1.2 种群数量的变化课件高二上学期生物人教版选择性必修2

第1章种群及其动态第2节种群数量的变化选择性必修2教学目标通过分析影响种群数量变化的因素，形成稳态与平衡观。(生命观念)通过分析与比较，明确种群的“J”形增长和“S”形增长的条件和特点，尝试建构种群数量增长的数学模型。(科学思维、科学探究)运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。(社会责任)情景1：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。大肠杆菌以二分裂的方式每20min就通过分裂繁殖一代。思考：问题1.可用什么方式表示描述大肠杆菌数量随时间的变化呢？数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式曲线图、数学方程式、柱形图等一、构建种群增长模型的方法①观察研究对象，提出

。②提出合理的

。③根据实验数据，第n代大肠杆菌数量（N）的计算公式是什么？N0代表起始数量。④通过进一步实验或观察，对模型进行检验或修正。问题假设细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？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研究方法数学模型

数学模型N=N0×2t研究实例已知：资源和生存空间没有限制的条件下（理想条件）第n代细菌数量的计算公式是：5问题2.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。问题3.曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图:直观，但不够精确。数学方程式:精确，但不够直观。N=N0×2n一、构建种群增长模型的方法数学模型自主学习阅读课本P8-P10，思考以下问题：1.将某一动物引入一个资源丰富的岛屿，最初的一段时间种群数量该如何变化，原因是？2.请你建立以上种群增长的数学模型。3.自然状态下动物迁入适宜其生活的新环境后或者外来入侵物种，的种群数量是否会一直增长，如何变化？4.在自然界中种群数量是否会一直维持相对稳定？请分情况说明。1.这两个资料中种群增长和理想条件下细菌种群增长有什么共同点?P82.种群出现这种增长的原因是什么？P8思考▪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。种群数量增长迅速,且呈无限增长趋势。食物、空间等资源充足，缺少天敌等

自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，曲线则大致呈“J”形，这种类型称为“J”形增长。二、种群的“J”形增长1.产生条件（P8):理想条件①食物和空间条件充裕、②气候适宜、③没有天敌和其他竞争物种等2.增长特点:种群数量每年以一定的倍数增长（λ倍）。t年后种群的数量为:Nt=N0λt

【思考】①当λ=1时，种群数量

。②当λ＞1时，种群数量

。③当λ＜1时，种群数量

。相对稳定增长下降N=N0×2t

年，种群数量呈“J”形增长；4-5年，种群数量_____（下降或增长）5-9年，种群数量__________；9-10年，种群数量_______10-11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1-4增长相对稳定下降下降512【现学现用】据图说出种群数量如何变化二、种群的“J”形增长动物迁入适宜其生活的新环境后、外来入侵物种，的种群数量如何变化？思考：细菌，澳大利亚对的野兔，岛屿的环颈雉，这些种群呈“J”形增长的趋势能不能一直维持下去？

P8三.种群增长的“S”形曲线福寿螺(原产中美洲的热带和亚热带地区)紫茎泽兰(原产于墨西哥)不会。因为自然状态下空间、营养物质等资源是有限的。资料1：生态学家高斯在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。2-3天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右。种群经过一定时间的增长后，数量________，增长曲线呈_____形，称为“S”形增长趋于稳定“S”一定环境条件所能维持的种群最大数量环境容纳量（K值)：KK/2“S”形产生条件:资源和空间有限、天敌的制约等（即存在环境阻力）三.种群增长的“S”形曲线ABC0K/2（1）判断一下“S”形各点出生率和死亡率的关系①0-C段(不包括C):出生率

死亡率②C点之后:出生率

死亡率（2）种群增长速率最快的点：

B点（K/2斜率最大）曲线图分析:=>JS种群的增长速率(斜率)：种群在单位时间内增加的个体数量。“S”形曲线“J”形曲线三.种群增长的“S”形曲线②大多数种群来数量总是在波动中。在特定条件下可能出现种群爆发。

如蝗灾、赤潮等。

③当种群长久处于不利条件下，种群数量会持续性的或急剧的下降。①在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。野牛、狮子④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。四.种群数量的波动

思考：同一种群的K值是不是固定不变的呢？在自然界中种群数量是否会一直维持相对稳定？环境容纳量是？东亚飞蝗种群数量的波动2.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。1.同一种生物的K值不是固定不变的:①K值会随着

的改变而发生变化,②当环境遭受破坏时，K值变化是_______；③当环境条件状况改善时,K值会_______。负反馈下降上升K值附近K值并是不是种群数量的最大值？环境种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。四.种群数量的波动五.数学模型的应用问题情境3：（1）资源合理利用：捕鱼时，为了保护鱼类资源不受破坏，若要持续获得最大的捕捞量，应该怎么捕捞？AB使捕获后种群剩余在K/2左右（3）濒危动物保护：东北豹濒临灭绝的关键原因是什么？栖息地遭到破坏，食物和活动范围减小、K值减低应对措施？提高环境容纳量建立自然保护区五.数学模型的应用AB（3）有害生物的防治：鼠爱打洞，偷吃粮食导致作物减产，蚊蝇会传播疾病，对家鼠等有害动物控制应当采取什么样的措施？a.从环境容纳量考虑：b.从K/2值考虑：降低环境容纳量。如养殖家猫捕食家鼠、硬化路面，搞好环境卫生等。在种群增长刚开始（达到K/2之前）进行防治；任务探究三：自然种群的增长达到K值后数量保持不变吗？1.大肠杆菌实验：

