高中生物 第四章 種群和群落 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化課件 新人教版必修3.ppt

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第2節(jié) 種群數(shù)量的變化,學(xué)前要點(diǎn)預(yù)覽 知識(shí)要點(diǎn)圖解,晨背關(guān)鍵詞語 1.曲線圖與數(shù)學(xué)方程式相比，能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì) 2.在理想狀態(tài)下，種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型為：Nt=N0λt，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(zhǎng)會(huì)呈“S”型曲線 4.“J”型增長(zhǎng)曲線的增長(zhǎng)率是不變的，而“S”型增長(zhǎng)曲線的增長(zhǎng)率逐漸減小 5. K值并不是固定不變的，當(dāng)環(huán)境改變時(shí)，K值會(huì)發(fā)生變化 6.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(huì)急劇下降甚至消亡,課堂探究 知識(shí)點(diǎn)一 種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線 梳理教材新知 1.建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 (1)數(shù)學(xué)模型：是用來描述________或它的________的數(shù)學(xué)形式。 (2)研究方法和研究實(shí)例(連線)：,(4)曲線： 3.種群增長(zhǎng)的“S”型曲線 (1)形成條件：自然界的________和________總是有限的。,(2)曲線：,(3)種群數(shù)量保持在K值上下波動(dòng)的原因：,(4)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________，又稱________。 (5)應(yīng)用：建立自然保護(hù)區(qū)，從而提高_(dá)_______，如提高大熊貓的種群數(shù)量。,【答案】 1.(1)一個(gè)系統(tǒng) 性質(zhì) (2)①-b ②-d ③-a ④-c (3)數(shù)學(xué)方程式 曲線圖 2.(1)食物和空間 敵害 (2) Nt=N0λt (3)種群的起始數(shù)量 數(shù)量 倍數(shù) 3.(1)資源 空間 (3)種內(nèi)斗爭(zhēng) 增加 出生率 死亡率 (4)種群最大數(shù)量 K值 (5)環(huán)境容納量,2.“S”型曲線在生產(chǎn)中的應(yīng)用 根據(jù)“S”型曲線的特點(diǎn)：在K/2時(shí)增長(zhǎng)速率最大。 (1)為了持續(xù)獲得較多的生物資源，①應(yīng)設(shè)法增大環(huán)境容納量，如加強(qiáng)生物生存環(huán)境的管理，②捕撈、采伐應(yīng)該在種群數(shù)量達(dá)到K/2以上時(shí)進(jìn)行，而且剩余種群數(shù)量應(yīng)保持在K/2左右。 (2)若要對(duì)有害生物進(jìn)行防治，①應(yīng)設(shè)法使其環(huán)境容納量變小，②通過引入天敵等措施，將種群數(shù)量盡量控制在較低水平。 (3)草場(chǎng)放牧，最大載畜量不能超過K值；魚的養(yǎng)殖也不能超過K值，否則，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性破壞，導(dǎo)致K值下降。,易錯(cuò)必明 增長(zhǎng)率≠增長(zhǎng)速率 1.增長(zhǎng)率 單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量的變化率，增長(zhǎng)率=(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)-原有個(gè)體數(shù))/原有個(gè)體數(shù)=出生率-死亡率。 甲為“J”型曲線增長(zhǎng)率，乙為“S”型曲線增長(zhǎng)率。,2.增長(zhǎng)速率 單位時(shí)間內(nèi)種群的增長(zhǎng)量，增長(zhǎng)速率=(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)-原有個(gè)體數(shù))/增長(zhǎng)時(shí)間=(出生數(shù)-死亡數(shù))/單位時(shí)間，下圖為“J”“S”型曲線的增長(zhǎng)速率。,【典例示范1】 如圖表示種群在理想環(huán)境中和有環(huán)境阻力條件下的增長(zhǎng)曲線，下列有關(guān)種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的敘述中正確的是 ( ) A.圖甲為“J”型增長(zhǎng)，每年增加的個(gè)體數(shù)量始終不變 B.圖乙為“S”型增長(zhǎng)，G點(diǎn)時(shí)增長(zhǎng)速率達(dá)到最大值 C.防治蝗災(zāi)應(yīng)在害蟲數(shù)量達(dá)到F點(diǎn)時(shí)進(jìn)行 D.漁業(yè)捕撈后剩余量應(yīng)該在E點(diǎn)左右,【解析】 圖甲曲線的斜率代表種群的增長(zhǎng)速率(即單位時(shí)間內(nèi)種群個(gè)體的增加數(shù)目)，由題圖曲線特征可以看出，在不同的時(shí)間點(diǎn)，曲線的斜率不同，即種群的增長(zhǎng)速率不同，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。