《2017-2018學(xué)年高中生物 第3章 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能 3.1.2 種群數(shù)量的變化課件 蘇教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中生物 第3章 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能 3.1.2 種群數(shù)量的變化課件 蘇教版必修1.ppt（42頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

,第三章第一節(jié)生物群落的基本單位——種群,第2課時(shí)種群數(shù)量的變化,,目標(biāo)導(dǎo)讀1.結(jié)合教材P65知識(shí)海洋及圖3－6，了解數(shù)學(xué)模型，分析種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J”型曲線。2.結(jié)合教材P66圖3－8，理解種群數(shù)量增長(zhǎng)的“S”型曲線。3.結(jié)合教材P67課題研究，學(xué)會(huì)探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化。重難點(diǎn)擊根據(jù)實(shí)例建構(gòu)種群增長(zhǎng)的“J”型、“S”型數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化和指導(dǎo)實(shí)踐。,課堂導(dǎo)入方式一：2013年8月9日湖南省林業(yè)廳發(fā)布信息：受持續(xù)晴熱干旱天氣影響，從7月中旬至8月初，長(zhǎng)沙、益陽(yáng)、常德、邵陽(yáng)、婁底等多地發(fā)生蝗蟲災(zāi)害，受災(zāi)面積從23萬(wàn)畝增加至31萬(wàn)畝，并有進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延趨勢(shì)，災(zāi)害對(duì)竹產(chǎn)業(yè)造成一定影響。目前，湖南已采取三大措施遏制蝗蟲病害：誘殺成蝗；重點(diǎn)地區(qū)組織化學(xué)防治；加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，調(diào)查產(chǎn)卵地，為明年防治打好基礎(chǔ)。有效遏制蝗蟲災(zāi)害需要研究蝗蟲種群數(shù)量的變化規(guī)律，這節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)種群數(shù)量的變化。,方式二：地球上的每種生物都具有很大的生殖潛力，如果這種生殖潛力不受食物、空間、天敵和氣候條件等的限制而任其發(fā)展的話，生物種群會(huì)在短期內(nèi)達(dá)到驚人的數(shù)量。但是大多數(shù)情況下，種群的生存和發(fā)展受到資源、空間、天敵等因素的限制，所以其種群的數(shù)量增長(zhǎng)不可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象。那么，種群的數(shù)量變化有什么規(guī)律呢？,,,一、種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型及影響種群數(shù)量波動(dòng)的因素,當(dāng)堂檢測(cè),,二、探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化,內(nèi)容索引,,一、種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型及影響種群數(shù)量波動(dòng)的因素,1.種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型(1)建立數(shù)學(xué)模型：主要包括與兩個(gè)過(guò)程。①表達(dá)就是根據(jù)建模的和掌握的(如數(shù)據(jù)、現(xiàn)象)，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)換成問(wèn)題，用確切地表述出來(lái)。②驗(yàn)證就是用的信息檢驗(yàn)得到的解答，以確認(rèn)結(jié)果的正確性。,表達(dá),,知識(shí)梳理,驗(yàn)證,目的,數(shù)學(xué)語(yǔ)言,信息,數(shù)學(xué),現(xiàn)實(shí)對(duì)象,(2)“J”型曲線①含義：在環(huán)境資源不受限制的理想條件下，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量用坐標(biāo)圖表示而形成的曲線。②理想條件：食物充裕、、氣候適宜和等。③影響種群數(shù)量變化的主要因素：、和的個(gè)體數(shù)量3個(gè)因素。④后代中第t代的數(shù)量表示式：，其中表示種群的起始數(shù)量，表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)。,持續(xù)增長(zhǎng),空間充足,沒有敵害,出生率,死亡率,起始種群,Nt＝N0λt,N0,λ,(3)“S”型曲線①含義：在自然界中(如空間、食物、天敵等)制約下，種群個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)過(guò)程用坐標(biāo)圖表示而形成的曲線。②特點(diǎn)：種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量達(dá)到所允許的(K值)時(shí)不再增加。,各種環(huán)境條件,環(huán)境條件,最大值,2.影響種群數(shù)量波動(dòng)的因素(1)環(huán)境因素①在自然界中，如、、天敵、疾病等因素都會(huì)使種群數(shù)量發(fā)生波動(dòng)。②在某些不利的條件下，種群會(huì)急劇衰退，甚至滅亡，這種情況最易出現(xiàn)在、出生率低、、成熟晚的生物種群中。(2)：如在人類、種群棲息地遭到破壞的情況下，某些動(dòng)物種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)種群滅亡。