高二生物 4.2 种群的数量变化 新人教版

1、1.种群具有哪些基本特征（数量特征)？ 2.最基本的数量特征是什么？ 3.决定种群大小和种群密度的重要因素是什么？ 4.预测种群数量的变化趋势具有重要意义的种群特征是什么？ 5.样方法的适用范围是什么？,种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例,种群密度,出生率和死亡率、迁入率和迁出率,年龄组成,植物和活动能力弱的动物,温故知新,学习目标： 1.说明建构种群增长模型的方法 2.用数学模型解释种群的数量变化 3.关注人类活动对种群数量变化的影响 教学重难点： 建构种群增长的数学模型，并据此解释种 群的数量变化,种群数量的变化,问题探讨：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细

2、菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。,(2)根据上表，写出n代细菌数量的计算公式。,Nnn,（3）将数学公式（N=2n)变为曲线图,根据表格中得到的数据，以时间为横轴，以细菌数量为纵轴，画出细菌种群数量增长的曲线。,思考：在上述“问题探讨”中，同数学方程式（Nnn）相比，曲线图有什么优缺点？,曲线图 优点:直观 缺点：但不够精确,观察研究对象，提出问题,细菌每20min分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,Nnn,

3、观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,一、建构种群增长模型的方法,数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型一般包括以下步骤：,1.建立数学模型研究方法中包括以下步骤提出合理的假设 检验和修正 用适当的数学形式对事物的性质进行表达 观察研究对象，提出问题。研究步骤的正确顺序为（ ） A B C D,同步练习,C,2.下列哪项不是建立数学模型的一般步骤（ ） A.观察研究对象 B.提出合理假设 C.设置对照实验 D.根据实验数据，用数学形式进行表达,C,在自然界中，是否存在类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式呢？,我们来分析以下两个实例：,思考,实例1：澳大利

4、亚野兔,实例二：环颈雉,在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。19371942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。,通过上述两个实例可以看出，自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”型。,二、种群增长的“J”型曲线,1.种群增长的“J”型曲线,2.是在当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时,讨论1：上述两个实例中种群呈“J”增长的原因有哪些？,特别提醒,“J”增长的原因：食物空间条件充裕、没有天敌、气候适等。,现实条件下，“J”型数量增长的两种情形：,1.是在实验条件下（理想状态）,2.“J”型增长的数学

5、模型,1.模型假设：,在食物空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,各参数的意义：Nt表示t年后该种群的数量，N0为起始数量， t为时间，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。,2.种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,增长率=（第二代个体数-第一代个体数）/第一代个体数 在“J”型曲线中：增长率=（ N0 2- N0 1）/ N0 1=-1,是不变的。,3.“J”型增长的增长率曲线,3.在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是（ ）,B,同步练习,4.种群的指数增长（J型）是有条件的，条件之一是（ ） A在该环境中只

6、有一个种群 B该种群对环境的适应比其他种群优越得多 C环境资源是无限的 D环境资源是有限的,C,5.我国海关对凡入境的货物都进行严格检疫，严禁境 外有害生物（包括虫卵和微生物）流入境内，若有害 生物一旦流入境内适宜的环境中，结果是（ ） 有害生物的数量在一段时间内呈“J”型增长 其 天敌数量较多 境内生物多样性受到威胁 很 快被淘汰 A. B. C. D.,C,思考：“J”型增长能一直持续下去吗？,解析：自然条件（现实状态）下食物和空间等资源有限；当种群密度增大时，种内斗争加剧；天敌数量增加，导致该种群的出生率_，死亡率_。 当出生率与死亡率_时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。,

7、答案：不能,降低,升高,相等,实例：生态学家高斯的实验：,大草履虫种群的增长曲线,三、种群增长的“S”型曲线,1.“S”型曲线,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。,三、种群增长的“S”型曲线,思考：同一种群的K是固定不变的吗？,三、种群增长的“S”型曲线,提示：同一种群的K不是固定不变的，会受到环境等因素的影响。环境条件变好，K值增大；环境条件变差，K值减小。,讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考：（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,可

8、以采取措施降低家鼠种群的环境容纳量，如（1）严密储藏食物，断绝或减少它们的食物来源；（2）硬化室内地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；（3）放养它们的天敌，等等。,三、种群增长的“S”型曲线,“S”型曲线中的增长率：随着种群数量的增大先 增大后减小。 （1）在种群数量为0-K/2时：逐渐增大； （2）K/2时：最大； （3）K/2-K时：逐渐减小； （4）达到K值：增长率=0。,2.“S”型曲线的增长率,三、种群增长的“S”型曲线,1、有利于野生生物资源的开发和利用 一般将种群数量控制在环境容纳量的一半即K/2值时，种群增长率最大，可提供的资源数量最多。 当种群数量大于K/2时，可以猎捕一定数

