1.2种群数量的变化课件-高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

问题探讨:P7

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，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一次。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？细菌繁殖产生的后代数量Nn=N0×2n（其中N0为细菌初始数量；

Nn第一次分裂产生为第n代的细菌数量）

2216个。不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。1.2种群的数量变化1.2种群的数量变化一、建构种群增长模型的方法:P7——建立数学模型1.定义：用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.一般步骤：P7研究实例细菌每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Nn=2n，N代表细菌数量，n代表第几代观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正——研究方法观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正——————下面请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位为min）的数量,并填入下表：P8时间/min20406080100120140160180细菌数量/个依此类推：第n代细菌数量Nn的计算公式是：Nn=2n以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线（图1-4）。248163264128256512资料11859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，还啃树皮，造成植被破坏，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控制。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，这个种群增长如图所示。思考·讨论

分析自然界种群增长的实例:P8讨论1.这两个资料中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？3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。食物充足，缺少天敌等。不能，因为资源和空间是有限的。思考·讨论

分析自然界种群增长的实例:P81.2种群的数量变化二、种群的“J”形增长:P8-91.定义：自然界有类似细菌在理想条件下的种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。

模型假设：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，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍（注意：

λ＞1，种群数量增加；λ＜1，种群数量减少）建立模型：t年后种群数量为Nt=N0×λt2.“J”形增长的数学模型（以数学公式表示）“J”形增长曲线图：“J”形增长率曲线图：种群增长率：指种群在单位时间内净增加的个体数占原个体总数的比率，计算公式：种群增长率=（现有个体数-原有个体数)/原有个体数。注意：“J”形增长率是保持不变的！课堂练习下图为某草原生态系统中鼠的种群数量变化的调查结果和年龄结构的变化图。回答下列问题：(1)前10年中鼠的种群密度最小的年份是第——————年，第8年时若调查鼠群的年龄组成，调查结果和图乙中的___________相似，此后两年中种群数量将__________（增加、减少）。(2)据图甲分析，在调查的20年间，种群数量接近“J”型增长的时间段时是____________，符合此时间段的年龄组成图像是图乙中的___________。(3)用标记重捕法调查鼠的种群密度，若部分被标记的个体迁出，则调查结果将___________。(4)现如今很多城市都在进行“抢人”大战，引起高素质的大学毕业生，从种群特征角度分析其目的是最终改变该城市人口________________的，进而增加人口密度。10C减少16-20年A偏高年龄结构

查一查历年来世界和我国人口增长的数据，分析人口是否呈“J”形增长？

近代以来，世界人口呈现出“J”形增长；我国人口在20世纪大部分时间呈现出“J”形增长，在1979年之后则基本稳定在较低的增长率水平上。如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？三、种群的“S”形增长：P9

生态学家高斯（G.F.Gause,1910-1986）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，得出了如图所示的结果。1.定义：像这样，种群经过一段时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。

2.原因：资源和空间总是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，这就会使种群出生率降低，死亡率升高，当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。可见，种内竞争对种群数量起调节作用。三、种群的“S”形增长3.K值：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。同一种群的K值是不是固定不变的呢？K值不是一成不变的。

这里以野生大熊猫种群为例来说明。当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。这是野生大熊猫种群数量锐减的重要原因。因此，建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。（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？（3）“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？环境阻力。生存斗争中被淘汰的个体数。不等同，已经存在环境阻力。增长曲线图分析“S”形增长曲线图：“S”形增长速率图：ab段：种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；bc段：资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；cd段：资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；de段：出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。种群增长速率：指种群在单位时间内增加的个体数，计算公式：种群增长率=（现有个体数-原有个体数)/单位时间。注意：“S”形曲线在种群数量为K/2时增长速率最大！课堂练习1.图为种群数量增长曲线，有关叙述不正确的是（）A.J形和S形曲线均是数学模型的一种表现形式B.J形所示增长仅决定于种群的内在因素C.bc段种群增长速率逐渐下降，出生率

