生物人教版（2019）选择性必修2 1.2种群数量的变化（共31张ppt）
2023-11-05 11:33:20 学考宝 作者：佚名
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(共31张PPT)
第2节 种群数量的变化
火烈鸟
在营养和生存空间没有限制的
情况下，某种细菌的每个个体每20分
钟就通过分裂繁殖一代。讨论：
①n代细菌数量的计算公式？
②72小时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增长吗？如何验证你的观点？
问题探讨
Nn＝２n
n＝ 60min x72h／20min＝216
Nn＝２n ＝2216
不会，因为营养和空间有限；可用实验计数法来验证。
1、数学模型：
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2、数学模型建构的步骤
一、建构种群增长模型的方法
提出问题
作出假设
数学表达
检验或修正
细菌每20min分裂一次
在资源和空间无限多的环境中，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表示第几代
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
对课本所有内容都要熟悉
3、数学模型的表现形式:
（1）数学公式：
（2）曲线图：
曲线图与数学公式比较各有什么优点？
精确
更直观地反映出种群的增长趋势
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
时间（min） 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌 数量
2 4 8 16 32 64 128 256 512
100
200
300
400
500
将数学公式(N=2n)变为曲线图:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
实例1 :澳大利亚野兔成灾
1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔
一个世纪后
实例2、20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,在1937-1942年期间数量变化的曲线如右图。
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？
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
讨论：
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
不能，因食物和空间有限等
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”形．
二．种群的“Ｊ”形增长
1、产生条件(模型假设)：
理想状态：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。
Nt=N0 λt
（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，倍数λ＝第二年数量/第一年数量）
“J”形增长的数学模型
2、种群增长模型：
思考：如果种群的起始数量不是一个而是N0，每年子代种群数量是上一年的λ倍，年份t代替代数n,年份t的种群数量如何计算？
3、特点：
种群数量连续增长，呈“J”形，无最大值
当一个种群刚迁入新的适宜环境时，如外来物种入侵
4、产生情形：
在实验室的理想状态下，如细菌培养
水葫芦
不能，因为自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者数量不断增加，即存在环境阻力，导致该种群的出生率降低，死亡率增高．当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平．
“J”形增长能一直持续下去吗？
三、种群的“S”形增长
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”形曲线。
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。
1、实例：高斯实验
①产生条件：
环境条件的制约，
包括资源、空间、食物、天敌等。
2、“S”形增长的数学模型
②种群增长的特点：
种群数量达到环境所允许的最大值（环境容纳量，K值）后，将停止增长，在K值左右保持相对稳定。种内竞争对种群数量起调节作用。
存在环境阻力
四、种群数量增长曲线的比较
“J ”形曲线 “S”形曲线
前提条件
种群增长率
增长速率
有无K值
曲线 环境资源有限
(自然条件下)
环境资源无限
(理想条件下)
有K值
无K值
逐渐增大
先增大，后减小
不变
环境阻力
（在生存斗争中被淘汰的个体）
时间
种
群
增
长
率
种
群
数
量
时间
种群增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。
＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数。
以课本8页细菌种群增长例子计算种群增长率，你会发现有什么特点？
种群增长速率
时间
K/2
时间
④种群数量达到K值时，种群：
增长停止
②种群数量在K/2值时，种群：
增长最快
①种群数量小于K/2值时,种群：
增长逐渐加快
③种群数量大于K/2值时,种群：
增长逐渐减慢
0 t1 t2
K
增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数。
＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间
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：出生率等于死亡率，种群增长速率为0，故种群达到K值，且维持相对稳定
“S”形曲线分析
东亚飞蝗种群数量的波动
大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
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。
五．种群数量的波动
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
1、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？
2、作出假设：
酵母菌种群的数量随时间呈S形增长变化。
3、讨论探究思路、制定计划、实施计划
取样
用显微镜和血细胞计数板计数
折算出总数
采取抽样检测的方法连续7天对酵母菌进行计数。
①怎样进行酵母菌计数？
③本探究需要设置对照吗？如果需要,请讨论说明怎样设计;如不需要,请说明理由。
不需要。本实验在时间上形成前后自身对照。
②从试管中吸出培养液计数之前，建议你将试管轻轻震荡几次，这是为什么？
使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的正确性，减少误差。
4、问题讨论
血细胞计数板的构造
计数时样品滴在血细胞计数板计数室内，计数室由25×16=400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1mm3（计数室边长1mm*1mm，深度0.1mm)。现将1m1酵母菌样品用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室。现观察到图中所示5个中格80个小格内共有酵母菌60个，则上述1 ml酵母菌样品中约有菌体_________个
3×106
1ml=1000mm3
⑥如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取怎样的措施？
摇匀试管，先稀释几倍,再计数。
（注意：计数时要记得乘上稀释的倍数。）
⑤怎样记录结果？记录表怎样设计？
④需要做重复实验吗？
要做重复实验获得平均数值，排除每次实验的偶然性。
⑦对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？
对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻两边及其夹角计数。
5.实验结果
死亡
第1天
第4天
第6天
第7天
计数的酵母菌都是活的吗？
计数的包括活菌和死菌。
可以用染色剂对菌体进行染色，被染成蓝色的是死菌，没有染色的是活菌。
建构种群增长模型的方法：数学模型
小结
种群的“S”形增长
研究种群数量变化的意义
种群的“J”形增长
区别
种群数量的变化
种群数量的波动和下降
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
1.外来物种侵入到一个适宜的环境,可能会
①其种群数量在一段时间内呈现“J”形增长
②其种群数量增长不受天敌制约
③其种群可能会威胁到新环境内物种的多样性
④其种群会由于不适应环境而被淘汰
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
A
课堂练习
2、图中种群在理想环境中呈“J”形曲线增长（如图中甲）；在有环境阻力条件下呈“S”形曲线增长（如图中乙），下列有关种群增长曲线的叙述中正确的是
A．环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后
B．若此图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害的防治应在c点开始
C．一个物种引入新的地区后，开始一定呈“J”形增长
D．若此图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到E点后，增长率为0
D
c
b
3.下图是一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，据图回答(1)～(5)题：
(1)图中表示种群数量最大的一点是________。
(2)图中表示种群增长速度最快的一点是________。
(3)该种群的增长速率由缓慢到增大是在迁入________
年后开始的。
(4)此动物种群增长的曲线呈________形。
(5)种群数量达到环境条件所允许的最大值的点是_____，
既要获得最大的捕获量，又要使动物资源的更新不受
破坏，应该使该动物种群的数量保持在________点。
d
b
2
S
d
b
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