9、量的该生物资源，则获得量最大。 过度猎取时，种群增长率减小，资源总量减少。 2、有害生物防治 当害虫的数量在K/2以下时，就要进行防治，一旦达到 K/2，有害生物繁殖很快，再防治就来不及了。,研究“S”型曲线的增长率有什么实践意义？,种群数量,种群增长的“J”型曲线 （在理想状态下的种群增长）,种群增长的“S”型曲线 （在有限环境下的种群增长）,A,B,A是种群增长的理论曲线（ “J”型曲线）,时间,种群数量,图中阴影部分表示环境阻力。,K（环境所允许的最大值）,达尔文的进化理论观点分析：阴影部分表示通过生存斗争被淘汰的个体数量。,B是种群实际增长曲线（“S”型曲线）,拓展：综合“J”型和“S

10、”型曲线,6.在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列4图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ ）,D,同步练习,7.下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加（ ）,ACD段（增长速度慢）BDE段（速度加快） CEF段（变化速率加快）DFG段（速度逐渐变慢）,D,8.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获 得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”型曲线，应 使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因 为在这个水平上（） A.种

11、群数量相对稳定 B.种群增长率最大 C.种群数量最大 D.环境条件所允许的种群数量最大,B,4种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？,思考：,在自然界中，影响种群数量的因素有很多。因此，大多数种群的数量总是在波动之中的；,四、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,在不利条件之下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。,1.环境因素：如气候、食物、天敌、传染病 2.人为因素：人类活动。,影响种群数量的因素,四、种群数量的波动和下降,随着人口的增长，科技水平的提高，人类活动范围的扩大，人类活动对自然界种群数量变化的影响越来越大，有时甚至成为决定性的因素。,五、探究酵母菌种群数量的变化,（一）实

12、验原理,酵母菌可以用液体培养基来培养。培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液的成分、空间、PH、温度等因素有关的影响。,（二）实验目的,初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。,（三）实验步骤,1.取相同试管若干支,分别加入5mL肉汤培养液塞上棉塞。2.灭菌后,冷却至室温,分别标记1、2、33.将酵母菌接种到试管的培养液中，记录起始数量(N0),做好记录。4.将试管送进恒温箱28下培养 5.每天同一时间采用抽样检测法计数酵母菌数量,。 6.将所得记录数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律。,（四）实验结果及分析,1.根据实验数据可得下图所示增长曲线,2.增长

13、曲线的总趋势是先增加再降低。原因是开始时培养液的营养充足、空间充裕，条件适宜，酵母菌大量繁殖，数量剧增。随着种群密度增大,营养物质消耗,有害代谢废物积累,PH变化加大,酵母菌种内斗争加剧, 使酵母菌的出生率小于死亡率,种群数量下降。,3.影响酵母菌种群数量的因素可能有营养物质、温度、PH及有害代谢废物等。,1.计数时应注意的问题 （1）从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻震荡几次，目的是使试管中酵母菌均匀分布，减少误差。 （2）显微计数时，除了计数小方格内的酵母菌外， 对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。 （3）若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，则可按一定比

14、例稀释后再计数。 （4）每天计数酵母菌数量的时间要固定。 2.本探究不需要设置对照实验，也不需要重复实验。,特别提醒,建构种群增长模型的方法 种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线 种群数量的波动和下降 探究酵母菌种群数量的变化,本节小结,1.自然界中生物种群增长常表现为“S”型曲线。下 列有关种群“S”型增长曲线的正确说法是（ ） A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关 系 B.种群增长率在各阶段是不同的 C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D.种群增长不受种群密度的制约,B,达标练习,B,2.自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正

15、确说法是（ ） A“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B种群的增长率先升高后降低 C在K值之前，不存在种内斗争 D当鱼的种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量,3.下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长 速率随时间变化的曲线。下列叙述正确的是（ ） A.在t0t2时间内，种群数量呈“J”型增长 B.若在t2时种群的数量为K，则在t1时种群的数量为 K/2 C.捕获该鱼的最佳时期为t2时 D.在t1t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势,B,4.关于种群数量变化的叙述错误的是（ ） A.种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等 B.种群数量的变化主要是由迁入、迁出、出生和死 亡引起

16、的 C.在自然界中，种群的增长一般呈“J”型型曲线 D.在自然界中，种群的增长一般呈“S”型曲线,C,5.某种群死亡率如图中曲线，出生率如图中 曲线，则在哪一时期此种群的个体总数达到 其生活环境负荷量的顶点（ ） A.a B.bC.c D.d,C,6.经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如 果在理想的条件下，每年的增长率=1.3保持 不变，则第三年该种群数量为 （ ） A1.3 N0 B1.69 N0 C2.3 N0 D5.29 N0,B,7.右图是某动物种群迁入一个适宜环境后的 增长曲线图，下列说法不正确的是 （ ） Ac点以后环境阻力明显变大 B图中表示种群增长率最快的点是b C图中a点的种群增长率大于d 点 D图中第8年后，种群数量不可能发生变化,D,8.右图所示为自然环境中生物种群数量 变化曲线，下列有关叙述错误的（ ） A“竭泽而渔”会使鱼虾数量下降至b以 下，使生态系统发展停滞甚至崩溃 Bd处波动主要是因为出生率和死亡率 变动所致 C若该种群在c点时数量为400，则b点 为200