圖乙中G點(diǎn)時(shí)種群的數(shù)目不再變化，增長(zhǎng)速率為0，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。防治蝗災(zāi)應(yīng)該在D點(diǎn)附近，超過D點(diǎn)，蝗蟲增長(zhǎng)速率加快，滅蟲效果差，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。漁業(yè)捕撈應(yīng)該在超過K/2時(shí)進(jìn)行，且每次捕撈后的剩余量應(yīng)保持在E點(diǎn)左右，此時(shí)種群的增長(zhǎng)速率最快，故D項(xiàng)正確。 【答案】 D,【問題導(dǎo)析】 (1)圖甲曲線在不同的時(shí)間點(diǎn)，曲線的斜率不同，即種群的________不同。 (2)圖乙中G點(diǎn)時(shí)種群的________不再變化，增長(zhǎng)速率為0。 (3)超過D點(diǎn)，蝗蟲________加快，滅蟲效果差。 (4)E點(diǎn)時(shí)種群的增長(zhǎng)速率________，漁業(yè)捕撈應(yīng)該在超過________時(shí)進(jìn)行，且每次捕撈后的剩余量應(yīng)保持在________點(diǎn)左右。,【答案】 (1)增長(zhǎng)速率 (2)數(shù)目 (3)增長(zhǎng)速率 (4)最快 K/2E,【一題多變】 如圖所示為某種群的數(shù)量變化曲線，判斷下列說法的正誤。,(1)B、b點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率最大，種群數(shù)量在K/2左右，此時(shí)種內(nèi)斗爭(zhēng)也最激烈。 ( ) (2)c點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率明顯減小只是由種內(nèi)斗爭(zhēng)引起的。 ( ) (3)處理好這種生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮K值的大小。 ( ) (4)當(dāng)這種生物與環(huán)境達(dá)到協(xié)調(diào)與平衡后，在E點(diǎn)達(dá)到K值，K值將固定不變。 ( ) (5)進(jìn)行海洋漁業(yè)捕撈的最佳時(shí)期是C時(shí)期。 ( ) (6)C-D段種群數(shù)量仍在增長(zhǎng)。 ( ),解析 種群增長(zhǎng)速率最快的點(diǎn)是在種群數(shù)量K/2左右，之后，食物、空間、生存條件、天敵等多方面因素導(dǎo)致種內(nèi)斗爭(zhēng)更加劇烈，出生率下降，死亡率升高，在K值時(shí)二者相等，最后種群數(shù)量呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)。海洋漁業(yè)捕撈應(yīng)保持可持續(xù)發(fā)展策略，在達(dá)到K/2時(shí)進(jìn)行，能使種群數(shù)量迅速恢復(fù)。 答案 (1) (2) (3)√ (4) (5)√ (6)√,知識(shí)點(diǎn)二 探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化” 梳理教材新知 1.實(shí)驗(yàn)原理 (1)用________培養(yǎng)酵母菌，種群的增長(zhǎng)受________、__ ______、pH、溫度等因素的影響。 (2)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群呈________型增長(zhǎng)；自然界中資源和空間總是有限的，酵母菌種群呈_____ ___型增長(zhǎng)。,(5)分析結(jié)果，得出結(jié)論：將所得數(shù)值用________表示出來，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律。,【答案】 1.(1)液體 培養(yǎng)液的成分 空間 (2)J S 2.(1)無菌馬鈴薯 肉湯 (4)抽樣檢測(cè) (5)曲線圖,掌握核心內(nèi)容 1.實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng) (1)首先在從試管中吸取培養(yǎng)液前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。 (2)若取出的液體中酵母菌密度過大，可以增加稀釋倍數(shù)。 (3)計(jì)數(shù)時(shí)先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，將培養(yǎng)液滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。 (4)用顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌(類似于“樣方法”)。,2.表達(dá)和交流 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得如圖所示的增長(zhǎng)曲線。 (2)增長(zhǎng)曲線的總趨勢(shì)是先上升后下降。 (3)影響酵母菌種群數(shù)量的因素可能有養(yǎng)料、溫度、pH及有害代謝廢物等。,3.計(jì)數(shù)及計(jì)算方法 (1)儀器：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(如圖),如圖：一個(gè)大方格的容積為0.1 mm3，每個(gè)大方格又分為16個(gè)中方格，共有2516個(gè)小方格 (如圖b)。 (2)用計(jì)數(shù)公式計(jì)算1 mL菌液中的總菌數(shù)，設(shè)四個(gè)中方格中的總菌數(shù)為A，稀釋倍數(shù)為B，由于1 mL=1 000 mm3，所以1 mL菌液的總菌數(shù)=A/41610 000B=40 000AB。