2016-2017學(xué)年高中生物第3章生物群落的演替第1節(jié)生物群落的基本單位--種群第2課時(shí)種群數(shù)量的變化課件蘇教版必修3.ppt

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1、知 識 點(diǎn) 一 知 識 點(diǎn) 二 知 識 點(diǎn) 三 當(dāng) 堂 即 時(shí) 達(dá) 標(biāo) 第 2 課時(shí) 種群數(shù)量的變化 1 人類活動(dòng)對種群數(shù)量變化的影響。 2 構(gòu)建種群的增長模型的方法。 ( 重點(diǎn) ) 3 探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。 4 用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。 ( 重 難點(diǎn) ) 種群增長的兩種類型 1 種群增長的 “ J ” 型曲線 (1) 形成條件：食物和空間 _____________ 、 ___________ 和沒有敵害等。 (2) 公式： N t _______ __ 。 N 0 為種群的 ___________ ， 為每代數(shù)量是 前一代數(shù)量的 _______ ， N t 為種群第 t

2、 代的數(shù)量。 (3) 影響種群數(shù)量變化的因素：主要取決于 _____ ______ 、死亡率和 ___________ 的個(gè)體數(shù)量 3 個(gè)因素。 氣候適宜 N0t 起始數(shù)量 倍數(shù) 出生率 起始種群 條件充裕 2 “ S ” 型曲線 (1) 含義：在 _______ ( 如空間、食物、天敵等 ) 條件制約下種群個(gè)體數(shù)量 的增長方式用坐標(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。 (3) 環(huán)境 容納量：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持 的種群 ____ ____ ____ 。用 K

3、 值表示。 有限 環(huán)境條件 最大值 最大數(shù)量 3 影響種群數(shù)量變化的原因 (1) 人為干擾 在人類 ___________ 或某種群 ___________ ______ 的情況下 ， 種群數(shù) 量長期下降甚至絕滅。 ___________ ___________ ___________ 也會使種群數(shù)量下降或物種 絕滅。 (2) _______ ____ 也會對種群密度造成影響。 過度捕獵 棲息地被破壞 生物資源過度的開發(fā)和利用 環(huán)境污染 合作探討 探討 1 ：試比較種群數(shù)量變化趨勢的曲線圖與數(shù)學(xué)方程式的優(yōu)缺點(diǎn)。 提示： 曲 線圖可以更直觀地反映出種群數(shù)量的變化趨勢 ， 但數(shù)據(jù)不能 直接給出；數(shù)

4、學(xué)方程式更加科學(xué)、準(zhǔn)確 ， 但不能直觀地看出種群的數(shù)量變 化趨勢。 探討 2 ：當(dāng)一個(gè)種群遷入一個(gè)新的環(huán)境時(shí) ， 種群數(shù)量如何變化？ 提示： 若不適 應(yīng)環(huán)境 ，則可能會滅亡；若適應(yīng)新環(huán)境，在開始一段時(shí) 間類似于 “ J ” 型增長 ， 但最終呈 “ S ” 型增長。 探討 3 ：種群數(shù)量達(dá)到 K 值后 ， 數(shù)量能維持不變嗎？為什么？ 提示： 不能。由于環(huán)境是時(shí)刻發(fā)生變化的 ， 故其容納量也會發(fā)生變化 ， 其數(shù)量會發(fā)生波動(dòng)。 思維 升 華 1 種群增長的 “ J ” 型曲線 (1) 前提條件 ( 判斷依據(jù) ) ： 若出現(xiàn)以下五種情況即可判斷為“ J” 型曲線： 理想條件下； 實(shí)驗(yàn) 室條件下； 食

5、物和空間條件充裕、氣候適宜和沒有敵害等幾個(gè)條件同時(shí) 滿足； 外來物種入侵早期階段； 無環(huán)境阻力狀況。 (2) 公式： N t N 0 t 。若 1 ， 種群密度增大 ， 為增長型種群； 1 ， 種群密度減小 ， 為衰退型種群； 1 ， 數(shù)量不變 ， 為穩(wěn)定型種群。 甲 (3) “J” 型曲線增長率： “ J ” 型曲 線的增長率為一個(gè)常數(shù) ( 1) ， 可用圖甲表示。 2 種群增長的 “ S ” 型曲線 (1) 達(dá)到 K 值不再增加的原因：資源和空間有限 ， 當(dāng)種群密度 增大時(shí) ， 種內(nèi)斗爭加劇 ， 天敵數(shù)量增加 ， 導(dǎo)致出生率下降 ， 死亡率上升 ， 最終達(dá)到 平衡。 乙 (2)“S” 型曲