,氣候,食物,個(gè)體大,生長(zhǎng)慢,人為干擾,過(guò)度捕獵,長(zhǎng)期下降,1.閱讀下面材料，分析“J”型曲線材料歐洲赤松(如圖甲)在侵入某地區(qū)后，種群數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)。圖乙是根據(jù)花粉密度的變化間接得出的歐洲赤松的種群數(shù)量變化。,(1)從圖乙看出，該種群增長(zhǎng)的曲線呈型。,“J”,(2)若λ＞1，則數(shù)學(xué)方程式Nt＝N0λt中種群數(shù)量Nt隨t的變化曲線圖為：,(3)形成“J”型增長(zhǎng)的條件是環(huán)境資源不受限制，如食物充裕、、氣候適宜和敵害等。,空間充足,沒有,(1)該模型曲線為型。,2.閱讀下面材料，分析“S”型曲線材料生態(tài)學(xué)家在一個(gè)玻璃容器內(nèi)，裝入一定量的符合小球藻生活的營(yíng)養(yǎng)液，接種少量的小球藻，每隔一段時(shí)間測(cè)定小球藻的個(gè)體數(shù)量，繪制成如圖曲線。,“S”,(3)種群數(shù)量增長(zhǎng)出現(xiàn)K值的原因是。,(2)該曲線中出生率與死亡率的關(guān)系①0～K/2時(shí)，出生率＞死亡率，種群數(shù)量。②K/2時(shí)，出生率與死亡率的差值最大，種群增長(zhǎng)速率最大。③K/2～K時(shí)，出生率死亡率，但差值在減小，種群數(shù)量。④K值時(shí)，出生率＝死亡率，種群數(shù)量。,自然界的資源和空間總是有限的,增加,大于,增長(zhǎng)緩慢,達(dá)到最大,(4)小球藻數(shù)量變化規(guī)律轉(zhuǎn)化為小球藻的種群增長(zhǎng)速率如圖所示：,3.既可獲得最大利用量又要保持種群的可持續(xù)發(fā)展，群數(shù)量應(yīng)維持在多少，為什么？,答案,,種群數(shù)量應(yīng)維持在K/2。種群數(shù)量為K/2時(shí)，種群增長(zhǎng)速率最大。,4.種群數(shù)量達(dá)到K值后，數(shù)量能維持恒定不變嗎？為什么？,答案,,不能。由于環(huán)境是時(shí)刻發(fā)生變化的，故其環(huán)境容納量也會(huì)發(fā)生變化，其數(shù)量會(huì)發(fā)生波動(dòng)。,,A.若圖示為草履蟲種群增長(zhǎng)曲線，則e點(diǎn)時(shí)增長(zhǎng)速率為0B.為保護(hù)魚類資源，捕撈后魚的數(shù)量應(yīng)維持在d點(diǎn)C.若圖示為蝗蟲種群增長(zhǎng)曲線，則蟲害防治應(yīng)在c點(diǎn)之后D.K值是環(huán)境容納量，一般不隨環(huán)境的變化而變化,,活學(xué)活用,1.種群在理想環(huán)境中，呈“J”型曲線增長(zhǎng)(如圖中曲線甲)；在有環(huán)境阻力條件下，呈“S”型曲線的敘述，正確的是,答案,解析,,e點(diǎn)種群數(shù)量達(dá)到K值，此時(shí)增長(zhǎng)速率為0，A正確；為保護(hù)魚類資源，捕撈后魚的數(shù)量應(yīng)維持在K/2處，即c點(diǎn)，B錯(cuò)誤；防治蟲害應(yīng)在c點(diǎn)之前，C錯(cuò)誤；環(huán)境容納量隨環(huán)境變化而變化，D錯(cuò)誤。,,2.如圖a、b表示種群在不同條件下的增長(zhǎng)曲線，曲線c為曲線b對(duì)應(yīng)的種群增長(zhǎng)速率。下列敘述錯(cuò)誤的是,答案,解析,A.在自然界中不可能存在類似曲線a表示的種群增長(zhǎng)情況B.在t時(shí)刻曲線b對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量大小為環(huán)境容納量的一半，即K/2C.曲線b表示種群的數(shù)量增長(zhǎng)可能受其本身密度增加的制約D.曲線c表示的種群增長(zhǎng)速率可用于指導(dǎo)漁業(yè)捕撈等,,曲線a為種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J”型曲線，曲線b為種群數(shù)量增長(zhǎng)的“S”型曲線，曲線c為“S”型曲線相對(duì)應(yīng)的種群增長(zhǎng)速率的變化?！癑”型曲線在自然界中確實(shí)存在，如：澳大利亞野兔和某島嶼環(huán)頸雉的數(shù)量變化，A錯(cuò)誤；在t時(shí)刻種群增長(zhǎng)速率最大，對(duì)應(yīng)曲線b的種群數(shù)量大小為環(huán)境容納量的一半，即K/2，B正確；“S”型曲線種群的數(shù)量增長(zhǎng)受氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響。由于本身密度增加，食物不足，因此其增長(zhǎng)可能受本身密度增加的制約，C正確；種群增長(zhǎng)速率曲線可以用于指導(dǎo)漁業(yè)捕撈等，使魚類的數(shù)量保持在K/2，因?yàn)榇藭r(shí)種群的增長(zhǎng)速率最大，利于可持續(xù)發(fā)展，D正確。,種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的判別(1)增長(zhǎng)率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群數(shù)量的變化率，增長(zhǎng)率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)—原有個(gè)體數(shù))/原有個(gè)體數(shù)＝出生率－死亡率。下圖中甲為“J”型曲線增長(zhǎng)率，乙為“S”型曲線增長(zhǎng)率。,(2)增長(zhǎng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群的增長(zhǎng)量，增長(zhǎng)速率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)—原有個(gè)體數(shù))/增長(zhǎng)時(shí)間＝(出生數(shù)－死亡數(shù))/單位時(shí)間。下圖分別為“J”、“S”型曲線的增長(zhǎng)速率。