高中生物 42種群數(shù)量的變化配套課件 新人教版必修3.ppt

第2節(jié)種群數(shù)量的變化 建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 1 數(shù)學(xué)模型 是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的 2 建構(gòu)步驟 提出問題 作出合理假設(shè) 用表達(dá) 3 表達(dá)形式 1 數(shù)學(xué)方程式 優(yōu)點(diǎn)是 2 曲線圖 優(yōu)點(diǎn)是 數(shù)學(xué)形式 數(shù)學(xué)形式 檢驗(yàn)或修正 科學(xué) 準(zhǔn)確 直觀 思維激活1 種群增長(zhǎng)速率與種群數(shù)量間存在怎樣的關(guān)系 提示增長(zhǎng)速率與種群數(shù)量不是一個(gè)概念 只要增長(zhǎng)速率為正值 種群數(shù)量就在增加 增長(zhǎng)速率為零 種群數(shù)量恒定不變 增長(zhǎng)速率為負(fù)值時(shí) 種群數(shù)量應(yīng)下降 1 研究實(shí)例 見下表 數(shù)學(xué)模型是聯(lián)系實(shí)際問題與數(shù)學(xué)規(guī)律的橋梁 具有解釋 判斷 預(yù)測(cè)等重要功能 在科學(xué)研究中 數(shù)學(xué)模型是發(fā)現(xiàn)問題 解決問題和探索新規(guī)律的有效途徑之一 特別提醒 1 相對(duì)于曲線模型 數(shù)學(xué)模型更準(zhǔn)確 但缺乏直觀性 2 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型需建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)之上 必須經(jīng)過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方可得出數(shù)學(xué)模型 而且對(duì)所得出的數(shù)學(xué)模型 應(yīng)予以檢驗(yàn)與修正 2 意義 鞏固1 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下 某細(xì)菌每20min就分裂繁殖一代 現(xiàn)將該細(xì)菌種群 m個(gè)個(gè)體 接種到培養(yǎng)基上 資源 空間無限 th后 該種群的個(gè)體種數(shù)是 a m 2tb m 220c 2d m 23t解析在營(yíng)養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下 種群呈指數(shù)增長(zhǎng) 由于該細(xì)菌每20min繁殖一代 則th后 繁殖3t代 故th后 該種群的個(gè)體總數(shù)為nt n0 t m 23t 答案d 種群數(shù)量的變化 1 模型假設(shè) 條件 和條件充裕 氣候適宜 沒有敵害等 數(shù)量變化 種群的數(shù)量每年以增長(zhǎng) 第二年的數(shù)量是第一年的 倍 2 建立模型t年后種群數(shù)量表達(dá)式為 1 種群增長(zhǎng)的 j 型曲線 食物 空間 一定的倍數(shù) nt n0 t 2 種群增長(zhǎng)的 s 型曲線 1 形成原因 種群密度增長(zhǎng)達(dá)到平衡 數(shù)量趨于穩(wěn)定 呈 s 型增長(zhǎng) 2 環(huán)境容納量是指在的情況下 一定空間中所能維持的種群數(shù)量 又稱 k 值 同一種群的k值不是 會(huì)隨著環(huán)境條件的改變而變化 環(huán)境條件不受破壞 最大 固定不變的 有限 加劇 天敵增加 降低 3 種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 2 數(shù)量變化大多數(shù)種群的數(shù)量總是在中 在不利的條件下 種群數(shù)量還會(huì)急劇甚至消亡 3 研究意義 有害動(dòng)物 保護(hù)和利用 拯救和恢復(fù) 波動(dòng) 下降 防治 野生生物資源 瀕危動(dòng)物種群 氣候 天敵 人類活動(dòng) 思維激活2 哪些因素會(huì)影響動(dòng)物種群的環(huán)境容納量 同種生物的k值是固定不變的嗎 提示食物 棲所 天敵及其他生存條件均會(huì)影響動(dòng)物的環(huán)境容納量 同一種生物的k值不是固定不變的 會(huì)受到環(huán)境的影響 在環(huán)境不遭受破壞的情況下 k值會(huì)在平均值附近上下波動(dòng) 當(dāng)種群偏離平均值的時(shí)候會(huì)通過負(fù)反饋機(jī)制使種群密度回到一定范圍內(nèi) 當(dāng)環(huán)境遭受破壞時(shí) k值會(huì)下降 當(dāng)生物生存的環(huán)境改善時(shí) k值會(huì)上升 1 兩種曲線模型比較 1 對(duì)于瀕危動(dòng)植物而言 由于環(huán)境污染 人類破壞等 導(dǎo)致此種生物的k值變小 通過建立自然保護(hù)區(qū)等措施提高環(huán)境容納量 是保護(hù)這些生物的根本措施 2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 