高中生物第1章 种群及其动态第2节 种群数量的变化多媒体教学课件ppt

这是一份高中生物第1章 种群及其动态第2节 种群数量的变化多媒体教学课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了数学公式模型，曲线图模型，数学形式，Nn＝2n，理想条件下，食物和空间条件，Nt＝N0λt，种群的起始数量，趋于稳定，栖息地等内容，欢迎下载使用。

第2节　种群数量的变化
1．说明建构种群数量增长模型的方法。(生命观念、科学思维)2．用数学模型解释种群数量的变化规律。(科学思维)3．通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群增长的数学模型。(科学探究)4．关注人类活动对种群数量变化的影响。(社会责任)
1．种群数量变化的内容包括种群数量的增长、稳定、下降、波动、消亡等。2．数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，如曲线图和数学公式。3．种群增长的“J”形曲线产生条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等理想的条件下。4．种群增长“J”形曲线的数学公式：Nt＝N0λt(N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt为t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)。
5．种群的“S”形增长：①产生条件：自然条件(现实状态)——自然界的资源和空间总是有限的；②数量变化：当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，其捕食者数量也会增加，导致该种群的出生率降低，死亡率升高。6．环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。7．探究酵母菌数量变化规律可用抽样检测的方法。
知识点一　种群数量的变化
教材梳理1．建构种群增长模型的方法(1)数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式，主要包括数学公式模型和曲线图模型，其中更精确的是_______________，更直观的是_____________。(2)构建数学模型的方法步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的___________对事物的性质进行表达→进一步检验或修正模型。
(3)实例：若N代表细菌数量，n代表第几代，则在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌增长的数学公式模型是_____________，曲线图模型为：
2．种群的“J”形增长(1)概念：自然界有类似细菌在_____________种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“_____”形。(2)模型假设：_________________充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件。
(3)建立模型①曲线图模型②数学公式模型：_________________。③参数含义：N0为该_________________，t为时间，Nt为t年后该种群的数量，_____表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
3．种群的“S”形增长(1)概念：种群经过一定时间的增长后，数量___________，增长曲线呈“S”形。(2)模型假设：食物等资源和空间总是有限的(自然条件)。建立模型
(3)环境容纳量：_______的环境条件所能_______的种群_______数量，又称K值。(4)应用①野生大熊猫数量锐减的原因：_________遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，_______变小。②应对措施：建立_____________，改善栖息环境，提高________ _____。
4．种群数量的波动(2)数量变化：①大多数种群的数量总是在_______中；②处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群_______；③长久处于不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的_______。
判断正误1．理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量。(　　)2．将20 mL无菌培养液等量分装到甲、乙2支试管中，向甲试管放入5只大草履虫，乙试管放入10只大草履虫，则一段时间后，甲试管的K值大于乙试管。(　　)3．在“S”形增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄结构为衰退型。(　　)4．“S”形增长曲线中，种群数量未达到K/2前的增长是“J”形增长。(　　)
(3)请在下图中绘出“J”形增长和“S”形增长的增长率、增长速率曲线。
2．对“λ”的理解当λ>1时，增长率>0，种群数量______；当λ＝1时，增长率____0，种群数量______；当λ<1时，增长率<0，种群数量_______。
核心归纳1．种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线的比较
(1)0～4年(包括第4年)：λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。(2)4～5年(不包括第5年)：尽管λ值减小，但仍大于1，种群数量一直增加。(3)5～9年(包括第5年和第9年)：λ＝1，种群数量维持相对稳定。(4)9～10年(不包括第9年和第10年)：λ<1，种群数量不断减少。(5)10～11年(包括第10年和第11年)：λ＝0.5，小于1，种群数量不断减少。(6)11～12年(不包括第12年)：尽管λ值呈上升趋势，但仍小于1，故种群数量持续减少，至第12年时种群数量达到最小。(7)12～13年(不包括第12年)：λ>1，种群数量开始不断增加。
3．K值的几点总结(1)对K值的解读①K值是可变的。K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降，达到一个新的K值；当环境条件状况改善后，K值会上升。②达到K值后种群数量仍是可变的，会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。③K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即一定的环境条件所能维持的种群的最大值；种群所能达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为已超过环境承载量。
(2)K值的不同表示方法
典题应用1．下列关于种群的“J”形增长曲线的叙述中，错误的是(　　)A．条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等B．“J”形增长曲线有K值，只是K值较大，图中没有表示出来C．数学公式模型可表达为t年后种群数量：Nt＝N0λtD．“J”形增长曲线模型中λ的含义为该种群数量是前一年种群数量的倍数
解析：“J”形增长的数学模型假设条件为食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等，A正确；“J”形增长的数学模型中，没有K值，B错误；N0为种群起始数量，t为时间，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数(λ>1)，则t年后种群数量Nt＝N0λt，C、D正确。
