《人教版高中生物必修三4.2-种群数量的变化课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中生物必修三4.2-种群数量的变化课件（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1._1._是种群最基本的数量特征。是种群最基本的数量特征。2.2.调查分布范围小、个体较大的种群，采取调查分布范围小、个体较大的种群，采取_法法取样方法取样方法:_:_取样原则取样原则:_:_适用范围适用范围:_:_3.3.样方法样方法4.标志重捕法标志重捕法适用范围适用范围:_计算方法计算方法:_5._直接决定种群密度的大小。直接决定种群密度的大小。6.6.种群的种群的_预测未来种群数量变化。预测未来种群数量变化。7.性别比例能影响性别比例能影响_进而影响种群密度的变化，可通进而影响种群密度的变化，可通过过_来控制有害动物。来控制有害动物。破坏正常性别比例破坏正常性别比例种群密度种群密度逐
2、个计数逐个计数植物、活动能力弱的动物植物、活动能力弱的动物随机取样（排除主观因素）随机取样（排除主观因素）五点取样法和等距取样法五点取样法和等距取样法活动能力强、活动范围大的动物。活动能力强、活动范围大的动物。第一次捕获并标记数第一次捕获并标记数第二次捕获数第二次捕获数第第二次捕获数中带标记的个体数。二次捕获数中带标记的个体数。出生率、死亡率，迁入率、迁出率出生率、死亡率，迁入率、迁出率年龄组成年龄组成出生率出生率8.种群的空间特征主要包括种群的空间特征主要包括_分布、分布、_分布和分布和_分布。分布。均匀均匀随机随机集群集群9.调查某种昆虫卵的密度、植株上蚜虫、跳蝻的密度一般采用调查某种昆虫
3、卵的密度、植株上蚜虫、跳蝻的密度一般采用_法；调查趋光性昆虫的种群密度一般用法；调查趋光性昆虫的种群密度一般用_法；法；调查草原上兔子的种群密度一般用调查草原上兔子的种群密度一般用_法法样方样方灯光诱捕灯光诱捕标志重捕标志重捕17/24/20242问题探讨问题探讨某种细菌种群数量增长的数学模型研究某种细菌种群数量增长的数学模型研究1.1.细菌是真核生物还是原核生物？细菌是真核生物还是原核生物？ 2.2.细菌的繁殖的方式是什么？细菌的繁殖的方式是什么？原核生物原核生物二分裂二分裂在营养和生存空间没有限制的情况下，该细菌在营养和生存空间没有限制的情况下，该细菌20min20min繁殖一次，请据此思
4、考：繁殖一次，请据此思考：1. n1. n代细菌数量的计算公式是什么？代细菌数量的计算公式是什么？2.72h2.72h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？3.3.在一个培养皿中，细菌数量会一直按照这个公式增长在一个培养皿中，细菌数量会一直按照这个公式增长吗？吗？ 4.4.如何验证你的观点呢？如何验证你的观点呢？N = 2N = 2n nn nN = 2N = 2216216可用实验计数法来验证可用实验计数法来验证37/24/2024一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法1.什么是数学模型？什么是数学模型？2.数学模型的表现形式？数学模型
5、的表现形式？数学方程式数学方程式曲线图曲线图3.建构数学模型的意义？建构数学模型的意义？描述、解释和预测种群数量的变化。描述、解释和预测种群数量的变化。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4时间时间（min)min)2020 404060608080100100120120140140160160 180180细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128 256512数学方程式数学方程式：Nn = 2n1001002002003003004004005005006006002020 4040 6060 8080 100100180180时间时间时
6、间时间描述细菌数量增长描述细菌数量增长的两种方式中，数的两种方式中，数学方程式和曲线图学方程式和曲线图的各有何优缺点？的各有何优缺点？精确但不直观精确但不直观直观但不精确直观但不精确曲线图曲线图5研究实例研究实例 研究方法研究方法 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Nn=2nN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，对自己观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正所建立的模型进行检验或修正提出合理的假设提出合理的假设观察
7、研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题根据实验数据，用适当的数学根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进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数学模型的建构步骤：数学模型的建构步骤：77/24/20241.建构种群建构种群增长数学增长数学模型的方法包括以下步骤：模型的方法包括以下步骤：1.1.提出合理的假设提出合理的假设2.2.对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正3.3.用适当的用适当的数学数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进行表达4.4.观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题A.1234