小于死亡率D.改善空间和资源条件有望使K值提高 C课堂练习2.如图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时经调查该种群数量为200只，估算该种群在此环境中的环境容纳量约为()A．100只B．200只C．300只D．400只DK值和K/2值的应用（1）野生生物的保护:建立自然保护区，提供更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，减小环境阻力，从而提高环境容纳量(k值），是保护它们的根本措施。（2）有害生物的防治:①从环境容纳量（k值）考虑：增大环境阻力，降低环境容纳量（k值）；②从K/2考虑：在种群增长刚开始，即K/2前进行防治。（绝对不能让种群数量增长到K/2值）K值和K/2值的应用（1）野生生物的保护（2）有害生物的防治（3）资源的合理利用捕鱼时，在超过K/2时开始捕捞；要使被捕种群的剩余量维持在K/2值附近。目的：以持续获得最大的捕捞量。

K/2时是最佳捕捞时期！讨论1.有人说目前全世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率；有人却认为科技进步能提高地球对人类的环境容纳量，例如，育种和种植技术的进步，能提高作物产量，从而养活更多人口。对此你持什么观点?你有哪些证据支持你的观点?思考·讨论

环境容纳量与现实生活：P10

世界范围内存在的资源危机和能源紧缺等问题，说明地球上的人口可能已经接近或达到环境容纳量，因此应当控制人口增长；随着科技进步，农作物产量不断提高，人类开发、利用和保护资源的能力不断加强，因而可以养活更多的人口。讨论2.鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施?

对鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物防治等措施。从环境容纳量的角度思考，还可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将粮食和其他食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌；搞好环境卫生；等等。思考·讨论

环境容纳量与现实生活：P101.种群数量波动的影响（1）处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等就是种群数量爆发增长的结果。某地区东亚飞蝗种群数量的波动四、种群数量的波动（2）当种群长期处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。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原因而衰退、消亡。

因此，对那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。四、种群数量的波动1.种群数量波动的影响小结：研究种群数量变化的意义（1）为害虫的预测及防治提供科学依据。（2）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（3）拯救和恢复濒危动物种群。（4）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。练习与应用：P12×××B探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11

酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基（培养液）来培养。13/14班未讲探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11一、实验原理1.在理想条件下,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在资源和空间有限或存在环境阻力的情况下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。2.酵母菌用液体培养基（培养液）培养时，酵母菌种群数量的增长受培养液中的成分、空气、温度、pH、有害代谢废物等因素的影响。二、材料用具血球计数板:主要用于计数血液中的红细胞、白细胞、血小板，也可以计数其他液体中的细胞或微小颗粒。探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11三、提出问题培养液中酵母菌种群的数量增长曲线是“S”形曲线吗？四、作出假设在环境资源有限的条件下,酵母菌种群的数量增长曲线呈“S”形曲线五、实验方法：抽样检测的方法

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。多余的培养液用滤纸吸去。捎带片刻，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，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。探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11三、提出问题培养液中酵母菌种群的数量增长曲线是“S”形曲线吗？四、作出假设在环境资源有限的条件下,酵母菌种群的数量增长曲线呈“S”形曲线五、实验方法：抽样检测的方法

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。多余的培养液用滤纸吸去。捎带片刻，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，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。探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11六、实验步骤探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P111.血细胞计数板的构造计数区每块计数板由H型凹槽分为2个同样的计数区。每个计数区分为9个大方格。最中央的大方格是计数室,每块计数板有2个计数室。放大后的计数室先盖上盖玻片，再滴加培养液于盖玻片的边缘，让培养液自行渗入。1mm1个计数室:长和宽各为1mm，深度为0.1mm，即1mm×1mm×0.1mm，其容积为0.1mm3；大方格（计数室）中方格小方格计数室通常有两种规格：16×25型：大方格内分为16中格，每一中格又分为25小格，共400个小方格；25×16型：大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格，共400个小方格；探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11

