2018-2019學(xué)年高中生物 第4章 種群和群落 4.2 種群數(shù)量的變化課件 新人教版必修3.ppt

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1、第2節(jié)種群數(shù)量的變化,第4章種群和群落,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。 2.理解種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型。 3.理解種群“S”型增長的數(shù)學(xué)模型。,方式一2015年內(nèi)蒙古3 000萬畝草原遭遇蝗災(zāi)，部分街道蝗蟲成群。滅蝗70%以上采用生物措施。截至7月15日，全區(qū)采用綠僵菌、苦參堿、煙堿苦參堿、牧雞、牧鴨等方法完成防治面積507.5萬畝。有效遏制蝗蟲災(zāi)害需要研究蝗蟲種群數(shù)量的變化規(guī)律，這節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)種群數(shù)量的變化。,方式二地球上的每種生物都具有很大的生殖潛力，如果這種生殖潛力不受食物、空間、天敵和氣候條件等的限制而任其發(fā)展的話，生物種群會(huì)在短期內(nèi)達(dá)到驚人的數(shù)量。但是大多數(shù)情況下

2、，種群的生存和發(fā)展受到資源、空間、天敵等因素的限制，所以其種群的數(shù)量增長不可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象。那么，種群的數(shù)量變化有什么規(guī)律呢？,,新知導(dǎo)學(xué),,達(dá)標(biāo)檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.建構(gòu)種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型的方法 (1)數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的 形式。 (2)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方法步驟：觀察研究對象，提出問題提出合理的 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)? 對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。 (3)數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式及優(yōu)點(diǎn) 數(shù)學(xué)方程式：優(yōu)點(diǎn)是科學(xué)、 。 曲線圖：優(yōu)點(diǎn)是 。,一、種群數(shù)量的增長、變化曲線及應(yīng)用,數(shù)學(xué)形式,直觀,數(shù)學(xué),假設(shè),精確,2.

3、種群增長的“J”型曲線 (1)含義：在理想條件下的種群，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以 為縱坐標(biāo)畫出的曲線圖，曲線大致呈“J”型。 (2)“J”型增長的條件： 條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。 (3)模型假設(shè)：種群的數(shù)量每年以 增長，第二年的數(shù)量是第一年的倍。 (4)建立模型：t年后種群數(shù)量為： 。,種群數(shù)量,NtN0t,一定的倍數(shù),食物和空間,3.種群增長的“S”型曲線 (1)含義：種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量 的增長曲線。,趨于穩(wěn)定,(2)成因,增加,種內(nèi)斗爭,出生率,死亡率,(3)K值：又稱 ，在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的

4、 。 (4)應(yīng)用：通過建立自然保護(hù)區(qū)等措施提高 是保護(hù)瀕危動(dòng)植物的根本措施。,環(huán)境容納量,種群最大數(shù)量,環(huán)境容納量,波動(dòng),4.種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 (2)數(shù)量變化：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在 中；在不利的條件下，種群數(shù)量還會(huì)急劇 甚至消亡。,下降,種群增長的“J”型曲線和“S”型曲線比較,例1資源的合理使用是使產(chǎn)量最大化，又不影響資源的持久利用。自然種群增長呈“S”型曲線。假設(shè)種群的K值為200，N表示種群數(shù)量，據(jù)表分析正確的是 A.環(huán)境阻力對種群增長的影響出現(xiàn)在S4點(diǎn)之后 B.防治蝗蟲應(yīng)在蝗蟲數(shù)量達(dá)到S3點(diǎn)時(shí)進(jìn)行 C.漁業(yè)捕撈后需控制剩余量在S3點(diǎn) D.(KN)/