,A.4個(gè)試管內(nèi)的種群初始階段都經(jīng)歷了“J”型增長(zhǎng) B.4個(gè)試管內(nèi)的種群同時(shí)達(dá)到K值 C.試管Ⅲ內(nèi)種群的K值與試管Ⅱ不同 D.試管Ⅳ內(nèi)的種群數(shù)量先于試管Ⅱ開始下降,【答案】 B,【問題導(dǎo)析】 (1)培養(yǎng)液的體積是________，則整個(gè)培養(yǎng)過程中酵母菌呈________型增長(zhǎng)。 (2)在培養(yǎng)初期，酵母菌之間不因數(shù)量較多而存在生存斗爭(zhēng)的時(shí)候，酵母菌呈________型增長(zhǎng)。 (3)培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量達(dá)到K值的時(shí)間取決于________和酵母菌的起始數(shù)量：酵母菌起始數(shù)量相同的試管(如_______和________、________和________)，________的試管越先達(dá)到K值；而培養(yǎng)液體積相同的試管(如________和________、________和________)，________的試管越先達(dá)到K值。,(4)酵母菌數(shù)量開始下降的時(shí)間取決于_______：_______的試管(如Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ)，________的試管內(nèi)種群數(shù)量越先下降；而________的試管(如Ⅰ和Ⅳ、Ⅱ和Ⅲ)，________的試管內(nèi)種群數(shù)量越先下降。,【答案】 (1)有限的 “S” (2)“J” (3)培養(yǎng)液的體積 Ⅰ Ⅳ Ⅱ Ⅲ 培養(yǎng)液的體積越小 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅳ 酵母菌起始數(shù)量越大 (4)酵母菌的起始數(shù)量和培養(yǎng)液的體積 培養(yǎng)液體積相同 酵母菌起始數(shù)量越大 酵母菌起始數(shù)量相同 培養(yǎng)液體積越小,【一題多變】 (2012江蘇改編)藍(lán)藻、綠藻和硅藻是湖泊中常見藻類。某課題組研究了不同pH對(duì)3種藻類生長(zhǎng)的影響，在實(shí)驗(yàn)中需每天定時(shí)對(duì)藻類細(xì)胞進(jìn)行取樣計(jì)數(shù)，請(qǐng)回答下列問題：,(1)取出的樣液中需立即加入固定液，其目的是__________ ______________。 (2)在計(jì)數(shù)前通常需要將樣液稀釋，這是因?yàn)開___________ ____________。 (3)將樣液稀釋100倍，采用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1 mm1 mm0.1 mm)計(jì)數(shù)，觀察到的計(jì)數(shù)室中細(xì)胞分布圖見上圖，則培養(yǎng)液中藻類細(xì)胞的密度是________個(gè)/mL。,解析 (1)取樣后向樣液中加入固定液來殺死細(xì)胞，維持藻類細(xì)胞數(shù)目不變。 (2)由于樣液中藻類細(xì)胞的密度比較高，稀釋后方便計(jì)數(shù)。 (3)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板規(guī)格為1 mm1 mm0.1 mm，采用五點(diǎn)取樣法，取四角和最中間的5個(gè)中方格計(jì)數(shù)，采取“數(shù)上線不數(shù)下線，數(shù)左線不數(shù)右線”的原則處理，平均每個(gè)中方格內(nèi)有4個(gè)酵母菌。計(jì)數(shù)區(qū)有25個(gè)中方格，共計(jì)有酵母菌425=100個(gè)。計(jì)數(shù)區(qū)體積為1 mm1 mm0.1 mm=0.1 mm3=0.110-3 mL，換算成1 mL，則有酵母菌100104個(gè)，再乘以稀釋倍數(shù)100，結(jié)果為1108個(gè)。,答案 (1)維持藻類細(xì)胞數(shù)目不變 (2)藻類細(xì)胞密度過大 (3)1108,隨堂訓(xùn)練 考點(diǎn)一 建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 1.建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)；②觀察研究對(duì)象，提出問題；③通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正；④提出合理的假設(shè)。下列排序正確的是 ( ) A.①②③④ B.②④①③ C.④①②③ D.③①②④,解析 數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)步驟包括：提出問題→作出假設(shè)→建立模型→檢驗(yàn)或修正。 答案 B,考點(diǎn)二 種群增長(zhǎng)曲線的比較和應(yīng)用 2.(2014浙江)下列關(guān)于環(huán)境容納量的敘述，正確的是 ( ) A.環(huán)境容納量是指種群的最大數(shù)量 B.種群的內(nèi)源性調(diào)節(jié)因素不會(huì)改變環(huán)境容納量的大小 C.在理想條件下，影響種群數(shù)量增長(zhǎng)的因素主要是環(huán)境容納量 D.植食動(dòng)物在自然環(huán)境條件下，一年四季的環(huán)境容納量以冬季最大,解析 環(huán)境容納量是指環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間所能維持的種群最大數(shù)量。