3 在農(nóng)林害蟲的防治方面 降低農(nóng)林害蟲的環(huán)境容納量是防治的根本 殺蟲效果最好的時(shí)期則在潛伏期 特別提醒最大捕獲量 最大日捕獲量 鞏固2 2011 西安質(zhì)檢 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錯(cuò)誤 圖乙中g(shù)點(diǎn)時(shí)種群的數(shù)目不再變化 增長(zhǎng)速率為0 故b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錯(cuò)誤 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e點(diǎn)左右 此時(shí)種群的增長(zhǎng)速率最快 故d正確 答案d 建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 例1 下圖表示在良好的生長(zhǎng)環(huán)境下 小球藻分裂繁殖中的個(gè)體數(shù)量 雞產(chǎn)蛋數(shù)量 每天一個(gè) 和竹子自然生長(zhǎng)的高度 這三種現(xiàn)象與時(shí)間的關(guān)系依次是 a 乙 甲 丁b 甲 丙 丁c 丙 甲 乙d 丁 乙 丙思維導(dǎo)圖 深度剖析小球藻分裂繁殖 速度快 生長(zhǎng)環(huán)境良好 說明資源充足 所以呈 j 型曲線增長(zhǎng) 雞每天產(chǎn)一個(gè)蛋 所以隨時(shí)間 天數(shù) 的增加 蛋數(shù)增長(zhǎng)如圖甲 竹子自然生長(zhǎng)的高度 受到遺傳因素 基因 的控制 所以長(zhǎng)高到一定程度不再長(zhǎng)高 因而呈 s 型曲線增長(zhǎng) 答案c 思維深化在 研究細(xì)菌的種群數(shù)量變化 時(shí) 提出的數(shù)學(xué)模型是 nn 2n n代表細(xì)菌數(shù)量 n代表細(xì)菌繁殖代數(shù) 則建立該數(shù)學(xué)模型的合理假設(shè)應(yīng)為 在資源和空間無限多的環(huán)境中 細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)不受種群密度的制約 種群數(shù)量的變動(dòng) 例2 2011 江蘇單科 25 在野外試驗(yàn)站 研究棉蚜發(fā)生期開放和封閉條件下 不同初始密度 1和20頭 葉 的棉蚜種群密度變化 各實(shí)驗(yàn)組均放置規(guī)格 數(shù)量相同的棉葉 結(jié)果如下圖 有關(guān)敘述正確的是 多選 a 初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下衰退 可能與遷出有關(guān)b 初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下達(dá)到密度峰值 可能與遷入有關(guān)c 開放和封閉條件下種群數(shù)量均在達(dá)到k值時(shí)開始衰退d 開放和封閉條件下種內(nèi)斗爭(zhēng)均在種群衰退時(shí)開始減弱思維導(dǎo)圖 深度剖析相同面積葉片放置相同數(shù)量的棉蚜 分別置于開放和封閉條件下 開放條件下的葉片會(huì)由于外來個(gè)體的遷入而先達(dá)到密度峰值 故b正確 隨著棉蚜數(shù)量的增加 種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇 開放條件下的葉片上的棉蚜在沒有達(dá)到k值時(shí)便會(huì)有部分個(gè)體遷出 使種群密度先于封閉條件而降低 故a正確 c錯(cuò)誤 種群衰退時(shí) 種群內(nèi)個(gè)體之間的斗爭(zhēng)加劇 故d錯(cuò)誤 答案ab 探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量的變化 技法必備1 實(shí)驗(yàn)原理 1 可用液體培養(yǎng)基 培養(yǎng)液 培養(yǎng)酵母菌 培養(yǎng)基中種群的增長(zhǎng)受培養(yǎng)液的成分 空間 ph 溫度等因素的影響 2 在理想的無限環(huán)境中 酵母菌種群的增長(zhǎng)呈 j 型曲線 在有限的環(huán)境中 酵母菌種群的增長(zhǎng)呈 s 型曲線 3 可采用抽樣檢測(cè)的方法 進(jìn)行顯微鏡計(jì)數(shù) 2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪綄W(xué)會(huì)酵母菌等微生物的計(jì)數(shù)及種群數(shù)量變化曲線的繪制 3 材料用具探究所需要的菌種和無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液 試管 血細(xì)胞計(jì)數(shù)板 2mm 2mm方格 滴管 顯微鏡等 4 方法步驟試管中加入10ml無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液接種酵母菌到試管中并混合均勻把試管在28 條件下連續(xù)培養(yǎng)7d 每天抽樣檢測(cè)計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量 