5、K值為0.25時(shí)，種群增長速率最大,,答案,解析,解析環(huán)境阻力對種群增長的影響早在S4之前就已經(jīng)出現(xiàn)，A錯(cuò)誤； 防治蝗蟲應(yīng)在蝗蟲數(shù)量達(dá)到S3點(diǎn)之前進(jìn)行，B錯(cuò)誤； S3點(diǎn)種群增長速率較快，既能使產(chǎn)量最大化，又不影響資源的持續(xù)利用，漁業(yè)捕撈后需控制剩余量在S3點(diǎn)，C正確； 種群增長速率最大的點(diǎn)是S3點(diǎn)即(KN)/K0.5時(shí)所對應(yīng)的點(diǎn)，D錯(cuò)誤。,例2如圖為某地東亞飛蝗種群數(shù)量變化的示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是 A.為有效防治蝗災(zāi)，應(yīng)在a點(diǎn)之前及時(shí)控制種群密度 B.ab段，該種群的增長率與種群密度之間成正相關(guān) C.利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止c點(diǎn)出現(xiàn) D.在de段，該種群的增長率不變,,答案,

6、解析,解析圖示a點(diǎn)東亞飛蝗數(shù)量急劇上升，此時(shí)種群增長速率達(dá)到最大，病蟲防治工作應(yīng)在a點(diǎn)所示時(shí)間之前進(jìn)行，A項(xiàng)正確； 圖示ab段種群數(shù)量仍然在上升，但種群增長率呈下降趨勢，B項(xiàng)錯(cuò)誤； 利用性引誘劑誘殺雄蟲，使種群性別比例失調(diào)，從而出生率降低，種群密度降低，C項(xiàng)正確； 在de段，種群數(shù)量相對穩(wěn)定，增長率為0，D項(xiàng)正確。,種群數(shù)量變化曲線的應(yīng)用,二、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,1.提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？ 2.作出假設(shè)：培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量開始一段時(shí)間呈 型增長，隨著時(shí)間推移，由于營養(yǎng)物質(zhì)的 、有害代謝產(chǎn)物的 、pH的 ，酵母菌數(shù)量呈 型增長。 3

7、.探究步驟 (1)將10 mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。 (2)將酵母菌 到試管中的培養(yǎng)液。,“S”,“J”,積累,改變,接種,消耗,(3)將試管放在 條件下培養(yǎng)。 (4)每天取樣計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量。用 在顯微鏡下計(jì)數(shù)，估算10 mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始種群數(shù)N0，然后連續(xù)觀察七天，記錄每天的數(shù)值。 (5)分析數(shù)據(jù)，以 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，畫出坐標(biāo)曲線圖，分析曲線走向，揭示酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律。 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在有限的環(huán)境條件下酵母菌種群數(shù)量呈 增長。,酵母菌數(shù)量,25,血細(xì)胞計(jì)數(shù)板,時(shí)間,“S”型,5.注意事項(xiàng) (1)從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)

8、前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是 。 (2)若一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，可以 ，然后再計(jì)數(shù)。 (3)對于壓在小方格界線上的酵母菌，只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其夾角的酵母菌。,使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差,增大稀釋倍數(shù),例3某小組進(jìn)行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣實(shí)驗(yàn)條件下分別在4個(gè)試管中進(jìn)行培養(yǎng)(見表)，均獲得了“S”型增長曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，下列說法錯(cuò)誤的是 A.4個(gè)試管內(nèi)的種群初始階段都經(jīng)歷了“J”型增長 B.4個(gè)試管內(nèi)的種群同時(shí)達(dá)到K值 C.試管內(nèi)種群的K值與試管不同 D.試管內(nèi)的種群數(shù)量先于試管開始下降,,答案,

9、解析,解析培養(yǎng)液的體積是有限的，則整個(gè)培養(yǎng)過程中酵母菌呈“S”型增長。在培養(yǎng)初期，酵母菌之間不因數(shù)量較多而存在生存斗爭，酵母菌呈“J”型增長。培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量達(dá)到K值的時(shí)間取決于培養(yǎng)液的體積和酵母菌的起始數(shù)量：酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如和、和)，培養(yǎng)液體積越小的試管越先達(dá)到K值；而培養(yǎng)液體積相同的試管(如和、和)，酵母菌起始數(shù)量越大的試管越先達(dá)到K值。酵母菌種群數(shù)量開始下降的時(shí)間取決于酵母菌的起始數(shù)量和培養(yǎng)液的體積：培養(yǎng)液體積相同的試管(如和、和)，酵母菌起始數(shù)量越大的試管內(nèi)種群數(shù)量越先下降；而酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如和、和)，培養(yǎng)液體積越小的試管內(nèi)種群數(shù)量越先下降。,例4某研究小組探