也就是說環(huán)境中的種群數(shù)量有可能超過環(huán)境容納量，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；環(huán)境條件若改變，環(huán)境容納量也會(huì)改變，而內(nèi)源性調(diào)節(jié)因素不會(huì)改變環(huán)境容納量的大小，B項(xiàng)正確；理想條件下為“J”型增長(zhǎng)，無環(huán)境容納量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；自然條件下，冬季植食動(dòng)物的食物減少，其環(huán)境容納量會(huì)變小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 B,3.種群在理想和自然條件下分別表現(xiàn)出“J”型和“S”型增長(zhǎng)。下列有關(guān)種群增長(zhǎng)曲線的敘述中，正確的是 ( ) A.在種群“J”型增長(zhǎng)模型(Nt=N0λt)中，λ表示該種群的增長(zhǎng)速率 B.在自然條件下，種群的環(huán)境容納量(即K值)是固定不變的 C.在魚類養(yǎng)殖中，在接近K值時(shí)進(jìn)行捕撈有利于該種群的可持續(xù)發(fā)展 D.在“S”型曲線中，種群密度不同時(shí)可能具有相同的種群增長(zhǎng)速率,解析 在Nt=N0λt中，λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)，并不等同于種群的增長(zhǎng)速率；種群的K值受環(huán)境因素影響，在優(yōu)越環(huán)境中，K值將增大；在魚類養(yǎng)殖中，使捕撈后的剩余量接近K/2時(shí)，種群的增長(zhǎng)速率最大，有利于該種群的可持續(xù)發(fā)展；在“S”型曲線中，種群增長(zhǎng)速率先增大后減小，最后為0，故處于不同的種群密度下可以具有相同的增長(zhǎng)速率。 答案 D,4.如圖為種群在不同環(huán)境條件下的增長(zhǎng)曲線，據(jù)圖回答問題。,(1)A曲線呈“J”型，表示種群在________時(shí)的增長(zhǎng)。 (2)B曲線呈“S”型，表示種群在________時(shí)的增長(zhǎng)，陰影部分表示_____________________________________。 (3)若“S”型曲線表示某個(gè)鼠群遷入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)后的增長(zhǎng)曲線，那么，K點(diǎn)以后曲線保持不變的原因是_____________________________________________ _____________________________________________。 (4)根據(jù)種群變動(dòng)的曲線，解釋投藥滅鼠在短期內(nèi)能控制鼠害，但很快又會(huì)鼠災(zāi)泛濫的原因是__________________ ___________________________。 對(duì)此，應(yīng)采取哪些有效措施？_____________________________________________。,答案 (1)無環(huán)境阻力 (2)有環(huán)境阻力 由于環(huán)境阻力，而淘汰的個(gè)體數(shù) (3)由于食物短缺等因素的限制，種群數(shù)量在達(dá)到環(huán)境容納量以后在一段時(shí)間內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定 (4)①老鼠種群的抗藥性增強(qiáng)；②毒殺一部分個(gè)體，剩余的個(gè)體數(shù)目在環(huán)境容納量以下很快會(huì)恢復(fù)到原來數(shù)量 原則上是降低環(huán)境負(fù)載能力，無污染，具可行性。如：①嚴(yán)密封儲(chǔ)糧食；②清除生活垃圾；③生物防治，保護(hù)老鼠天敵等(其他方法符合以上原則即可),考點(diǎn)三 探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化” 5.下列對(duì)探究酵母菌種群數(shù)量變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是 ( ) A.用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)酵母菌個(gè)數(shù)時(shí)，取適量培養(yǎng)液直接滴加到計(jì)數(shù)室內(nèi) B.對(duì)于壓在一個(gè)方格界限上的酵母菌的處理方法是計(jì)數(shù)四條邊及其頂角的酵母菌數(shù) C.已知血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的方格為2 mm2 mm，若蓋玻片下經(jīng)稀釋10倍的培養(yǎng)液厚度為0.1 mm，計(jì)數(shù)時(shí)觀察值為M，則10 mL培養(yǎng)液中酵母菌的總數(shù)約為2.5 M105個(gè) D.與一般的生物實(shí)驗(yàn)一樣，該探究實(shí)驗(yàn)也需要單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組,解析 培養(yǎng)液應(yīng)加在蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，并非直接滴加到計(jì)數(shù)室內(nèi)；在統(tǒng)計(jì)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板每格內(nèi)的酵母菌數(shù)時(shí)，壓在邊線上的個(gè)體只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角的個(gè)體；C項(xiàng)所敘的計(jì)算結(jié)果是10 cm3/0.2 cm0.2 cm0.01 cm10 M=2.5 M105；該實(shí)驗(yàn)不需要單獨(dú)設(shè)置對(duì)照組，只要分組重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值即可。 答案 C,