在计数室内关键是要做到随机取样。五个中方格四个中方格探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P112.血细胞计数板的具体操作:学生朗读

①根据待测菌悬液浓度，加无菌水适当稀释，以每小格的菌数可数为宜。②取洁净的血细胞计数板一块，在计数室上盖上一块盖玻片。③将菌悬液摇匀，用滴管吸取少许，从计数板中间平台两侧的沟槽内沿盖玻片的下边缘滴入一小滴(不宜过多)，让菌悬液利用液体的表面张力充满计数室，勿使气泡产生，并用吸水纸吸去沟槽中流出的多余菌悬液。④静置片刻，使细胞沉降到计数室底部。（注意：先盖上盖玻片，后滴液。）探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P112.血细胞计数板的具体操作注意：加无菌水适当稀释，以每小格的菌数可数为宜。⑤计数时若计数室是由16个中方格组成，按对角线方位，数左上、左下、右上、右下的4个中方格(100个小格)的菌数。如果是25个中方格组成的计数室，除数上述四个中方格外，还需要数中央1个中方格(80个小格)的菌数。为避免重复计数和漏计，在计数时，一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P113.血细胞计数板的计算公式（1）1个计数室:长和宽各为1mm，深度为0.1mm，即1mm×1mm×0.1mm，其容积为0.1mm3；（2）每个计数室，即1个大方格共有400个小方格；（3）1ml=1cm3=1000mm3=0.1mm3×104。假设小方格(或中方格、或大方格）酵母菌平均值为A个，稀释倍数为B，1ml培养液中酵母菌细胞的数量的计算公式：①细胞数/mL＝400个小方格内细胞个数×104×稀释倍数=A×400×104×B；②细胞数/mL＝16或25个中方格内细胞个数×104×稀释倍数=A×16或25×104×B；③细胞数/mL＝1个大方格内细胞个数×104×稀释倍数=A×104×B。课堂训练1.用血细胞计数板对培养液中酵母菌进行计数，如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应先

后再计数。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；10mL该培养液中酵母菌总数有

个。适当稀释计算公式：细胞数/mL＝5×400×104＝2×107

2×107

2×108

课堂训练2.若使用的血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中酵母菌的密度为

个/mL。计算公式：细胞数/mL＝（20÷5)×25×104×100＝1×1081×108

课堂训练3.血细胞计数板的计数室长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其中25×16型的血球计数板计数室以双线等分成25个中方格，每个中方格又分成16个小方格。一般计数时选取的中方格位于计数室的

。下图1表示的是其中一个中方格的情况，如果计数的几个中方格中的细胞平均数为20个，则1mL培养液中酵母菌的总数为

个。

四个角和中央的五个中方格

5×106

计算公式：细胞数/mL＝20×25×104＝5×106七.实验结果:第1天第4天第6天第7天死亡①营养物质消耗殆尽②有害代谢产物积累③pH改变等原因：随培养时间继续延长，酵母菌的种群数量将下降探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11七.实验结果：1.显微镜观察的结果（部分）：第1天第4天第6天第7天死亡时间/天1234567数量/个2.结果用记录表记录，如下：单位（109

个/mL）0.120.893.475.236.136.797.02注意：血细胞计数板计数包括活菌和死菌。可以用台盼蓝对菌体进行染色，没有染色的是活菌，被染成蓝色的是死菌。探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11七.实验结果：3.根据实验结果绘制曲线图接近“S”形增长模型。但随培养时间继续延长，由于①营养物质消耗殆尽、

②有害代谢产物积累、

③pH改变等原因，酵母菌的种群数量将下降探究.实践

培养液中酵母菌种群数量的变化:P11八.实验注意事项：学生朗读1.每天在同一时间取样计数，记录数据，连续7天。2.取样前培养液要振荡摇匀，目的是使酵母菌分布均匀。3.先盖盖玻片，后滴培养液，让其自行渗入计数室。4.培养后期一个小方格内酵母菌数量过多,难以数清，应当对培养液进行适当稀释，以便于酵母菌的计数，以每小方格内含有4~5个酵母细胞为宜。5.压在方格线上的酵母菌应当计数相邻两边和其夹角的菌体数，原则“计上不计下，计左不计右”。