,,二、探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化,1.材料選擇：酵母菌繁殖速度___、個(gè)體____，作為研究種群數(shù)量變化的材料，容易建立具有代表意義的數(shù)學(xué)模型。2.實(shí)驗(yàn)原理(1)可用液體培養(yǎng)基(培養(yǎng)液)培養(yǎng)酵母菌，培養(yǎng)基中種群的增長(zhǎng)受______________、空間、pH、______等因素的影響。(2)在理想的無(wú)限環(huán)境中，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈______型曲線；在有限的環(huán)境中，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈______型曲線。(3)可采用_________的方法，進(jìn)行顯微鏡計(jì)數(shù)。3.提出問(wèn)題：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？,快,小,,知識(shí)梳理,培養(yǎng)液的,成分,溫度,“J”,“S”,抽樣檢測(cè),4.作出假設(shè)：培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量在開始一段時(shí)間呈型增長(zhǎng)，隨著時(shí)間推移，由于的消耗、的積累、pH的改變，酵母菌數(shù)量呈型增長(zhǎng)。5.探究步驟(1)用天平稱量0.1g活性干酵母，放入盛有500mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液的錐形瓶中，置于適宜的條件下培養(yǎng)。定時(shí)取樣，用計(jì)數(shù)，計(jì)算出酵母菌的種群數(shù)量。(2)以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以1mL培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出坐標(biāo)曲線圖，分析曲線走向，揭示酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律。,“J”,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),有害代謝產(chǎn)物,血球計(jì)數(shù)板,“S”,(2)分析①增長(zhǎng)曲線的總趨勢(shì)是先再。②原因是在開始時(shí)培養(yǎng)液的、、條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，，pH變化、有害產(chǎn)物積累等，使生存條件惡化，酵母菌高于，種群數(shù)量下降。,6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)酵母菌增長(zhǎng)曲線圖(如圖1)及轉(zhuǎn)化后的增長(zhǎng)速率曲線圖(如圖2),增加,降低,營(yíng)養(yǎng)充足,營(yíng)養(yǎng)消耗,空間充裕,死亡率,出生率,1.從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，為什么需將試管輕輕振蕩幾次？,答案,,目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。,2.若一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，難以數(shù)清，采取的措施是什么？,答案,,可增大稀釋倍數(shù)后再計(jì)數(shù)。,3.對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，怎樣計(jì)數(shù)？,答案,,只計(jì)算相鄰兩邊及其夾角的酵母菌。,4.影響酵母菌種群生長(zhǎng)的因素可能有哪些？,答案,,養(yǎng)料、溫度、pH及有害代謝廢物等。,,活學(xué)活用,,3.某小組進(jìn)行“探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化”實(shí)驗(yàn)時(shí)，同樣實(shí)驗(yàn)條件下分別在4個(gè)試管中進(jìn)行培養(yǎng)(見表)，均獲得了“S”型增長(zhǎng)曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是,答案,解析,A.4個(gè)試管內(nèi)的種群初始階段都經(jīng)歷了“J”型增長(zhǎng)B.4個(gè)試管內(nèi)的種群同時(shí)達(dá)到K值C.試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同D.試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ開始下降,,培養(yǎng)液的體積是有限的，則整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中酵母菌呈“S”型增長(zhǎng)。在培養(yǎng)初期，酵母菌之間不因數(shù)量較多而存在生存斗爭(zhēng)，酵母菌呈“J”型增長(zhǎng)。培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量達(dá)到K值的時(shí)間取決于培養(yǎng)液的體積和酵母菌的起始數(shù)量：酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如Ⅰ和Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ)，培養(yǎng)液體積越小的試管越先達(dá)到K值；而培養(yǎng)液體積相同的試管(如Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ)，酵母菌起始數(shù)量越大的試管越先達(dá)到K值。