8、 B.2314 C.4132 D.4123A.1234 B.2314 C.4132 D.4123C2.2.下列哪一项不是建立数学模型的一般步骤：下列哪一项不是建立数学模型的一般步骤：A.A.观察研究对象观察研究对象 B.B.提出合理假设提出合理假设C.C.设置对照实验设置对照实验 D.D.根据实验数据，用数学形式进行表达根据实验数据，用数学形式进行表达C8实例实例1 1：澳大利亚本来并没有兔子。澳大利亚本来并没有兔子。 18591859年，年，2424只欧洲只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没
9、有鹰等天敌。这里的天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到受任何限制的大量繁殖。不到100100年，兔子的数量达到年，兔子的数量达到6 6 亿只以上，遍布整个大陆。亿只以上，遍布整个大陆。二、二、种群增长的种群增长的“J J”型曲线型曲线: :97/24/2024 20世纪世纪30年代，人们将环颈雉引入美国年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。华盛顿州的一个海岛。19371942年间年间数量增长：数量增长：10“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1
10、 1、模型假设：、模型假设： 理理想想状状态态食食物物、空空间间条条件件充充裕裕，气气候候适适宜宜，没没有敌害等；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年后该种群的数年后该种群的数量，量，为种群数量是一年前种群数量的倍数）为种群数量是一年前种群数量的倍数） 2.2.模型公式：模型公式：Nt=N0 t 种种群群的的数数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年年是是第第一一年的年的倍。倍。3.3.模型曲线：模型曲线：时间时间种种群群数数量量某一地区某一地区20012001年人口普查时有年人口普查时有1010万人，万人，20
11、022002年是年是20012001人口数量的人口数量的1.11.1倍。请预倍。请预测，按照此生长速度，测，按照此生长速度，20062006年该地区的年该地区的人口将有多少万人？人口将有多少万人？Nt10（1.1）512产生条件：产生条件： 理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间充充裕裕; ;环环境境适适宜宜; ;没有敌害等没有敌害等增长特点：增长特点： 种群数量种群数量小结：种群增长的小结：种群增长的“”型曲线型曲线时间时间种种群群数数量量增增长长率率时间时间适用范围：适用范围：1.1.实验室实验室2.2.种群迁入新环境最初一段时间内的增长种群迁入新环境最初一段时间内的增长种群增长率种群
12、增长率：以固定的倍数连续增长，没有上限：以固定的倍数连续增长，没有上限：是一定的：是一定的 13 例例 生态学家高斯培养大草履虫的实验：生态学家高斯培养大草履虫的实验：种群经过一定时间的增长种群经过一定时间的增长后，后，数量趋于稳定的增长数量趋于稳定的增长数量趋于稳定的增长数量趋于稳定的增长曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线BCD2.2.分析分析B B和和D D点出生、死亡率情况点出生、死亡率情况B B：出生率：出生率_死亡率死亡率D D：出生率：出生率_死亡率死亡率3.3.开始开始OBOB段数量增长慢的原因段数量增长慢的原因? ?BCBC段数量增长最快的原因？段数量增长最快的原因？CDC
13、D段增长速度变慢的原因？段增长速度变慢的原因？4.D4.D点达到最大值点达到最大值K K值，值，K K值的值的概念是什么？概念是什么？5.5.你认为你认为K K值是固定的么？为什么值是固定的么？为什么？=思考：思考：1.大草履虫数量增长过程特点？大草履虫数量增长过程特点？种内斗争如何变化？慢慢快快慢慢相对稳定相对稳定 1.1.种群密度小种群密度小 2.2.适应期适应期1.1.食物和空间充裕食物和空间充裕 2.2.天敌少天敌少1.1.种群密度增大，种内斗争增强，种群密度增大，种内斗争增强，死亡率上升、出生率下降死亡率上升、出生率下降2.2.天敌多天敌多 3.3.资源空间有限资源空间有限14讨论：
14、讨论：从环境容纳量（从环境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？（2 2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？可以破坏它们的生存环境，如器械捕杀、药物捕杀；可以破坏它们的生存环境，如器械捕杀、药物捕杀；断绝食物来源；减少它们挖造巢穴的场所；养殖它们断绝食物来源；减少它们挖造巢穴的场所；养殖它们的天敌等，从而降低家鼠的环境容纳量。的天敌等，从而降低家鼠的环境容纳量。建立自然保护区，改善大建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环熊猫的栖息环境，提高环