10、究10 mL培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為0.1 mm,1/400 mm2)進(jìn)行計(jì)數(shù)。圖甲是某天顯微鏡鏡檢結(jié)果(視野中每個(gè)黑點(diǎn)含2個(gè)酵母菌)，圖乙是7天內(nèi)酵母菌種群數(shù)量的變化曲線。下列敘述不正確的是 A.圖甲中酵母菌數(shù)量過多，需加水稀釋后再統(tǒng)計(jì) B.圖甲中的酵母菌數(shù)量對應(yīng)于圖乙中的第3天 C.相同條件下再次實(shí)驗(yàn)，酵母菌種群數(shù)量的K值基本不變 D.酵母菌自身代謝狀況也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),,答案,解析,解析圖甲中酵母菌數(shù)量可分辨清楚，不用加水稀釋，A項(xiàng)錯(cuò)誤； 每小格平均有2個(gè)酵母菌，每小格體積為：0.1 mm1/400 mm21/4 000 mm3，所以1 mm3中有8

11、000個(gè)酵母菌，則10 mL中酵母菌總數(shù)為： 8 000101038107800105，B項(xiàng)正確； 環(huán)境條件不變，則環(huán)境的最大容納量不變，C項(xiàng)正確； 酵母菌自身的代謝產(chǎn)物會(huì)改變培養(yǎng)液的理化性質(zhì)，影響酵母菌的生命活動(dòng)，D項(xiàng)正確。,學(xué)習(xí)小結(jié),J,S,達(dá)標(biāo)檢測,1.數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)；觀察研究對象，提出問題；通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正；提出合理的假設(shè)。下列排列順序正確的是 A. B. C. D.,答案,,1,2,3,4,5,2.種群的“J”型增長是有條件的，條件之一是 A.

12、在該環(huán)境中只有一個(gè)種群 B.該種群對環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多 C.環(huán)境資源是無限的 D.環(huán)境資源是有限的,答案,,1,2,3,4,5,3.自然界中生物種群增長常表現(xiàn)為“S”型增長。下列有關(guān)種群“S”型增長的說法正確的是 A.“S”型增長僅表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系 B.種群增長率在各階段是不同的 C.“S”型增長只表示了種群數(shù)量，與時(shí)間無關(guān) D.種群增長不受種群密度制約,,答案,1,2,3,4,5,4.下圖中表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是,1,2,3,4,5,,答案,5.某研究所調(diào)查發(fā)現(xiàn)：某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，其種群數(shù)量增長速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，請分析回答下列問題： (1)

13、在t0t3時(shí)間內(nèi)，種群數(shù)量增長曲線呈____型；若在t3時(shí)種群數(shù)量為N，則在t1時(shí)種群數(shù)量為____。t1時(shí)該種群的年齡組成可能為________。,1,2,3,4,5,答案,“S”,增長型,解析t0t3時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增長應(yīng)呈現(xiàn)“S”型曲線，若在t3時(shí)種群數(shù)量為N，則t1時(shí)對應(yīng) 。t1時(shí)種群的年齡組成為增長型。,解析,(2)捕獲該魚的最佳時(shí)期為___時(shí)，原因是_____________________________ __________________________________________________________________________。,1,2,3,4,5,答案,解析由于t1時(shí)種群增長速率最大，資源更新能力最強(qiáng)，故t2時(shí)捕撈有利于獲得較大捕獲量且不影響資源更新。,在t1時(shí)種群增長速率最大，t2時(shí)捕獲該魚并使捕撈后維持在t1時(shí)的數(shù)量，獲得的量較大且不影響該魚類資源的再生,t2,解析,(3)在t3時(shí)期后，該魚種群數(shù)量變化將呈現(xiàn)______狀態(tài)，主要原因是_______ _______、_______________。,1,2,3,4,5,答案,解析在t3時(shí)期后種群數(shù)量變化將呈波動(dòng)狀態(tài)，原因是種內(nèi)斗爭加劇、天敵增加等。,爭加劇 捕食者數(shù)量增加,波動(dòng),種內(nèi)斗,解析,