6、線增長速率： “ S ” 型曲線的增長速率可用圖乙表示 ， 由圖可知 ， 種群增長速率先增 大后減小 ， 最后變?yōu)?0( 即 K 值時(shí) ) ， t 1 對應(yīng) K /2 值 ， t 2 對應(yīng) K 值。 3 種群數(shù)量兩種增長方式的差異 兩種增長方式的差異 ， 主要在于環(huán)境阻力對種群數(shù)量增長的影響 ， 按 照達(dá)爾文自然選擇學(xué)說 ， 就是通過生存斗爭淘汰的個(gè)體 ， 可用圖丙表示。 丙 圖中的陰影部分是表示在生存斗爭中被淘汰的個(gè)體數(shù)；當(dāng)種群數(shù)量 K 值時(shí) ， 出生率 死亡率。 1 (2 016 江蘇揚(yáng)州高二期末 ) 右圖為某種群數(shù)量增長的 “J ” 型曲線和 “ S” 型曲線。若不考慮遷入和遷出 ， 下

7、列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ( ) 【 導(dǎo)學(xué)號： 32570162 】 A 改善空間和資源條件能提高 K 值 B b 點(diǎn)時(shí)種群增長速率最大 C c 點(diǎn)時(shí)種群的出生率為 0 D 兩曲線間的差值表示生存斗爭中淘汰的個(gè)體數(shù) 【解析】 K 值表示該環(huán) 境下容納該種生物的最大數(shù)量 ，當(dāng)環(huán)境條件 改變時(shí)， K 值會發(fā)生波動(dòng) ， A 正確； K /2 時(shí)種群增長速率最大 ， B 正確； c 點(diǎn)時(shí)出生率等于死亡率 ， 種群增長速率為 0 ， C 錯(cuò)誤； “ J ” 型曲線與 “ S ” 型 曲線間差值表示 環(huán)境阻力 ， 即在生存斗爭中被淘汰的個(gè)體數(shù) ， D 正確。 【答案】 C 2 下列關(guān)于種群的說法中 ， 不正確的

8、是 ( ) A 一個(gè)種群中個(gè)體的數(shù)量會因環(huán)境條件的變化而發(fā)生變化 B 種群內(nèi)個(gè)體間通過自由交配可以產(chǎn)生可育后代 C 種群中個(gè)體間的斗爭會由于出生率大 于死亡率而加劇 D 充裕的食物和生存空間以及適宜的溫度使得種群數(shù)量呈 “J” 型曲線 增長 【解析】 只有在食物和生存條件充裕以及沒有敵害等理想條件下 ， 種群數(shù)量才會呈 “ J ” 型曲線增長。種群中個(gè)體的數(shù)量會因環(huán)境條件變化而發(fā) 生變化。 【答案】 D 3 (2016 菏澤高二檢測 ) 下面三種曲線是同一生物在同樣條件下的培養(yǎng) 結(jié)果。以下分析錯(cuò)誤的是 ( ) 【 導(dǎo)學(xué)號： 32570163 】 圖 1 圖 2 圖 3 A 圖 1 、 2 、

9、3 都可以表示該種群在有限環(huán)境條件下的增長規(guī)律 B 圖 1 中 a 點(diǎn)和圖 3 中 e 點(diǎn)的增長速率與圖 2 中的 c 點(diǎn)對應(yīng) C 圖 1 中 b 點(diǎn)和圖 3 中 f 點(diǎn)的增長速率與圖 2 中的 d 點(diǎn)對應(yīng) D 圖 1 、 2 、 3 中的 b 、 c 、 f 點(diǎn)都可以表示種群數(shù)量達(dá)到了環(huán)境容納量 【解析】 通過分析曲線可知 ， 三個(gè)曲線圖中的種群個(gè)體 數(shù)量最終都 達(dá)到了一個(gè)最大值 ，所以它們都屬于 “ S ” 型增長 ， 環(huán)境條件是有限的 ， A 正確；圖 1 中 ， 曲線斜率最大的點(diǎn) (a 點(diǎn) ) 增長速率最大 ， 圖 3 中出生率和死 亡率差值最大的點(diǎn) (e 點(diǎn) ) 增長速率最大 ， 這

