1、种群数量的变化种群数量的变化澳大利亚野兔澳大利亚野兔1859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了了24只当时澳大利亚没有的物种只当时澳大利亚没有的物种-野兔，让他野兔，让他没想到的是，一个世纪之后，这没想到的是，一个世纪之后，这24只野兔只野兔的后代的后代竟达到竟达到6亿以上亿以上。漫山遍野的兔与牛羊争食牧草，。漫山遍野的兔与牛羊争食牧草，啃食树皮，造成植被破坏，导致水土流失。啃食树皮，造成植被破坏，导致水土流失。中国水利网水葫芦入侵水葫芦入侵宁波、昆明、武汉等地的湖泊后湖泊后迅速疯长迅速疯长；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至1
2、0万吨；水葫芦的疯长疯长，让越来越多的水中生物痛失“家园”。为什么野兔、水葫芦进入到一个新的为什么野兔、水葫芦进入到一个新的环境种群数量急剧增长？环境种群数量急剧增长？大肠杆菌大肠杆菌一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型时间（时间（min）细胞数细胞数0204060802021222324分裂分裂细菌繁殖产生的后代数量细菌繁殖产生的后代数量种群数量的变化种群数量的变化n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？量是多少？解：解：n 72h X X60min20min216Nnn 22161.1.数学模型：数
3、学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.2.数学模型建构的步骤数学模型建构的步骤 细菌的繁殖是一种二分裂生殖。有的细菌细菌的繁殖是一种二分裂生殖。有的细菌每每2020分钟就繁殖一代，我们就以细菌作为观分钟就繁殖一代，我们就以细菌作为观察对象进行研究。察对象进行研究。观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题提出合理的假设提出合理的假设通过进一步的实验通过进一步的实验或观察等，对模型或观察等，对模型进行检验或修正进行检验或修正根据实验数据，用适根据实验数据，用适当的数学形式对事物当的数学形式对事物的性质进行表达的性质进行表达细胞每细胞每20m
4、in20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细资源空间无限多，细菌种群的增长不受种菌种群的增长不受种群密度增加的影响群密度增加的影响观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型对自己所建立的模型进行检验或修正进行检验或修正数学模型数学模型一般步骤：一般步骤：将数学公式（将数学公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图曲线图与数学方程曲线图与数学方程式比较，式比较，优缺点？优缺点？直观，直观，但不够精确。但不够精确。2 4 8 16 32 64 128 256 512在理想环境下在理想环境下下下种群数量增长的种群数量增长的形式，如果以形式，如果以时间时间为横坐标为横坐标，种群，种群数
5、数量为纵坐标量为纵坐标画出曲画出曲线来表示，曲线大线来表示，曲线大致呈致呈“”型型二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线O 时间时间种种群群增增长长率率“J”型曲线型曲线增长率：增长率：（现有个体数（现有个体数-原有个体数）原有个体数）/原有个体数原有个体数 X100%X100%增长率与增长速率增长率与增长速率增长率：在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率增长率：在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率：增长速率：指单位时间种群增长数量增长速率：指单位时间种群增长数量:（现有个体数原有个体数）增长时间现有个体数原有个体数）增长时间 X100%增长率增长率 增长速率增长速率 注意：
6、注意：种群种群增长速率增长速率就是曲线上通过每一点的就是曲线上通过每一点的切切线斜率线斜率。（现有个体数（现有个体数-原有个体数）原有个体数）/原有个体数原有个体数 X100%X100%O 时间时间种种群群增增长长率率O 时间时间种种群群增增长长速速率率“J”型曲线型曲线 实例实例1某海岛上环颈雉种群数量的变化某海岛上环颈雉种群数量的变化“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、产生条件：、产生条件：理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；没有敌害等；（N N0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后
7、该种群的年后该种群的数量，数量，n n为数量是一年前的倍数）为数量是一年前的倍数）2 2、种群、种群“J”J”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 nt 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第一年的n n倍。倍。食物充足，空间不限，气候适宜，食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；没有敌害等；“J”型曲线型曲线总结：总结：新物种迁入的开始阶段新物种迁入的开始阶段或实验条件下或实验条件下种群的增长率不变种群的增长率不变条件：条件：特点：特点：产生的时期：产生的时期：环境阻力环境阻力种群密度越大种群密度越大环境阻力环境阻力越大