2．下列有关种群增长的“S”形曲线的叙述，错误的是(　　)A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”形B．达到K值时种群增长率为零C．种群增长受自身密度的影响D．种群的增长速率逐步降低解析：自然条件下，由于受到环境资源、天敌以及传染病等的限制，种群增长曲线最终呈“S”形，A正确；达到K值时种群数量不再增加，种群增长率为零，B正确；自然条件下，由于食物和空间有限，种群增长受自身密度的影响，C正确；“S”形曲线的增长速率先增大后减小，D错误。
知识点二　培养液中酵母菌种群数量的变化
教材梳理1．实验目的：探究培养液中酵母菌种群数量的变化并总结影响种群数量变化的因素。2．实验原理：酵母菌是单细胞_______生物，生长周期短，增殖速度快，可以用_______培养基来培养。3．提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？4．作出假设：培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长；随着时间的推移，由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、pH的改变，酵母菌数量呈“_____”形增长。
5．实验设计(1)变量分析：自变量为_______；因变量为_____________；无关变量为_______________等。(2)怎样对酵母菌进行计数？①方法：___________法。②用具：___________________________、显微镜等。③步骤：先将___________________________________→_________ __________→_________________→让培养液自行渗入→用滤纸吸去多余的培养液→酵母菌全部沉降到计数室底部→显微计数一个小方格内的酵母菌数量→估算试管中酵母菌的总数。
试管、滴管、血细胞计数板
盖玻片放在血细胞计数板的计数室上
6．实施计划：首先通过显微镜观察，估算出10 mL培养液中酵母菌的初始数量(N0)，在此之后连续观察7天，分别记录下这7天的数值。
7．实验结果：酵母菌增长曲线图(如图1)及酵母菌增长速率曲线图(如图2)如下：增长曲线的总趋势是_______________，原因是在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、pH变化、___________积累等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。
判断正误1．可用抽样检测的方法监测酵母菌数量。(　　)2．应先向计数室滴加样液，再盖盖玻片。(　　)3．待酵母菌全部沉降到计数室底部再开始计数。(　　)
核心探讨酵母菌的计数1．从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。提示：使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。2．若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？提示：当小方格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数，即计数前应摇匀→取样→稀释→计数。
3．对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？提示：对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其夹角(一般是左上边界及其夹角)的酵母菌。4．探究本实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？提示：酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照，不需另设对照实验，但需要做分组重复实验获取平均值，以保证计数的准确性。5．怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？提示：可以借助台盼蓝染液进行染色(死亡细胞呈蓝色)。
6．设计记录表记录结果。提示：如表所示
7．若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中酵母菌的密度为__________________________________个/mL。
20×(25÷5)×100×10 000＝1×108
核心归纳1．酵母菌的计数方法(1)仪器：血细胞计数板(如下图)。
如上图所示，一个大方格的容积为0.1 mm3，每个大方格又分为16个中方格，共有25×16个小方格。
2．实验操作的注意事项(1)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成相互对照，需要做重复实验，目的是减少误差，即对每个样品计数三次，取其平均值。(2)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。(3)从锥形瓶中吸出培养液进行计数前，需将锥形瓶轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(5)制片时，要先在计数室上盖上盖玻片，然后用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去。(6)若视野中细胞数目多，培养液要进行定量稀释重新计数，以每个小方格内含有4～5个酵母菌为宜。(7)由于计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1 mm)，故需要让细胞沉降到计数室底部，避免细胞分布在不同液层深度，导致计数时被遗漏。
典题应用3．下列关于探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验的操作，正确的是(　　)A．改变培养液的pH不影响K值的大小B．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧C．为保证数据准确，对培养后期的培养液计数前不能做稀释处理D．酵母菌种群数量在不同时间的增长速率可能相同解析：改变培养液pH会影响K值的大小，A项错误；酵母菌在有氧条件下可以进行有氧呼吸，不需要去除溶解氧，B项错误；为了方便酵母菌计数，对培养后期的培养液应先稀释后再计数，C项错误；酵母菌种群数量在不同时间的增长速率可能相同，D项正确。
4．将10 mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表所示。据表分析不正确的是(　　)
A．培养过程中酵母菌始终出生率>死亡率B．样品的取样先后顺序为2、4、1、3C．对酵母菌而言，10 mL该培养液的环境容纳量可能为1.21×107个D．若进行第5次均匀取样，10 mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21×107个
解析：将10 mL酵母菌培养液放在适宜温度下培养，可根据培养液pH的变化来确定取样顺序，因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质，不断产生CO2等代谢产物使培养液pH不断下降，因此取样顺序为2、4、1、3。从表中数据分析可知，样品1与样品3的酵母菌数量相同，说明酵母菌数量可能已经达到最大值，此时，出生率＝死亡率；已知1 mm3＝ 10－3 mL,10－3mL酵母菌培养液中，酵母菌数量的最大值为1 210个，则10 mL酵母菌培养液中，酵母菌数量为1 210×103×10＝1.21×107(个)，10 mL该培养液的环境容纳量可能为1.21×107个。继续培养，随着环境条件恶化，种群进入衰退期，出生率会小于死亡率，种群数量将不断下降，所以继续取样，酵母菌的种群数量有可能低于1.21×107个。