10、兩個(gè)點(diǎn)對應(yīng)圖 2 中的 c 點(diǎn) ， B 正 確；圖 1 中的 b 點(diǎn)增長速率為 0 ， 圖 3 中的 f 點(diǎn)出生率死亡率 ， 增長速率 也為 0 ， 這兩個(gè)點(diǎn)均對應(yīng)圖 2 中的 d 點(diǎn) ， C 正確；圖 1 、 2 、 3 中表示種群 達(dá)到了環(huán)境容納量的點(diǎn)分別是 b 、 d 、 f 點(diǎn) ， D 錯(cuò)誤。 【答案】 D 探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化 合作探討 探討 1 ：從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前 ， 需將試管輕輕振蕩幾次 ， 分析其原因。 提示： 輕輕振蕩試管 ， 使酵母菌分布均勻 ， 便于取樣計(jì)數(shù)更加準(zhǔn)確。 探討 2 ：如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多 ， 難以數(shù)清 ，思考應(yīng)采取何種 措施？ 提

11、示： 如酵母菌過多 ， 應(yīng)對培養(yǎng)液進(jìn)行適當(dāng)稀釋后再計(jì)數(shù)。 探討 3 ：對于壓在小方格界線上的酵母菌 ， 應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)？ 提示： 對于壓在小方格界線上的酵母菌 ， 應(yīng)當(dāng)計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其夾角 上的酵母菌。 思維 升 華 1 實(shí)驗(yàn)原理 (1) 在理想環(huán)境中 ， 酵母菌種群的增長 呈 J 型曲線；在有限的環(huán)境下 ， 酵母菌種群的增長呈 S 型曲線；在不補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)的情況下 ， 酵母菌的增 長呈 “ 幾 ” 型曲線。 (2) 利用血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下直接計(jì)數(shù)是一種常用的細(xì)胞計(jì)數(shù)法 ， 這 種方法可以直接測定樣品中全部的細(xì)胞數(shù)目 ， 所以一般用于單細(xì)胞微生物 數(shù)量的測定 ， 由于血球計(jì)數(shù)板上的計(jì)數(shù)室蓋上蓋

12、玻片后的容積是一定的 ， 所以可根據(jù)在顯微鏡下觀察到的細(xì)胞數(shù)目來計(jì)算單位體積的細(xì)胞的總數(shù) 目。 2 實(shí)驗(yàn)步驟 制備培養(yǎng)液 向錐形瓶中加入 500 m L 的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為 5% 的葡萄糖溶液 接種酵母菌 ， 并混合均勻 酵母菌均勻分布在培養(yǎng)基中 定 時(shí)取樣 和計(jì)數(shù) 用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。操作時(shí)， 用滴管 將培養(yǎng) 液滴在蓋玻片的邊緣 ， 培養(yǎng)液 自行滲入計(jì)數(shù) 室 多余的培養(yǎng) 液用濾 紙 吸去；片刻后待酵 母 菌 全部沉降 到計(jì)數(shù)室底部， 將計(jì)數(shù)板放 在載 物 臺 的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)小方格 內(nèi)的酵母菌 數(shù)量 計(jì)算 先求出小方格內(nèi)酵母菌數(shù)量的平均 值 ， 再根據(jù)單位體積內(nèi)的平均值 ， 通過 換算求出酵母菌

13、的種群數(shù)量 繪圖分析 將所得數(shù)值用曲線表示出來 ， 得出 酵母菌種群各數(shù)量的變化規(guī)律 3 結(jié)果分析 酵母菌在培養(yǎng)液中開始呈 “J” 型增長 ， 經(jīng)過一段時(shí)間 的增長后 ， 數(shù)量趨 于穩(wěn)定 ， 呈 “S” 型增長。 1 某學(xué)生在 “ 探究酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化 ” 實(shí)驗(yàn)中 ， 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié) 果繪制出如圖所示的曲線圖。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是 ( ) 【 導(dǎo)學(xué)號： 32570164 】 A 實(shí)驗(yàn)過程中酵母菌種群的年齡組成先是增長型 ， 然后是穩(wěn)定型 ， 最 后變?yōu)樗ネ诵?B 種群數(shù)量在不同時(shí)間的增長速率可能相同 C 本實(shí)驗(yàn)中不存在對照 D 每次取樣前應(yīng)將培養(yǎng)瓶振蕩搖勻 【解析】 由題意可知 ， 種群數(shù)