15、境容纳量。境容纳量。15KK/2种群数量种群数量时间时间产生条件产生条件：小结：种群增长的小结：种群增长的“”型曲型曲 线线增长特点：增长特点： 现现实实状状态态食食物物等等资资源源和和空空间间总总是是有有限限的的，种种内内斗斗争争不不断断加加剧剧，捕捕食食者者（天天敌敌）数数量量不不断断增增加加，导导致致该该种种群群的的出出生生率率降降低低，死死亡亡率率增增高高。当当出出生生率率与与死死亡亡率率相相等等时时，种种群群的的增增长长就就会会停停止止，有有时时会稳定在一定的水平。会稳定在一定的水平。1.1.种群密度少种群密度少2.2.适应期适应期1.1.资源空间充裕资源空间充裕2.2.天敌少天敌少
16、1 1种群密度增大，种内种群密度增大，种内斗争增强，死亡率上斗争增强，死亡率上升，出生率下降升，出生率下降2.2.天敌增多天敌增多3.3.资源空间有限资源空间有限慢慢快快慢慢相对稳定相对稳定适用范围适用范围: :一般自然种群的增长一般自然种群的增长KK/2增长速率增长速率时间时间16种群增长的种群增长的 “J J”型曲线型曲线种群增长的种群增长的 “S S”型曲线型曲线17总结总结思考：思考：1.1.同一时间同一时间A A，种群，种群“J J”“”“S S”型曲线中型曲线中数量分别是多少？数量分别是多少？2.2.什么原因导致种群什么原因导致种群数量被淘汰一部分数量被淘汰一部分? ?3.3.图中
17、阴影部分代表图中阴影部分代表什么含义？什么含义？环境阻力环境阻力A204环境阻力（生存环境阻力（生存斗争中被淘汰的斗争中被淘汰的个体数）个体数）204环境阻力（生存环境阻力（生存斗争中被淘汰的斗争中被淘汰的个体数）个体数）18例：东亚飞蝗种群数量的变化例：东亚飞蝗种群数量的变化为什么大多数种群数量总是在波动之中？为什么大多数种群数量总是在波动之中？ 种群数量的波动和下降种群数量的波动和下降因为影响种群数量的因素很多，如气候，食物，天敌，传染病等因为影响种群数量的因素很多，如气候，食物，天敌，传染病等总结：影响种群数量变化的因素总结：影响种群数量变化的因素种群内部决定因素：种群内部决定因素：外界
18、环境影响因素：外界环境影响因素：人类因素：人类因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率出生率、死亡率、迁入率、迁出率 食物、气候、传染病、天敌等食物、气候、传染病、天敌等 人类的活动人类的活动 21在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋227/24/2024时间时间KK/2种群数量种群数量练习练习： 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型线，型线，应使被捕鱼群的种群数量保持在应使被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是水平。这是因为在这个水平上因为在这个水平上 A. 种群数量相对稳定
19、种群数量相对稳定 B. 种群增长速率最大种群增长速率最大 C. 种群数量最大种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大环境条件所允许的种群数量最大23B: 出生率与死亡率出生率与死亡率之差最大，即种群之差最大，即种群数量处于数量处于K/2值。值。D: 出生率死亡率，出生率死亡率，即种群数量处于即种群数量处于K值值。练习：练习：观察该曲线坐标图，思考种群数量最大观察该曲线坐标图，思考种群数量最大（K值）的是哪一点？种群数量增长最快值）的是哪一点？种群数量增长最快（ K/2 ）的是哪一点？）的是哪一点？247/24/2024下列对阴影部分的解释正确的是（下列对阴影部分的解释正确的是（ ）环境
20、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其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数个体数A. B. C. D. C在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是B25下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长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制曲线图，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（使种内竞争增加（ ）A ACDCD段（增长速度慢）段（增长速度慢
21、）B BDEDE段（速度加快）段（速度加快）C CEFEF段（变化速率加快）段（变化速率加快） D DFGFG段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢）D26培养液中培养液中酵母菌酵母菌种群数量的变化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)表达和交流：表达和交流：(8)(8)进一步探究：进
