1.2种群数量的变化ppt课件 (同名2)-2023新人教版(2019）《高中生物》选择性必修第二册.pptx

1、生物学生物学选择性必修选择性必修2 2第2节 种群数量的变化第第1章章 种群及其动态种群及其动态问题探讨 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖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。假设在速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养营养和生存空间没有限制和生存空间没有限制的情况下，某种细菌的情况下，某种细菌20min就通过分裂繁殖一代。就通过分裂繁殖一代。讨论1.第第n代代 细菌数量的计算公式是什么？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？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在一

2、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？如何验证你的观点？吗？如何验证你的观点？一、建构种群增长模型的方法（一）步骤（一）步骤填写下表：计算填写下表：计算1个个细菌细菌在不同时间（单位为在不同时间（单位为min）产生后代的数量。）产生后代的数量。时间（时间（min)20406080100120140160180分裂次数分裂次数123456789数量（个）数量（个）248163264128256512Nn=2n 数学公式数学公式 曲线图曲线图直观，但不够精确。直观，但不够精确。精确，但不够直观。精确，但不够直观。（建立数学模型）（建立数学模型）通过进一步实验或观察等，对通过进一

3、步实验或观察等，对模型进行模型进行检验检验或或修正修正根据实验数据，用适当的根据实验数据，用适当的数学数学形式对事物的形式对事物的性质性质进行进行表达表达提出合理的提出合理的假设假设研究实例细菌每细菌每20min分裂一次，怎样计算分裂一次，怎样计算细菌繁殖细菌繁殖n代后的数量？代后的数量？资源和生存空间无限多，细菌种资源和生存空间无限多，细菌种群的增长不会受种群密度增加的群的增长不会受种群密度增加的影响影响观察、统计细菌数量，对自己所观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正建立的模型进行检验或修正N代表细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代Nn=2n研究方法观察现象，提出观

4、察现象，提出问题问题一、建构种群增长模型的方法（一）步骤（一）步骤（建立数学模型）（建立数学模型）(二二)分析自然界种群增长的实例分析自然界种群增长的实例3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？1.这两个资料中种群增长有什么共同点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？种群出现这种增长的原因是什么？种群数量增长迅猛种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。且呈无限增长趋势。食物充足，缺少天敌等食物充足，缺少天敌等不能，因资源和空间是有限的不能，因资源和空间是有限的讨论:思考讨论二、种群的“J”形增长1.概念概念 自然

5、界有类似细菌在自然界有类似细菌在理想条件理想条件下种群增长的形式，如果以下种群增长的形式，如果以时间时间为横坐标，为横坐标，种群数量种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形形。这种类型的种。这种类型的种群增长称为群增长称为“J”形增长形增长。食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌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和其他竞争物种等条件二、种群的“J”形增长2.实例实例(1)实验室条件；实验室条件；(2)一个种群一个种群刚迁入刚迁入到一个新的到一个新的适宜环境适宜环境时时。紫茎泽兰(原产美洲的墨西哥)水葫芦(原产于南美)福寿螺

6、(原产中美洲的热带和亚热带地区)(外来入侵物种外来入侵物种)二、种群的“J”形增长3.“J”型曲线及公式型曲线及公式时间（t）种群数量t年后的种群数量年后的种群数量起始数量起始数量种群数量是前一年种群数量是前一年种群数量的种群数量的倍数倍数时间时间后一年后一年种群数量种群数量前一年前一年种群数量种群数量种群数量种群数量不变不变种群数量种群数量减小减小种群数量种群数量增大增大80060040020005101520时间/d种群的数量/个注意：注意：只有当只有当1的定值的定值时，才呈时，才呈“J”形增长。形增长。14年，种群数量呈年，种群数量呈 形增长；形增长；45年，种群数量年，种群数量 ；59

7、年，种群数量年，种群数量 ；910年，种群数量年，种群数量 ；1011年，种群数量年，种群数量 ；1113年，种群数量年，种群数量 ；前前9年，种群数量第年，种群数量第 年最高年最高913年，种群数量第年，种群数量第 年最低年最低练一练“J”增长增长相对稳定相对稳定下降下降下降下降11-12年下降，年下降，12-13年增长年增长512据图说出种群数量如何变化据图说出种群数量如何变化二、种群的“J”形增长4.“J”形曲线的形曲线的增长速率增长速率时间（t）种群数量（看斜率）（看斜率）随时间逐渐增大随时间逐渐增大5.“J”形曲线的形曲线的增长率增长率增长率增长率时间时间注意：注意：在在“J”形曲线

