沉降到室的底部→觀察計數;⑤壓線計數規則:計數左、上兩線及夾角處,同樣方法曲線

項目?曲線?影響因素“幾”字形三種數量增長模型影響因素的比較理想條件自然條件培養液1.食物和空間條件充裕,2.氣候適宜3.沒有天敵等1.食物和空間有限2.種群密度增加4.天敵增多1.食物、空間有限,并且得不到補充;2.代謝廢物積累,生存環境惡化等個體數量t有關“探究培養液中酵母菌數量動態變化”的實驗,錯誤的敘述是()A、營養條件并非影響酵母菌種群數量變化的唯一因素B、取樣計數前要振蕩幾次后再取樣C、改變培養液濃度會影響K值大小D、實驗中每隔24小時從同一培養瓶中吸取等量培養液進行計數D練一練:下列調查活動或實驗中,估算值與實際數值相比,偏大還是偏小呢?

A.樣方法調查草地中的蒲公英時,不統計正好在樣方線上的個體

B.樣方法調查蒲公英種群密度時在分布較稀疏的地區取樣

C.標志重捕法調查池塘中鯉魚的種群密度時,部分鯉魚身上的標志物脫落

D.田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉,統計的種群密度比實際低

E、探究培養液中酵母菌種群數量時,從試管中吸出培養液計數前沒有震蕩試管

F、用血球計數板計數酵母菌數量時滴完培養液立即統計酵母菌偏小偏小偏小偏大偏大或者偏小偏大1、(2011廣東卷)有關“探究培養液中酵母菌數量動態變化”的實驗,正確的敘述是

A.改變培養液的pH值不影響K值(環境容納量)大小

B.用樣方法調查玻璃容器中酵母菌數量的變化

C.取適量培養液滴于普通載玻片后對酵母菌準確計數

D.營養條件并非影響酵母菌種群數量變化的唯一因素D2、下圖為不同培養階段酵母菌種群數量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線,請回答下列問題:(1)曲線AB段酵母菌的呼吸方式是▲(2)酵母菌種群數量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外,還有▲、▲。有氧呼吸乙醇含量過高培養液的p

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