种群数量的变化【知识梳理+重点突破】 高考生物 课件（全国通用）

种群数量的变化种群数量的变化目标目标要求要求1.种群的数量变化种群的数量变化。2.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化。一、数学模型建构的一般过程一、数学模型建构的一般过程观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题作出假设作出假设建立模型建立模型模型的检验与评价模型的检验与评价数学模型表达形式：数学模型表达形式：数学方程式数学方程式：科学、准确，但不够直观。科学、准确，但不够直观。曲线图曲线图：直观，但不够精确。直观，但不够精确。细菌每细菌每20min分裂一次分裂一次在资源和空间无限多的环在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响 列出表格，根据表格画列出表格，根据表格画曲线，推导公式。曲线，推导公式。Nn=2n，N代表细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代观察、统计细菌数量，对观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检自己所建立的模型进行检验或修正验或修正研究实例研究实例研究方法研究方法观察研究对象，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根据实验数据，根据实验数据，用适当的用适当的数学形式对事物的性质进数学形式对事物的性质进行表达行表达通过进一步实验或观察等，通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线种种群群数数量量时间时间Nt=N0 t食食物物充充足足，空空间间不不限限，气候适宜，没有天敌等气候适宜，没有天敌等N0：该种群的起始数量：该种群的起始数量t：时间：时间Nt：t年后该种群的数量年后该种群的数量：该种群数量是一年前该种群数量是一年前种群数量的倍数种群数量的倍数增长率增长率:种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数。增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数。O 时间时间种群增长率种群增长率二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线O 时间时间种群增长速率种群增长速率增长速率增长速率:种群在单位时间内净增加的个体数。种群在单位时间内净增加的个体数。增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线不能，不能，原因：原因：食物食物有限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等天敌捕食等思考：思考：自然界中，是否存在种群的自然界中，是否存在种群的J型曲线吗？型曲线吗？实验：实验：高斯把高斯把5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线三、种群增长三、种群增长“S”型曲线型曲线环境容纳量环境容纳量,又称又称K值：值：在环境条件不受破坏的情况下，一在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。定空间中所能维持的种群最大数量。K值值N0“S”型曲线形成原因：型曲线形成原因：资源、空资源、空间有限，随种群密度增大，种内间有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，从而使出生率降低、斗争加剧，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。死亡率升高，直至平衡。增长率逐渐减小增长率逐渐减小增长速率先增大后减小增长速率先增大后减小三、种群增长三、种群增长“S”型曲线型曲线代表环境阻力代表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。环境阻力环境阻力：食物不足、空食物不足、空间有限、种内斗争、天敌间有限、种内斗争、天敌捕食、气候不适、寄生虫、捕食、气候不适、寄生虫、传染病等传染病等讨论讨论：图中阴影部分代表的什么？：图中阴影部分代表的什么？区区 别别“S”型曲线型曲线“J”型曲线型曲线前提条件前提条件环境资源环境资源有限有限环境资源环境资源无限无限增长率增长率下降至下降至0保持稳定保持稳定不变增长速率增长速率 先升，后降，先升，后降，至至0上升上升有无有无K值值有有K值值无无K值值“S”型曲线和型曲线和“J”型曲线型曲线的比较的比较:K值的常见表示方法：值的常见表示方法：图中图中t1对应对应K/2，t2时对应时对应K值值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：直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率出生率和死亡率、迁入率和迁出率间接因素：间接因素：食物、气候、传染病、天敌食物、气候、传染病、天敌重要因素：重要因素：人类的活动人类的活动四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动大大多多数数种种群群的的数数量量总总是是在在波波动动之之中中的的，在在不不利利条条件件之之下下，还还会急剧下降，甚至灭亡。会急剧下降，甚至灭亡。1.有害生物防治有害生物防治：增大环境阻力，降低：增大环境阻力，降低K值。值。（建粮仓、清除生活垃（建粮仓、清除生活垃圾、保护鼠的天敌）圾、保护鼠的天敌）2.有害生物防治有害生物防治：必须及时控制种群数量，严防达到：必须及时控制种群数量，严防达到K/2值处。值处。3.野生资源保护野生资源保护：保护环境，减小环境阻力，增大：保护环境，减小环境阻力，增大K值。值。（如：建立（如：建立自然保护区）自然保护区）4.资源开发与利用资源开发与利用：K/2值时，种群增长速率最大，再生能力最强。值时，种群增长速率最大，再生能力最强。