8、中，增长率为大形曲线中，增长率为大于于0的定值；的定值；增长速率增长速率 增长率增长率三、种群的“S”形增长1.实例证明：生态学家高斯的实验实例证明：生态学家高斯的实验大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线时间/d种群数量/个K=3752.概念：概念：种群经过一定时间的增长后，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定数量趋于稳定，增长曲线呈，增长曲线呈“S”形。形。3.条件条件 (1)食物和空间条件有限；食物和空间条件有限；(2)种内竞争加剧；种内竞争加剧；(3)气候不适宜；气候不适宜；(4)存在天敌和其他竞争物种等。存在天敌和其他竞争物种等。（资源）（资源）三、种群的“S”形增长4.“S

9、”型曲线解读型曲线解读资源和空间充足，资源和空间充足，种群种群增长增长最快最快适应新环境，适应新环境，增长较缓慢增长较缓慢资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓种群增长减缓出生率出生率死亡率，死亡率，种群增长停止，种种群增长停止，种群数量达到群数量达到K值值，且维持，且维持相对稳定相对稳定出生率死亡率三、种群的“S”形增长5.“S”型曲线的增长速率型曲线的增长速率（看斜率）（看斜率）K/2K三、种群的“S”形增长6.环境容纳量（环境容纳量（K值值）：）：一定的环境条件一定的环境条件所能

10、所能维持维持的种群最大数量。的种群最大数量。(1)K值值不是不是种群数量的最大值种群数量的最大值原因：原因：K值是值是保证环境不被破坏保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；而种群的前提下所能容纳的最大值；而种群最大值是大于最大值是大于K值的，若长时间存在会导致环境被破坏。值的，若长时间存在会导致环境被破坏。请据图分析：该种群的请据图分析：该种群的K 值为值为 。K2三、种群的“S”形增长6.环境容纳量（环境容纳量（K值值）：）：一定的环境条件一定的环境条件所能所能维持维持的种群最大数量。的种群最大数量。(3)K值大小值大小只受只受环境环境影响影响环境不变，环境不变，K值不变值不变；环境改变

11、，环境改变，K值改变值改变。K种群数量种群数量时间时间K2K1环境变好，环境变好，K值增大；值增大；环境变差，环境变差，K值减小。值减小。(2)种群数量实际值在种群数量实际值在K值附近值附近波动波动(负反馈调节负反馈调节)三、种群的“S”形增长7.K值与值与K/2的应用的应用(1)对野生生物资源和濒危物种的保护对野生生物资源和濒危物种的保护:改善栖息环境，提高改善栖息环境，提高K值值。(2)对家鼠等有害动物的控制：对家鼠等有害动物的控制：改善生态环境，降低改善生态环境，降低K值值及时采取措施处理，严防数量到达及时采取措施处理，严防数量到达K/2egeg硬化地面、打扫卫生、硬化地面、打扫卫生、(

12、3)对养殖鱼类等有益生物的采收：对养殖鱼类等有益生物的采收：操作：在操作：在K/2之后捕捞，保证剩余量在之后捕捞，保证剩余量在K/2，增长速率最大。，增长速率最大。最大限度利用，维持最大限度利用，维持K/2四、“J”形曲线与“S”曲线的比较1.联系联系(1)阴影面积：阴影面积：环境阻力环境阻力生存斗争中被淘汰的个体数生存斗争中被淘汰的个体数(2)“S”形曲线形曲线一开始一开始就有环境阻力，就有环境阻力，与与“J”形曲线不同。形曲线不同。2.区别导区别导P58四、“J”形曲线与“S”曲线的比较3.K值的四种表示方式值的四种表示方式导导P58五、种群数量的波动(1)处于波动状态的种群，在某些特定条

13、件下可能出现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种群爆发。eg蝗灾、鼠灾、赤潮等蝗灾、鼠灾、赤潮等1.在自然界，在自然界，有的种群有的种群能够在一段时期内维持数量的能够在一段时期内维持数量的相对稳定相对稳定。2.对于对于大多数大多数生物种群生物种群来说，种群数量总是在来说，种群数量总是在波动波动中。中。(2)当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性的持续性的或或急剧的下降。急剧的下降。(3)种群的延续需要种群的延续需要一定的个体数量一定的个体数量为基础。为基础。当一个种群的数量过少，种当一个种群的数量过少，种群可能会由于群可能会由于

14、近亲繁殖近亲繁殖等而等而衰退、消亡衰退、消亡。探究实践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化1.酵母菌是酵母菌是兼性厌氧型、单细胞的真核兼性厌氧型、单细胞的真核生物；生物；一、一、实验原理实验原理有氧：有氧：无氧：无氧：利于酵母菌利于酵母菌繁殖繁殖利于酵母菌利于酵母菌发酵发酵CO2+H2O，CO2+酒精，酒精，溶于水导致溶于水导致pHpH降低降低对酵母菌细胞有毒害作用对酵母菌细胞有毒害作用探究实践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化一、一、实验原理实验原理2.酵母菌酵母菌可以用可以用液体液体培养基培养，培养中的酵母菌的增长情况跟培养液培养基培养，培养中的酵