若不改变条件大肠杆菌的数量变化？若更换容器、增加培养液，大肠杆菌的数量变化？2.水库中投放罗非鱼达到K值后：若不改变条件罗非鱼的数量变化？若在该水库中放生大型肉食性鱼，罗非鱼的数量变化？（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？环境阻力。生存斗争中被淘汰的个体数。种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线(1)增长率:(2)增长速率:举例:“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:举例:“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:[(1100-1000)/1000]×100%=10%(1100-1000)/1年=100个/年==出生率-死亡率现有个体数-原有个体数原有个体数=现有个体数-原有个体数增长时间

种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线(即斜率)

拓展种群不同增长类型增长率与增长速率①“J”形曲线与其增长速率、增长率的关系在“J”形曲线中，种群增长速率逐渐增大，增长率基本不变。时间/t增长速率时间/t增长率时间/t种群数量t年后种群的数量为:Nt=N0λt

②“S”形曲线与其增长速率、增长率的关系在“S”形曲线中，种群增长速率先增大后减小，增长率逐渐减小。时间/t增长率t0t1t2

时间增长速率K/2值K值第2节种群数量的变化（第二课时）第1章种群及其动态学习目标：1.探究培养液中酵母菌种群数量变化。2.运用“S”形增长模型中K值和K/2值解决生产生活中的实际问题“J”形增长“S”形增长产生条件增长特点存在

。曲线种群的“J”形和“S”形增长比较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理想条件。资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。每种群数量以

增长K值每课一测一定倍数λK值：一定的环境条件所能维持的种群最大数量【检测】科研小组对某地甲、乙两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt,随时间的变化趋势，结果如图所示(图中Nt,表示第

t

年的种群数量，Nt＋1表示第t＋1年的种群数量)。下列分析正确的是(

)A.甲种群在0~t3段的年龄结构为增长型B.乙种群在0～t1段的种群数量呈“J”形增长C.

乙种群在t2时数量最少D.

甲种群在t3

后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善B

【检测】如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长。下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是()A.当种群数量达到e点后，种群数量增长速率为0B.种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后D.若该图表示海洋中某种鱼的增长曲线，则最佳捕捞时间在e点AC.若该图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害防治必须在C点培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践1.实验材料:酵母菌①兼性厌氧型生物（单细胞真核生物）；②酵母菌生长周期短，增殖速度快，在实验室条件下，用液体培养基培养酵母菌提出问题：酵母菌种群数量是怎样随时间变化的？做出假设：在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈____增长；

在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈_____增长。J形S形阅读课本P11,思考以下问题：1、采用什么方法对酵母菌进行计数？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？3.从试管中吸出培养液进行计数，发现计数室中酵母菌重叠影响计数怎么处理？4.对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数?5.本实验需要设置对照吗?6.需要做重复实验吗?2.探究思路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如何计数？如何统计？时间酵母菌数量培养液体积②因变量：__________

①自变量：________

③无关变量：_____________

变量设置抽样检测法血细胞计数板计数方法：计数用具：材料用具培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践提出问题：酵母菌种群数量是怎样随时间变化的？培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践（1）血细胞计数板：侧面观上面观计数区域（方格网）计数室1mm大方格：长和宽各为1mm，

深度为0.1mm，

其容积为0.1mm3；

每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数区。每个计数区分为9个大方格。其中只有中间的一个大方格为计数室，供微生物计数用专门用于计数单细胞微生物的一种仪器（2）计数室(容积为0.1mm3)的两种规格：培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践16×25型：即大方格内分为16中格，每一中格又分为25小格25×16型：即大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格每一大方格都是由16×25

=

25×16

=

400个小方格组成(16×25)(25×16)计数室大方格（3）抽样检测的方法：①先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，

用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。②多余的培养液用滤纸吸去。③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；④计数一个小方格内的酵母菌数量，在以此为根据估算酵母菌数量培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践例1：将酵母菌培养液稀释20倍之后，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1mL该培养液中酵母菌总数有________个（4）计算酵母菌数量4×108例1：将酵母菌培养液稀释20倍之后，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1mL该培养液中酵母菌总数有________个（4）计算酵母菌数量酵母菌密度（个/ml）=小方格数量A×400×10×1000×稀释倍数4×108例2：将酵母菌培养液稀释5倍之后，若用25*16的血细胞计数板多次重复计数后，算得每个中方格中平均有20个酵母菌，则1mL该培养液中酵母菌总数有________个2.5×107培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践思考：（1）为什么要先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入？盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面，使计数室内液体增多，导致结果偏高。（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？使培养液中酵母菌分布均匀,以减少误差（3）从试管中吸出培养液进行计数，发现计数室中酵母菌重叠影响计数怎么处理？稀释适当倍数（4）对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数?只计相邻两边及其顶角上的酵母菌,一般遵循“计上不计下,计左不计右”的原则（5）本实验需要设置对照吗?不需要对照,实验前后互为对照（6）需要做重复实验吗?需要重复实验,以提高实验数据的准确性;对每个样品可计数三次，再取平均值培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践实验结论:

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。影响酵母菌种群数量增长的因素:

受培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物等因素的影响。3.分析结果，构建模型，得出结论培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践练习与应用一、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