8、越大在大自然中在大自然中食物有限食物有限空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食食物有限食物有限空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食资源有限资源有限阻滞生长阻滞生长产生条件：产生条件：三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线种群的个体数量种群的个体数量种群的个体数量种群的个体数量时间时间理想理想的环境中的环境中（即环境资源很充足不（即环境资源很充足不受任何限制。）受任何限制。）存在存在环境阻力环境阻力的环境中的环境中（即环境资源是有限的种群不（即环境资源是有限的种群不可能无限增长。）可能无限增长。）时间时间种群数量达到环境所允许的最
9、大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值值）后，）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。K值：值：在环境条件不受在环境条件不受破坏的情况下，一定破坏的情况下，一定空间中所能维持的空间中所能维持的种种群最大数量群最大数量称为称为环境环境容纳量。容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 A1 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？K K值的大小值的大小与与环环境条件境条件密切相关，密切相关，一定条件下，资一定条件下，资源空间越富足，源空间越富足，环境阻力越小，环境阻力越小，K K值越大值越大错种群的个体数
10、量种群的个体数量时间时间350.7710176.1020040060080036912151821小时小时酵母数酵母数k/2K=710K/2 t0 t1 t2 时间时间种群数量种群数量K t0 t1 t2 时间时间 0 K/2 K 数量数量增增长长速速率率练习册54-4K/2 t0 t1 t2 时间时间种群数量种群数量K t0 t1 t2 时间时间 增增长长速速率率环境容纳量环境容纳量减速增长期减速增长期延滞期延滞期指数增长期指数增长期稳定期稳定期时间时间种群种群数量数量K KNN0 0（K/2)K/2)三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线（种群个体数少且要适应新环境，种群增长（
11、种群个体数少且要适应新环境，种群增长缓慢缓慢）（种群增长（种群增长加快加快）（种群增长（种群增长最快最快）（种群增长（种群增长变慢变慢）（种群增长为（种群增长为零零，种内斗争最激烈种内斗争最激烈）渔业渔业林业林业畜牧业畜牧业草业草业想一想：当池鱼满塘，密林成材，想一想：当池鱼满塘，密林成材，牧草丰肥，牛羊满圈的时候你将牧草丰肥，牛羊满圈的时候你将怎样收获，才能维持种群的怎样收获，才能维持种群的持续持续最大收益最大收益呢？呢？为了获得最大捕捞量，捕捞后了获得最大捕捞量，捕捞后种群数量应该保持在种群数量应该保持在K/2K/2附近附近范围所代表的水平上。范围所代表的水平上。环境阻力环境阻力【分析分析
12、】下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群数量变化曲线。图中的阴影部分的含义？数量变化曲线。图中的阴影部分的含义？2 2、从达尔文进化论分析：从达尔文进化论分析：表示通过生存斗争被淘汰的个体数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数量1、表示影响种群增长的环境阻力；、表示影响种群增长的环境阻力；6班4班1 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？4 4、种群数量达到、种群数量达到K K值时，都能在值时，都能在K K值保持值保持不变吗？不变吗？K K值的大小值的大小与与环境条件环境条件密切相关，一定条件下，密切相关，一定条件下，资源空间
13、越富足，环境阻力越小，资源空间越富足，环境阻力越小，K K值越大。值越大。错错大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条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，甚至灭亡件之下，还会急剧下降，甚至灭亡四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降练习册P56-变式2影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素直接因素：出生率、死亡率、迁入率、直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率迁出率外界因素：食物、气候、传染病、天敌外界因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动主要因素：出生率、死亡率、迁入率、主要因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年
14、龄组成、性别比例迁出率、年龄组成、性别比例练习册P57-3五、研究种群数量变化的意义五、研究种群数量变化的意义1 1合理利用和保护野生生物资源合理利用和保护野生生物资源2 2为防治有害生物提供科学依据为防治有害生物提供科学依据鱼类的捕捞鱼类的捕捞蝗虫的防治蝗虫的防治3.3.为引进外来物种提供理性的思考。为引进外来物种提供理性的思考。思考思考怎样做才是保护大熊猫的根本措施？怎样做才是保护大熊猫的根本措施？建立自然保护建立自然保护区区，改善大熊，改善大熊猫的栖息环境，猫的栖息环境，提高环境容纳提高环境容纳量。量。1 1在下列图中，表示种群在无环境阻力在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是状