14、量先增加 ， 然后維持穩(wěn)定 ， 最后減少 ， 表明種群的年齡組成先是增長型 ， 然后是穩(wěn)定型 ， 最后變?yōu)樗ネ诵?；本?shí) 驗(yàn)在不同時(shí) 間的取樣起到相互對照的作用；為了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性 ， 在每次取 樣前都應(yīng)將培養(yǎng)瓶振蕩搖勻 ， 使酵母菌均勻分布。 【答案】 C 2 在 “ 探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化 ” 的實(shí)驗(yàn)中： (1) 對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)可以采用 __ ______ 的方法 ， 從試管中吸出培養(yǎng)液 進(jìn)行計(jì)數(shù)之前 ， 要 ____ __________ 。如果實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)血球計(jì)數(shù)板的一個(gè)小 方格內(nèi)酵母菌過多 ， 難以數(shù)清 ， 應(yīng)當(dāng)采取的措施是 ____________________________

15、_________________________ 。 (2) 如果提出的問題是 “ 培養(yǎng)液中酵母菌種群 的數(shù)量是 怎樣隨時(shí)間變化 的 ” ，試針對這一問題作出假設(shè)： ________________________ _____________________________________________________ 。 (3) 某一組同學(xué)為了探究 “ 溫度 (5 、 28 ) 對酵母菌種群數(shù)量變化是 如何影響的 ” 設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案 ， 進(jìn)行了為期 7 天的實(shí)驗(yàn) ， 每天定時(shí)取樣一 次 ， 并在表 格，如下： 根據(jù)上述表格 ， 有人認(rèn)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不能夠準(zhǔn)確反映酵母 菌種群數(shù)量的

16、變化 ， 請改進(jìn)此方案中的不足之處： ___________ _________ 。 (4) 另一組同學(xué)為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化 ，設(shè)計(jì)了 3 組實(shí) 驗(yàn) ( 見下表 ) 。每隔 24 小時(shí)取樣并計(jì)數(shù) ， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果略。 試管編號 培養(yǎng)液 (m L ) 無菌水 (m L ) 酵母菌母 液 (m L) 溫度 ( ) A 10 0.1 28 B 10 0.1 5 C 10 0.1 28 上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵禾骄?________ 對酵母菌種群動(dòng)態(tài)變化的影響。 用顯微鏡定期測酵母菌數(shù)目 ， 結(jié)果僅 A 管中第 3 天開始個(gè)體數(shù)目迅 速增加 ， 第 5 天開始個(gè) 體數(shù)目達(dá)到 最大，第 6 天結(jié)束實(shí)驗(yàn)

17、。請將 A 、 B 、 C 三組預(yù)期結(jié)果的走勢圖表示在圖中。 【解析】 (1) 對酵母菌計(jì)數(shù)應(yīng)采用抽樣檢測法 ， 為了保證取樣時(shí)酵母 菌分布均勻 ， 取樣時(shí)需將試管輕輕振蕩幾下 ， 若取樣中酵母菌數(shù)量太多應(yīng) 適當(dāng)稀釋。 (2) 假設(shè)應(yīng)是針對種群數(shù)量變化與時(shí)間的關(guān)系。 (3) 為了保證計(jì)數(shù) 的準(zhǔn)確 ， 應(yīng)多次取樣求其平均值。 (4) 由圖表分析變量有溫度和營養(yǎng)成分。 由于 A 組條件適宜 ， 酵母菌種群呈現(xiàn) “ S ” 型增長； B 組溫度不適宜 ， C 組缺 少營養(yǎng) ，因此都無法達(dá)到正常生長狀態(tài)。 【答案】 (1) 抽樣檢測 將試管輕輕振蕩幾次 適當(dāng)稀釋菌液 (2 ) 在 一定時(shí)間范圍內(nèi)酵母菌

18、種群的數(shù)量隨時(shí)間呈 “S” 型增長 ( 或在一定時(shí)間范圍 內(nèi) ， 酵母菌種群的數(shù)量隨時(shí)間推移逐漸增大 ， 達(dá)到一定程度以后 ， 酵母菌 種群數(shù)量維持相對穩(wěn)定 ， 或其他表達(dá)了 “ 酵母菌種群的數(shù)量 ” 與 “ 時(shí)間 ” 關(guān)系的合理敘述 ) (3) 每天檢測時(shí)應(yīng)多次取樣 ， 求平均值 (4) 溫度和營養(yǎng) 成分 如圖 1 如圖所示 ， 表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是 ( ) 【 導(dǎo)學(xué)號： 32570165 】 【解析】 種群在無環(huán)境阻力狀況下的增長是指在空間無限、資源無 限和不存在任何天敵的情況下的增長。在這樣的條件下 ， 種群會呈 “ J ” 型曲 線增長 ， B 圖所示的增長狀況便屬于此種