6.每个样品计数三次，取其平均值，以提高实验数据的准确性。7.血球计数板使用后，用自来水冲洗，切勿用硬物洗刷，洗后自行晾干或用吹风机吹干。[典例]下列关于“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述,错误的是(

)A.将酵母菌接种到培养液中,并进行第一次计数B.从静置的培养液中取适量上清液,用血细胞计数板计数C.每天定时取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一B经典考题探究1.判断下列叙述的正误(1)培养液中酵母菌数量的增长只受培养液的成分、温度等环境因素的影响。()(2)某小组开展酵母菌培养实验,培养初期,酵母菌因种内斗争强而生长缓慢。()(3)利用血细胞计数板计数时,要先向计数室滴加培养液,再盖上盖玻片。()(4)取样时,没有振荡摇匀试管,则实验结果一定偏大。()××××层级训练评价2.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具。下列叙述正确的(

)A.每块血细胞计数板的正中央有1个计数室B.计数室的容积为1mm×1mm×0.1mmC.盖盖玻片之前,应用滴管直接向计数室滴样液D.计数时,不应统计压在方格角上的细胞B层级训练评价3.为了探究酵母菌种群数量的动态变化,某同学按下表完成了有关实验,并定期对酵母菌进行计数,其中1号试管第5天时数量达到最大,第6天实验结束。下列叙述正确的是(

)试管编号培养液/mL无菌水/mL酵母菌母液/mL温度/℃110—0.128210—0.153—100.128A.该同学研究课题是温度对酵母菌种群数量变化的影响B.pH、取样时间都属于无关变量,对实验没有影响C.第5天时,1号试管种群的出生率=死亡率D.实验中1、2、3号试管种群都呈现“S”型增长层级训练评价C4.将一定量的酵母菌接种到含有适宜浓度葡萄糖的基本培养液中,适宜温度下振荡培养40h后,提取、分离、烘干并测得酵母菌的生物量(某一时刻,单位面积或体积内有机物质的总量)。下列有关叙述错误的是(

)A.实验前应将培养瓶与葡萄糖培养液等进行灭菌处理B.酵母菌生物量增长的主要原因是细胞的增殖和细胞的代谢C.本实验需用台盼蓝染液对酵母菌进行活性检测D.建立酵母菌数量增长模型,可用血细胞计数板C层级训练评价本实验烘干并测得的结果，酵母菌已经死亡。层级训练评价5.某研究学习小组通过资料查找发现：在15～35℃范围内，酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少，他们设置了5组实验，每隔24h取样检测一次，连续观察7天。下表是他们进行相关探究实验所得到的结果：

温度(℃)第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0h24h48h72h96h120h144h168h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6(1)实验过程中，每隔24小时取一定量的酵母菌培养液，用血细胞计数板计数，并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌的种群密度，这种方法称为

法。(2)据表分析，酵母菌种群数量增长最适温度约是

℃。抽样检测

25

层级训练评价5.某研究学习小组通过资料查找发现：在15～35℃范围内，酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少，他们设置了5组实验，每隔24h取样检测一次，连续观察7天。下表是他们进行相关探究实验所得到的结果：

温度(℃)第1次第2次第3次第4次第5次第6次第7次第8次0h24h48h72h96h120h144h168h151.23.03.84.64.03.22.82.5201.25.05.34.22.11.20.80.6251.25.25.64.62.91.00.60.2301.24.95.54.82.21.30.70.5351.21.51.82.02.21.30.80.6(3)在整个实验过程中，直接从静置的培养瓶中取得培养原液计数的方法是错误的，正确的方法是

和