22、一步探究：271.1.怎样进行酵母菌的计数？怎样进行酵母菌的计数？2.2.从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试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？管轻轻振荡几次。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本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。应怎样设计和操作；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？5.5.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，应采如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样
23、的措施？取怎样的措施？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？使培养液中的酵母菌分布均匀，使培养液中的酵母菌分布均匀，以保证估算的准确性，减小误差。以保证估算的准确性，减小误差。抽样检测法抽样检测法 显微镜下计数、估算显微镜下计数、估算不需要。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。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。需要。使获得的数据更准确需要。使获得的数据更准确每天计数酵母菌数量的时间要固定。培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。每天计数酵母菌数量的时间要固定。培养和记录过程要尊重事实，不能
24、主观臆造。计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。将培养液按一定比例稀释后再计数。将培养液按一定比例稀释后再计数。28实验步骤：实验步骤：（1 1）取取培培养养液液1010毫毫升升加加入入到到试试管管中中，先先通通过过显显微微镜镜观观察察，估估算算出出1010毫毫升升培培养养液液中中酵酵母母菌菌的的初初始数量（始数量（N N。）。）。注注意意，从从试试管管中中吸吸取取培培养养液液进进行行计计数数之之前前，先先将将试试管管振振荡荡几几次次，这这样样求求得得的的培培养养液液中中的的酵酵母母菌数量
25、误差菌数量误差 。（2 2）每每天天定定时时观观察察记记录录数数值值，对对于于观观察察时时压压在在小方格界限上的酵母菌应取小方格界限上的酵母菌应取 记数。记数。（3 3）以以 为为横横坐坐标标，酵酵母母菌菌的的数数量量为为纵纵坐标，绘制坐标，绘制 。 结果分析：酵母菌在培养液中开始呈结果分析：酵母菌在培养液中开始呈 增长，经增长，经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈 增长。增长。 最小最小 平均值平均值 时间时间 种群增长曲线种群增长曲线 “J”型型 “S”型型 29进行实验：进行实验：酵母菌计数的方法：酵母菌计数的方法：酵母菌计数的方法：酵母菌计数的方法
26、：抽样检测法抽样检测法抽样检测法抽样检测法计数工具：计数工具：计数工具：计数工具： 血球计数板血球计数板血球计数板血球计数板使用方法：使用方法：使用方法：使用方法：摇匀培养液。摇匀培养液。摇匀培养液。摇匀培养液。先盖盖玻片，再滴培养液，先盖盖玻片，再滴培养液，先盖盖玻片，再滴培养液，先盖盖玻片，再滴培养液，吸吸吸吸去多余的培养液，等细胞全部沉降之后进行去多余的培养液，等细胞全部沉降之后进行去多余的培养液，等细胞全部沉降之后进行去多余的培养液，等细胞全部沉降之后进行计数。计数。计数。计数。307/24/2024计数时，只计数图计数时，只计数图计数时，只计数图计数时，只计数图中的红中的红中的红中的
27、红1 1、红、红、红、红2 2、红、红、红、红3 3、红红红红4 4、红、红、红、红5 5这这这这5 5个中方个中方个中方个中方格格格格( (共共共共8080个小方格个小方格个小方格个小方格) )内内内内的细胞数目（五点的细胞数目（五点的细胞数目（五点的细胞数目（五点取样）。取样）。取样）。取样）。图中红色区域的体积为图中红色区域的体积为（共有（共有400个小格）个小格）2mm2mm0.1mm=410-4毫升毫升怎样计算？怎样计算？怎样计算？怎样计算？2mm2mm317/24/2024分析结果、得出结论：时间种群数量AB段：酵母菌种群基数段：酵母菌种群基数小，对新环境适应，增小，对新环境适应，
28、增长较慢。长较慢。BC段：空间、食物等条段：空间、食物等条件充裕，酵母菌种群快件充裕，酵母菌种群快速增长。速增长。ABCDECD段：空间、食物等限段：空间、食物等限制，种内斗争加剧，酵制，种内斗争加剧，酵母菌种群数量保持相对母菌种群数量保持相对稳定。稳定。EF段：营养物质段：营养物质耗尽，有害代谢耗尽，有害代谢产物积累，酵母产物积累，酵母菌种群数量减少。菌种群数量减少。0327/24/2024例例1.1.某细菌种群随时间延续营养物耗尽，由于突变的原因出现了某细菌种群随时间延续营养物耗尽，由于突变的原因出现了新菌株，它们能够利用原来菌种产生的有害代谢废物。以下各图新菌株，它们能够利用原来菌种产生的有害代谢废物。以下各图中能反映上述菌种发展趋势的是（中能反映上述菌种发展趋势的是（M M代表菌种的数量）（代表菌种的数量）（ ）例例2.2.某种群死亡率如图中曲线某种群死亡率如图中曲线，出生率如图中曲线出生率如图中曲线，则在哪一时，则在哪一时期此种群的个体总数达到其生活环期此种群的个体总数达到其生活环境负荷量的顶点（境负荷量的顶点（ ）A.a B.b C.c D.d A.a B.b C.c D.d BC337/24/2024