15、况下增长的是B课堂练习课堂练习2下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生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竞争增加（制使种内竞争增加（）ACD段（增长速度慢）段（增长速度慢）BDE段（速度加快）段（速度加快）CEF段（增长速度变慢）段（增长速度变慢）DFG段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢）C4.池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是（）A大量增加饵料的投入量大量增加饵料的投入量 B大量增
16、加鱼苗的投入量大量增加鱼苗的投入量 C及时、适量的捕捞成鱼及时、适量的捕捞成鱼 D限制捕鱼限制捕鱼 C7.右图所示为在理想状态右图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的对阴影部分的解释正确的是（是（）环境中影响种群增长的阻力环境中影响种群增长的阻力环境中允许种群增长的最大值环境中允许种群增长的最大值其数量表示种群内迁出的个体数其数量表示种群内迁出的个体数其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A.B.C.D.C 如果种群处在一个理想的环境中，如果种群处在一个理想的环境中，没
17、有自然和空间的限制，种群内个没有自然和空间的限制，种群内个体数量的增长曲线是体数量的增长曲线是_,_,用达尔文用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具的进化理论解释，这是由于生物具有有_特性。特性。如果将该种群置入有限制的自然如果将该种群置入有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲环境中，种群内个体数量的增长曲线是线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示_。影响种群密度的主要因素是种群的影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和和_。8 8、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清仔细分析图中去先后回答
18、下列问题：仔细分析图中去先后回答下列问题：ab个体数 时间ab在生存斗争过程中淘汰的个体在生存斗争过程中淘汰的个体过度繁殖过度繁殖死亡率死亡率出生率出生率性别比例性别比例年龄组成年龄组成2022年11月30日星期三39“J”型型营养空间充足，温度、营养空间充足，温度、pH等条件适宜等条件适宜“S”型型生存环境的条件有限生存环境的条件有限营养物质过度消耗、营养物质过度消耗、pH发生变化、有害代谢产物积累，发生变化、有害代谢产物积累，环境恶劣环境恶劣一、教材分析：一、教材分析：“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”是是必修三必修三第四章第二节第四章第二节中的一
19、个探究课题。中的一个探究课题。课程标准课程标准关于本节的具体关于本节的具体内容标准为内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，并，并提出了相应的活动建议即本探究活动。该条内容标准有两层提出了相应的活动建议即本探究活动。该条内容标准有两层涵义：其一涵义：其一、“尝试建立数学模型尝试建立数学模型”属模仿性技能目标，旨属模仿性技能目标，旨在通过原形示范（细菌的数量增长）和具体指导，学生能完在通过原形示范（细菌的数量增长）和具体指导，学生能完成建立数学模型成建立数学模型；其二；其二、“解释种群的数量变动解释种群的数量变动”属理解水属理解水平的知识目标，旨在把握
20、数学模型（抽象）与种群的数量变平的知识目标，旨在把握数学模型（抽象）与种群的数量变动（具体）之间的内在逻辑联系。动（具体）之间的内在逻辑联系。在这个探究活动中用到了在这个探究活动中用到了4 4个科学方法个科学方法：（：（1 1）数学模型）数学模型法；（法；（2 2）抽样检测法；（）抽样检测法；（3 3）显微观察法；（）显微观察法；（4 4）微生物培养）微生物培养法。法。所以是一项有着多方面意义和价值的探究活动。此外，所以是一项有着多方面意义和价值的探究活动。此外，学生通过亲自研究一个真实的种群，可加深对种群数量变化学生通过亲自研究一个真实的种群，可加深对种群数量变化知识的理解，并且培养收集、整
21、理、分析数据的能力。知识的理解，并且培养收集、整理、分析数据的能力。单细胞单细胞真核真核生物生物 生长周期生长周期短短，增殖速度，增殖速度快快 还可以用酵母菌作为实验材料研究还可以用酵母菌作为实验材料研究 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般步骤一般步骤:(1)(1)提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？(2)(2)作出假设：作出假设：。(3)(3)讨论探究思路：讨论探究思路：问题问题(4)(4)制定计划：制定计划：(5)(5)实施计划：实施计划：(6)(6)分析结果，得出结论：分析结果，得出结论：(7)(7)表
22、达和交流：表达和交流：(8)(8)进一步探究：进一步探究：1 1 怎样进行酵母菌的计数？怎样进行酵母菌的计数？对一支试管中的培养液对一支试管中的培养液(可定为可定为10ml)10ml)中的酵母菌中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去，稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底吸去，稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央