15、母菌的增长情况跟培养液中的中的温度、温度、PH、成分、空间等有关、成分、空间等有关。可以根据培养液中酵母菌的数量和。可以根据培养液中酵母菌的数量和时间为坐标轴线，绘制相关曲线图。时间为坐标轴线，绘制相关曲线图。液体培养基（不含琼脂）液体培养基（不含琼脂）固体培养基（含有琼脂）固体培养基（含有琼脂）探究实践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化一、一、实验原理实验原理3.利用利用血细胞计数板计数血细胞计数板计数是常用的细胞计数法，这种方法可以是常用的细胞计数法，这种方法可以直接测定直接测定培养液中酵母菌的数量。培养液中酵母菌的数量。正面图正面图纵切面图纵切面图计数室计数室探究实

16、践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化一、一、实验原理实验原理4.抽样检测法抽样检测法自行自行渗入渗入沉降沉降底部底部（显微计数法）（显微计数法）探究实践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化二、探究过程二、探究过程探究实践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化二、探究过程二、探究过程探究实践培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化二、探究过程二、探究过程(8)(8)计数前，可用台盼蓝对酵母菌进行染色（活细计数前，可用台盼蓝对酵母菌进行染色（活细胞不被染色，死细胞被染色）胞不被染色，死细胞被染色），使计数结果更准确。，使计

17、数结果更准确。计数室计数室1.通常有两种规格：通常有两种规格：1625或或25162.每个大方格每个大方格长和宽各为长和宽各为 1 mm，1个大方格有个大方格有16个中方格，每个中方格有个中方格，每个中方格有25个小方格个小方格三、酵母菌的计数与计算三、酵母菌的计数与计算(每个大方格有每个大方格有400个小方格个小方格)深度为深度为 0.1 mm，体积为体积为 0.1 mm3。3.1625规格规格三、酵母菌的计数与计算三、酵母菌的计数与计算(1)选择四角的选择四角的4个中方格个中方格为样方计数为样方计数(2)计算公式：计算公式：(4个中方格细胞总数个中方格细胞总数/4)1610000稀释倍数。

18、稀释倍数。(4个中方格细胞总数个中方格细胞总数/4)160.1mm3酵母细胞个数酵母细胞个数/mL稀释倍数稀释倍数或者或者(100个小方格细胞总数个小方格细胞总数/100)40010000稀释倍数。稀释倍数。4.2516规格规格三、酵母菌的计数与计算三、酵母菌的计数与计算(1)选择四角和正中央的选择四角和正中央的5个中方格个中方格为样方计数为样方计数(2)计算公式：计算公式：酵母细胞个数酵母细胞个数/mL(5个中方格细胞总数个中方格细胞总数/5)2510000稀释倍数。稀释倍数。或者或者(80个小方格细胞总数个小方格细胞总数/80)40010000稀释倍数。稀释倍数。四、结果分析四、结果分析酵

19、母菌数量酵母菌数量时间时间/天天在有限的环境条件下，呈在有限的环境条件下，呈“S”形增长形增长到达到达K值值原因：营养物质消耗、代谢原因：营养物质消耗、代谢产物积累及产物积累及pH下降等下降等某同学在用某同学在用2516型的血细胞计数板型的血细胞计数板(即即 25个中方格，每个中方格，每个中方格又分成个中方格又分成16个小方格个小方格)计数时计数时，进行了如下图所示的操作进行了如下图所示的操作：(1)对培养液中的酵母菌进行逐个计数非常困难对培养液中的酵母菌进行逐个计数非常困难，应采用应采用 的方法的方法进行计数。进行计数。(2)该同学的操作中有一个明显的错误，请指出并改正该同学的操作中有一个明

20、显的错误，请指出并改正：。(3)这种错误操作会导致他得到的结果与实际值相比偏这种错误操作会导致他得到的结果与实际值相比偏 。练一练显微镜下一个中方格抽样检测先盖盖玻片在计数板上，再吸取培养液，滴于盖玻片的边缘大某同学在用某同学在用2516型的血细胞计数板型的血细胞计数板(即即 25个中方格，每个中方格，每个中方格又分成个中方格又分成16个小方格个小方格)计数时计数时，进行了如下图所示的操作进行了如下图所示的操作：练一练显微镜下一个中方格(4)如果计数的几个中方格中酵母菌的平均数为如果计数的几个中方格中酵母菌的平均数为20个个，则则1mL培养液中酵母培养液中酵母菌的总数为菌的总数为 个个。(5)在吸取培养液制片前，要轻轻振荡几次试管，目的是在吸取培养液制片前，要轻轻振荡几次试管，目的是 。如果一个小方格内酵母菌过多如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是难以数清，应当采取的措施是 。(6)血细胞计数板使用完毕后，血细胞计数板使用完毕后，应采用应采用 的的方法方法来清洗来清洗。5106使酵母菌分布均匀使酵母菌分布均匀稀释菌液稀释菌液浸泡、冲洗浸泡、冲洗