酵母菌數(shù)量開始下降的時(shí)間取決于酵母菌的起始數(shù)量和培養(yǎng)液的體積：培養(yǎng)液體積相同的試管(如Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ)，酵母菌起始數(shù)量越大的試管種群數(shù)量越先下降；而酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如Ⅰ和Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ)，培養(yǎng)液體積越小的試管種群數(shù)量越先下降。,4.某研究小組探究10mL培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，利用血球計(jì)數(shù)板(規(guī)格為0.1mm,1/400mm2)進(jìn)行計(jì)數(shù)。圖甲是某天顯微鏡鏡檢結(jié)果(視野中每個(gè)黑點(diǎn)含2個(gè)酵母菌)，圖乙是7天內(nèi)酵母菌種群數(shù)量的變化曲線。下列敘述不正確的是,,答案,解析,A.圖甲中酵母菌數(shù)量過(guò)多，需加水稀釋后再統(tǒng)計(jì)B.圖甲中的酵母菌數(shù)量對(duì)應(yīng)于圖乙中的第3天C.相同條件下再次實(shí)驗(yàn)，酵母菌種群數(shù)量的K值基本不變D.酵母菌自身代謝狀況也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),,圖甲中酵母菌數(shù)量可分辨清楚，不用加水稀釋，A錯(cuò)誤；每小格平均有2個(gè)酵母菌，每小格體積為：0.1mm1/400mm2＝1/4000mm3，所以1mm3中有8000個(gè)酵母菌，則10mL中酵母菌總數(shù)為：800010103＝8107＝800105個(gè)，B正確；環(huán)境條件不變，則環(huán)境容納量不變，C正確；酵母菌自身的代謝產(chǎn)物會(huì)改變培養(yǎng)液的理化性質(zhì)，影響酵母菌的生命活動(dòng)，D正確。,計(jì)數(shù)時(shí)要注意蓋玻片和培養(yǎng)液的放置先后順序，蓋玻片在前，培養(yǎng)液在后。,課堂小結(jié),J,S,,當(dāng)堂檢測(cè),2,3,4,5,1.數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)；②觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題；③通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正；④提出合理的假設(shè)。下列排列順序正確的是A.①②③④B.②④①③C.④①②③D.③①②④,√,答案,1,2.下圖中表示種群在無(wú)環(huán)境阻力狀況下增長(zhǎng)的是,答案,2,3,4,5,1,√,3.種群的“J”型增長(zhǎng)是有條件的，條件之一是A.在該環(huán)境中只有一個(gè)種群B.該種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多C.環(huán)境資源是無(wú)限的D.環(huán)境資源是有限的,2,3,4,5,1,√,答案,4.自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的說(shuō)法正確的是A.“S”型增長(zhǎng)僅表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系B.種群增長(zhǎng)率在各階段是不同的C.“S”型增長(zhǎng)只表示了種群數(shù)量，與時(shí)間無(wú)關(guān)D.種群增長(zhǎng)不受種群密度制約,2,3,4,5,1,√,答案,(1)在t0～t3時(shí)間內(nèi)，種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線呈_____型；若在t3時(shí)種群數(shù)量為N，則在t1時(shí)種群數(shù)量為_____。t1時(shí)該種群的年齡結(jié)構(gòu)可能為________。,5.某研究所調(diào)查發(fā)現(xiàn)：某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，其種群數(shù)量增長(zhǎng)速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：,答案,2,3,4,5,1,“S”,解析,,t0～t3時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增長(zhǎng)應(yīng)呈現(xiàn)“S”型曲線，若在t3時(shí)種群數(shù)量為N，則t1時(shí)對(duì)應(yīng)。t1時(shí)種群的年齡結(jié)構(gòu)呈增長(zhǎng)型。,增長(zhǎng)型,(2)捕獲該魚的最佳時(shí)期為___時(shí)，原因是______________________________________________________________________________________________________。,答案,2,3,4,5,1,t2,解析,,由于t1時(shí)種群增長(zhǎng)速率最大，資源更新能力最強(qiáng)，故t2時(shí)捕撈有利于獲得較大捕獲量且不影響資源更新。,在t1時(shí)種群增長(zhǎng)速率最大，t2時(shí)捕獲該魚并使捕撈后維持在t1時(shí)的數(shù)量，獲得的量較大且不影響該魚類資源的再生,(3)在t3時(shí)期后，該魚種群數(shù)量變化將呈現(xiàn)______狀態(tài)，主要原因是_____________、_______________。,答案,2,3,4,5,1,波動(dòng),解析,,在t3時(shí)期后種群數(shù)量變化將呈波動(dòng)狀態(tài)，原因是種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇、天敵增加等。,種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇,捕食者數(shù)量增加,