23、，计数一个小方格内部，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，估算计算中的酵母菌的酵母菌数量，再以此为根据，估算计算中的酵母菌总数，盖玻片下，培养液厚度为总数，盖玻片下，培养液厚度为0.1mm0.1mm，可算出，可算出10ml10ml培培养液中酵母菌总数的公式：养液中酵母菌总数的公式：2.52.510104 4x x(x(x为小方格内酵为小方格内酵母菌数母菌数)血球计数板是一种专门用于计算较大单血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。细胞微生物的一种仪器。计数时，常采用计数时，常采用抽样检测抽样检测。计数器计数器大方格大方格规格：规格：2mm2mm
24、0.1mm 或或1mm1mm0.1mm 浙科版默认第一种浙科版默认第一种2516型的计型的计数板数板深度深度大方格大方格规格规格1mm1mm0.1mm400小格小格2525161625251616型的计数板型的计数板关于血球计数板的计数方法：关于血球计数板的计数方法：先将盖玻片放在计数室上，用吸先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入培养液自行渗入。多余培养液用滤纸。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉待细菌细胞全部沉降降到计数室底部，将计数板放在载物到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小
25、方格内的酵母台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。的酵母菌总数。每个小方格内含有细每个小方格内含有细胞数不宜超过胞数不宜超过1010个个。（人教版）。（人教版）7 7、如果一个小方格内酵母菌过多难以数清怎么办？、如果一个小方格内酵母菌过多难以数清怎么办？8 8、如何稀释？、如何稀释？0.1ml0.1ml培养液培养液+0.9ml+0.9ml清水，稀释了几倍？如清水，稀释了几倍？如果想稀释果想稀释2020倍，如何操作？稀释后试管中的酵母菌数如何倍，如何操作？稀释后试管中的酵母菌数如何估算？估算？对于压在小方格界线上的酵母菌应取
26、对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻相邻两边及顶角两边及顶角计数。计数。3.计算公式计算公式(1)16格格25格的血球计数板计算公式格的血球计数板计算公式:酵母细胞数酵母细胞数/ml=100小格内酵母细胞个数小格内酵母细胞个数/100400104稀释倍数稀释倍数(2)25格格x16格的血球计数板计算公式格的血球计数板计算公式:酵母细胞数酵母细胞数/ml=80小格内酵母细胞个数小格内酵母细胞个数/80400104稀释倍数稀释倍数人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3活菌数活菌数人教版种群数量的变化
27、PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3每毫升培养液中的酵母菌细胞数是多少？每毫升培养液中的酵母菌细胞数是多少？人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3例例2:酵母菌的计数通常用血球计数板进行，血球计数板每个大方格容积为0.1mm3，由400个小方格组成。现对某一样液进行检测，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10mL该培养液中酵母菌总数有 个。2108稀释稀释人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3例例3 检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检
28、测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由2516400个小格组成，容纳液体的总体积为01 mm3。现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻 个mL。5n105 人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件32 2 从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？振荡几次。这是为什么？3 3 本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样本探究需要设置对照吗？如果需要
29、请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。设计和操作；如果不需要，请说明理由。4 4 需要做重复实验吗？需要做重复实验吗？目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差证估算的准确性，减少误差。不需要，本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定不需要，本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数值即可。值即可。不用重复，只要分组实验获得平均值即可。不用重复，只要分组实验获得平均值即可。人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件35
30、5、怎样记录结果？记录表怎样设计？、怎样记录结果？记录表怎样设计？6 6 如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？的措施？摇匀试管取摇匀试管取1mL1mL酵母菌培养液稀释几倍后，酵母菌培养液稀释几倍后，再用血球计数板计数，再用血球计数板计数，所得数值所得数值乘以乘以n n2.52.510104 4，即为即为10mL10mL酵母菌液中酵母菌个数。酵母菌液中酵母菌个数。只计数相邻两边及其顶角的酵母菌数。只计数相邻两边及其顶角的酵母菌数。7 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，应当怎样计数？人教版种群数量的变化 PPT课件3人教版种群数量的变化 PPT课件3
