1.2 种群的数量变化课件-高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第一章种群及其动态第2节

种群的数量变化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20min就通过分裂繁殖一代。讨论1.第n代细菌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？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？时间/min细菌数量/个细菌繁殖产生的后代数量不会，因培养瓶中营养物质和空间是有限的任务一、

了解构建种群增长模型的方法——建立数学模型细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？观察研究对象，提出问题在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响提出合理的假设Nt=2tN代表细菌数量，t表示第几代根据实验数据，用适当的形式对事物的性质进行表述，即建立数学模型观察、统计细菌数量，对自己年建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正时间/min细菌数量/个

②种群增长曲线可以直观地反映出种群的增长趋势，但不够精确。时间/min20406080100120140160180细菌数量/个248163264128256512数学模型是用来描述一个系统或其性质的数学形式数学公式和曲线图是比较常见的数学模型表现形式自然界中存在类似的种群数量增长吗？分析自然界种群增长的实例资料1：1859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃啮树皮，造成植被被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到短暂控制。资料220世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937～1942年，这个种群数量的增长如右图所示。1.这两个资料中的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?种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势自然界也有类似的理想条件下的种群增长形式任务二、

理解种群的“J”形增长1.条件：在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条件下，种群的数量每年以指数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。2.数学模型：时间（t）0种群数量

N0表示种群起始数量，Nt表示第t年种群数量，λ表示种群数量是前年种群数量的倍数。拓展：对Nt＝N0λt

表达式中“λ”的理解：λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数，不是增长率。项目种群数量变化年龄结构λ>1

λ＝1

λ<1

增加增长型相对稳定稳定型减少衰退型【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。增长率=λ—1任务三、

理解种群的“S”形增长1.探究种群数量的增长模式：生态学家高斯曾经做过单独培养大草履虫的实验：在0.5mL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，结果如图所示。2.种群“S”形增长的条件种群先经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。①资源和空间有限；②种内竞争加剧③存在天敌和其他竞争的物种种群数量“S”增长的原因分析：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。t0～t1：由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快。t1时：种群数量为K/2。出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。t1～t2：由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧（或天敌数量增加）种群增长速率下降。t2时：种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。K值是指种群的最大数量吗？拓展：对K值的理解：K值附近波动K值会不会变化，如何增大K值？大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值就会变小；而建立自然保护区，扩大生存空间，改善栖息环境，可提高环境容纳量。

K值会随着环境条件的改变而改变。不是请从环境容纳量的角度，对鼠、蚊、虫等有害动物的防控提出指导意见？若使池塘中的草鱼增产，又该如何做？（教材P10思考·讨论2问）控制家鼠的具体措施：如将食物储存在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取地面硬化，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。曲线名称J型曲线S型曲线形成条件数量变化环境容纳量模型无K值有K值在K值上下保持相对稳定理想：食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等；实际：资源和空间有限，种内斗争加大，天敌数量增加以一定的倍数λ增长Nt=N0λt小结：比较“J”和“S”形增长曲线食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候等两种增长曲线的对比“J”形“S”形环境阻力（生存斗争）淘汰的个体数任务四、

分析种群数量的变化(1)增长（“J”形、“S”形增长）(2)相对稳定：能够在一段时期内维持数量的相对稳定。(3)波动（规则或不规则波动）(4)下降：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。

对于多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。对某地东亚飞蝗种群数量变化情况所做的研究表明，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。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而衰退、消亡。1实验原理1.用液体培养基培养酵母菌，种群数量的增长受培养基的成分、培养的空间、温度pH等因素的影响；2.在恒定容积的培养液中，酵母菌的数量增长到K值后，会因为营养物质的消耗、代谢产物的积累、pH的改变而出现下降。3.采用抽样检测法，利用血细胞计数板可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化；2提出问题:培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？任务五、

探究培养液中酵母菌种群数量的变化①配制培养液将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中②接种将酵母菌接入试管中的培养液混合均匀③培养将试管在28℃条件下连续培养④取样、计数每天取样使用血细胞计数板统计酵母菌数量⑤分析结果，得出结论将所得数据用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律实验设计3拓展1.血细胞计数板是一种特制玻片。在它的四条凹槽之间有三个平台，中间的平台较宽，被中间的一个短横槽隔为两半，每个半边上刻有一个方格网，网中的一个大方格为计数室。计数室思考：计数板上数字的含义？计数室深度为0.1mm计数室边长为1mm1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1/400mm2②1/400mm2的含义①0.10mm的含义计数室的深度为0.1mm1个计数室的体积为0.1mm3计数室血细胞计数板上数字的含义拓展2.利用血细胞计数板对酵母菌计数

（1）.操作要求①先将盖玻片放在计数室上，再将吸取的培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。②稍待片刻，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，观察并统计。③计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。思考讨论：1.从试管中取样前，将试管轻轻振荡几次。这是为什么?保证各部位酵母菌的分布均匀，若没有摇匀，从上部吸取，计数结果会偏小。2.本实验需要另设对照实验吗?不需要，本实验有自身前后对照。3.如果小方格内酵母菌过多，怎么办？用无菌水稀释到每小格细胞数目为约5～10个稀释100倍4.统计方格中的酵母菌，压线的酵母菌如何计数，如何判断活菌、死菌？计上不计下，计左不计右（计相邻两边及其顶角）用台昐蓝（或亚甲基蓝）染色法（2）.统计和计算计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。1mL样品中酵母菌数（个/mL）=一个小方格内的酵母菌数量×400÷0.1mm3×稀释倍数=×400×104×稀释倍数一个小方格内的酵母菌数量血细胞计数板是微生物计数的常用工具，盖玻片下的培养液厚度为0.1mm。如图所示是培养液稀释100倍后的镜检结果，如果中方格内的大肠杆菌数刚好是五点取样平均数，则1mL该培养液中大肠杆菌的数量约为（）分析题图可知，图中一个样方中大肠杆菌数为16个，因此整个计数板中大肠杆菌数＝16×25＝400个，1mL该培养液中大肠杆菌的数量≈400÷（1×1×0.1×10－3）×100＝4×108个，故B项正确。解析：A.4×109

B.4×108

C.4×107

D.4×106B拓展3.尝试分析实验结果及结论：

估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量，在此之后连续观察7天，记录下这7天的数值。第1天第4天第6天第7天死亡总趋势：先增长，后下降。酵母菌在开始一段时间增长速度加快，但随着时间的推移，由于资源和空间有限，将呈“S”形增长，并最终会下降至消亡。

一、概念检测1．在自然界，种群数量的增长既是有规律的，种群及其动态又是复杂多样的。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，种群增长到一定数量就会保持稳定。

（

）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？

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(食物和空间资源有限)，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。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？请查阅有关的书籍或网站。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。例