19、情況。 【答案】 B 2 把添加少量 飼料的一定量的自來水，均分到兩個(gè)大小相同的水槽甲 和乙中，再分別投放少量并且相等的同種草履蟲。以后只對乙水槽給予一 次適量的飼料補(bǔ)充，在其他培養(yǎng)條件相同且適宜的情況下，分別對甲、乙 水槽中草履蟲進(jìn)行培養(yǎng)。以下哪項(xiàng)預(yù)期結(jié)果合理 ( ) 【解析】 據(jù)題意 ， 在一定量的自來水中添加少量飼料 ， 此時(shí)培養(yǎng)液 中營養(yǎng)物質(zhì)較少。在補(bǔ)充飼料之前 ， 甲、乙水槽中的草履蟲數(shù)量變化相同 ， 乙水槽補(bǔ)充飲料后 ， 草履蟲種群數(shù)量增加較甲水槽快 ， 由于空間 和營養(yǎng)物 質(zhì)是有限的 ，補(bǔ) 充飼料后草履蟲的數(shù)量仍呈現(xiàn) “ S ” 型曲線增長。 【答案】 B 3 在調(diào)查某林場松鼠的

20、種群數(shù)量時(shí) ， 計(jì)算當(dāng)年種群數(shù)量與一年前種群 數(shù)量比值為 ， 并得到如圖所示的曲線。據(jù)此圖分析得到的下列結(jié)論中錯(cuò) 誤的是 ( ) 【 導(dǎo)學(xué)號： 32570166 】 A 前 4 年該種群數(shù)量基本不變 ， 第 5 年調(diào)查年齡組成可能為衰退型 B 4 8 年間種群數(shù)量在下降 ， 可能原因是食 物的短缺和天敵增多 C 第 8 年時(shí)種群數(shù)量最少 ， 8 16 年間種群數(shù)量增加 ， 且呈 “S” 型曲 線增長 D 如果持續(xù) 16 20 年間趨勢 ， 后期種群數(shù)量將呈 “J” 型曲線增長 【解析】 種 群數(shù)量最少應(yīng)是在第 10 年 ， 8 10 年間 值仍小于 1 ， 種群數(shù)量繼續(xù)降低。 【答案】 C 4

21、 如圖為一動(dòng)物種群遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長曲線圖 ， 據(jù)圖回答問 題。 (1) 圖中表示種群數(shù)量最大的一點(diǎn) 是 _______________________ 。 (2) 圖中表示種群增長速率最快的一點(diǎn)是 ____ ________________ 。 (3) 該種群的增長速率由緩慢到增大是在遷入第 ________ 年后開始的。 (4) 此動(dòng)物種群增長的曲線呈 ____ ____ 型。 (5) 種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境 條件所允許的最大值的一點(diǎn)是 ____ ____ ______ ， 既要獲得最大的捕獲量 ， 又要使動(dòng)物資源的更新不受破壞 ， 應(yīng)該使該動(dòng)物 種群的數(shù)量保持在 ____ _______

22、___ 點(diǎn)上。 【解析】 種群增長在無限環(huán)境中呈指數(shù)增長 ， 曲線呈 “ J ” 型；而在有 限環(huán)境中的增長 ， 曲線呈 “ S ” 型 ， 環(huán)境中有一個(gè)最大種群容納量。種群增長 速率取決于某點(diǎn)切線斜率的大小 ， 斜率大 ， 增長速度快。由于環(huán)境容納量 是一定的 ， 達(dá)到最大容納量后數(shù)量已不再增加 ， 所以在資源利用時(shí)既要獲 得最大的捕獲量 ， 又要使動(dòng)物 資源的更新不受破壞 ，應(yīng)使種群數(shù)量保持在 b 點(diǎn)最為合適。 【答案】 (1)d (2 )b (3)2 ( 4) S (5)d b 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.建立數(shù)學(xué)模型主要包括表達(dá)與驗(yàn)證兩個(gè)過程，數(shù)學(xué)模型能更直觀 地反映出種群數(shù)量的增長趨勢。 2.在理想狀態(tài)下，種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型為： Nt N0t，呈 J型曲 線。 3.正常情況下，自然界的資源和空間是有限的，種群數(shù)量增長會呈 S 型曲線。 4.K值并不是固定不變的，當(dāng)環(huán)境改變時(shí)， K值會發(fā)生變化。 5.影響種群數(shù)量的因素很多，因此，種群的數(shù)量常常出現(xiàn)波動(dòng)，在 不利條件下，種群數(shù)量會急劇下降，甚至消亡。