五、研究种群数量变化的意义五、研究种群数量变化的意义在渔业捕捞问题上，我们应该怎样来确定合适的在渔业捕捞问题上，我们应该怎样来确定合适的捕捞量才能即不危及鱼类种群的持续发展捕捞量才能即不危及鱼类种群的持续发展,又能获又能获得较高的鱼产量得较高的鱼产量?K/2 在在S型曲线中型曲线中，种群数量达到种群数量达到K/2时，种群增长速率最大，资源再生时，种群增长速率最大，资源再生能力最强。能力最强。保证捕捞或利用后，种群数量不得低于保证捕捞或利用后，种群数量不得低于K/2。这样既可。这样既可获获得最大利用量，获得较大收益，又可有利于种群的可持续发展得最大利用量，获得较大收益，又可有利于种群的可持续发展，保持，保持种群高速增长。种群高速增长。1.实验原理实验原理用用液液体体培培养养基基培培养养酵酵母母菌菌，种种群群的的增增长长受受培培养养液液的的成成分分、空空间间、pH、温度温度等等因素的影响。因素的影响。在在理理想想的的环环境境条条件件下下，酵酵母母菌菌种种群群的的增增长长呈呈“J”型型曲曲线线增增长长；在在有有环环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈呈“S”型型曲线曲线增长。增长。计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。六、培养液中酵母菌种群数量的变化六、培养液中酵母菌种群数量的变化2.实验过程实验过程酵母菌酵母菌培养培养；震荡震荡培养液培养液（混合均匀）（混合均匀）；观察并计数观察并计数（抽样检测）（抽样检测）；每天取样计数酵母菌数量；每天取样计数酵母菌数量；分析结果，得出结论。分析结果，得出结论。六、培养液中酵母菌种群数量的变化六、培养液中酵母菌种群数量的变化每个方格网共分九大格，每个方格网共分九大格，最最中间的一中间的一个个大大方方格格又称为又称为计数室计数室，酵母菌酵母菌的计数就在此大格中进行。的计数就在此大格中进行。计计数数室室（中中间间大大方方格格）的的长长和和宽宽各各为为1mm，深深度度为为0.1mm，其其体体积积为为_mm3，合，合_mL。0.1110-43.血细胞计数板血细胞计数板:一种专门计数一种专门计数血细胞血细胞或或较大单细胞微生物较大单细胞微生物的仪器。的仪器。如何计数？如何计数？五点取样法五点取样法样方法样方法每每mL培养液中酵母菌数量培养液中酵母菌数量？123451 mL菌液的总菌数菌液的总菌数=(a/5)2510 000ba：5个中方格中总菌数；个中方格中总菌数；b:稀释倍数稀释倍数血细胞计数板的使用方法：血细胞计数板的使用方法：先先将将盖盖玻玻片片放放在在计计数数室室上上，用用吸吸管管吸吸取取培培养养液液，滴滴于于盖盖玻玻片片边边缘缘，让培养液自行渗入；多余的培养液用吸水纸吸去。让培养液自行渗入；多余的培养液用吸水纸吸去。稍待片刻，待稍待片刻，待细胞全部沉降到计数室底部细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台，将计数板放在载物台的中央，计数小方格内的酵母菌数量。的中央，计数小方格内的酵母菌数量。注意：先盖后滴注意：先盖后滴计数注意事项计数注意事项从从试试管管中中吸吸出出培培养养液液进进行行计计数数之之前前，要要将将试试管管轻轻轻轻震震荡荡几几次次，让让酵酵母母菌菌混混合合均均匀匀；如如果果酵酵母母菌菌浓浓度度过过大大，应应先先稀稀释释。对对于于压压在在中中格格界界线线上上的的酵酵母母菌菌，一一般般只只取取左左上上两两边边及及夹夹角角计数；计数；每个样品一般计数三次，取其每个样品一般计数三次，取其平均值平均值。思考：思考：1.若一个小格内酵母菌过多、难以计数该怎么办？若一个小格内酵母菌过多、难以计数该怎么办？2.取酵母菌培养液前一般要求摇匀，为什么？取酵母菌培养液前一般要求摇匀，为什么？3.该实验需要设置对照组吗？该实验需要设置对照组吗？4.该实验是否需要做重复实验？该实验是否需要做重复实验？不需要。自身对照不需要。自身对照 使酵母菌均匀分布，减少误差使酵母菌均匀分布，减少误差适当稀释后再计数适当稀释后再计数需要，目的是尽量减小误差，应对每个样品计数三次，取其平均值。需要，目的是尽量减小误差，应对每个样品计数三次，取其平均值。空间充足、营养物空间充足、营养物质丰富、温度适宜，质丰富、温度适宜，酵母菌繁殖快酵母菌繁殖快种内斗争加剧、养料种内斗争加剧、养料耗尽，有害代谢产物耗尽，有害代谢产物积累、积累、PH降低等降低等 酵母菌在开始一段时间，增长呈酵母菌在开始一段时间，增长呈“S”型增长，后期随着型增长，后期随着养料耗尽、有害代谢产物积累、养料耗尽、有害代谢产物积累、PH改变，酵母菌最终将全部改变，酵母菌最终将全部死亡。死亡。4.结果结果分析分析1.下列关于下列关于“J”型曲线和型曲线和“S”型曲线的说法，正确的是型曲线的说法，正确的是A.呈呈“J”型曲线增长的种群受环境的影响，而呈型曲线增长的种群受环境的影响，而呈“S”型曲线增长的型曲线增长的种种 群群不受环境的影响不受环境的影响B.两条曲线的斜率分别代表各自的增长率两条曲线的斜率分别代表各自的增长率C.呈呈“J”型曲线增长的种群其增长速率不断增大，而呈型曲线增长的种群其增长速率不断增大，而呈“S”型曲线型曲线增增 长长的种群的增长速率有最大值的种群的增长速率有最大值D.从外地迁入的物种，其种群数量一定会以从外地迁入的物种，其种群数量一定会以“J”型曲线模式增长型曲线模式增长C2.(2019全全国国，6)某某实实验验小小组组用用细细菌菌甲甲(异异养养生生物物)作作为为材材料料来来探探究究不不同同条条件件下下种种群群增增长长的的特特点点，设设计计了了三三个个实实验验组组，每每组组接接种种相相同同数数量量的的细细菌菌甲甲后后进进行行培培养养，培培养养过过程程中中定定时时更更新新培培养养基基，三三组组的的更更新新时时间间间间隔隔分分别别为为3 h、10 h、23 h，得得到到a、b、c三三条条种种群群增增长长曲曲线线，如如图图所所示示。下下列列叙叙述述错误的是错误的是A.细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物B.培养基更换频率不同，可用来表示环境资源量的不同培养基更换频率不同，可用来表示环境资源量的不同C.在培养到在培养到23 h之前，之前，a组培养基中的营养和空间条件组培养基中的营养和空间条件 都是充裕的都是充裕的D.培养基更新时间间隔为培养基更新时间间隔为23 h时，种群增长不会出现时，