將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上 用吸管吸取培養(yǎng)液 滴于蓋玻片邊緣 讓培養(yǎng)液自行滲入到計(jì)數(shù)板小方格內(nèi) 顯微鏡觀察計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù) 已知小方格的培養(yǎng)液厚度為0 1mm 計(jì)算出培養(yǎng)液體積 換算出10ml培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù) 將所得數(shù)值用曲線圖表示 分析酵母菌數(shù)量變化規(guī)律 1 從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)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 減少誤差 2 結(jié)果的記錄最好用記錄表 如下表 3 每天計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量的時(shí)間要固定 能力展示 2011 江蘇 如圖為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量 葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線 請(qǐng)回答下列問題 1 曲線ab段酵母菌呼吸發(fā)生的場(chǎng)所是 曲線bc段酵母菌呼吸的方式為 2 酵母菌種群數(shù)量從c點(diǎn)開始下降的主要原因除葡萄糖被大量消耗外 還有 3 在t1 t2時(shí)段 單位時(shí)間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有 4 某同學(xué)在t3時(shí)取樣 統(tǒng)計(jì)的酵母菌種群數(shù)量明顯高于d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)量 原因可能有 和用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤等 解析本題主要考查 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量動(dòng)態(tài)變化 實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí) 重點(diǎn)考查酵母菌呼吸的方式 場(chǎng)所和影響酵母菌細(xì)胞代謝的相關(guān)因素 意在考查考生對(duì)酵母菌種群數(shù)量 葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線的分析能力 1 圖中曲線ab段無乙醇產(chǎn)生 說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸 其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 bc段有乙醇產(chǎn)生 說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸 2 從c點(diǎn)開始 由于葡萄糖被大量消耗 乙醇含量升高 二氧化碳增加導(dǎo)致培養(yǎng)液的ph下降 致使酵母菌種群數(shù)量開始下降 3 在t1 t2時(shí)段 一方面酵母菌種群數(shù)量增加 另一方面酵母菌細(xì)胞無氧呼吸強(qiáng)度迅速增加 致使單位時(shí)間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加 4 圖中酵母菌種群數(shù)量是在不同時(shí)段 多次取樣的平均值 若在t3時(shí)取樣統(tǒng)計(jì)其種群數(shù)量高于d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)量 可能的原因是取樣時(shí)培養(yǎng)液未充分搖勻 從底部取樣 或是沒有染色 將已死亡的酵母菌菌體也計(jì)算在內(nèi)等 答案 1 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體有氧呼吸和無氧呼吸 2 乙醇含量過高培養(yǎng)液的ph下降 3 酵母菌進(jìn)行無氧呼吸 產(chǎn)生的能量少酵母菌種群數(shù)量增多 4 取樣時(shí)培養(yǎng)液未搖勻 從底部取樣未染色 統(tǒng)計(jì)的菌體數(shù)包含了死亡的菌體 1 2011 安徽 江南十校 聯(lián)考 下列有關(guān)種群的說法不正確的是 a 稻田中秧苗的均勻分布有利于產(chǎn)量提升b 通常自然界中的種群增長(zhǎng)曲線呈 s 型 達(dá)到k值時(shí)種群數(shù)量往往表現(xiàn)出明顯的上下波動(dòng) 因此k值總是固定不變的c 池塘養(yǎng)魚過程中為保持鯽魚種群的增長(zhǎng)需持續(xù)投放飼料等d 預(yù)測(cè)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)人口數(shù)量未來動(dòng)態(tài)的信息主要來自現(xiàn)有居住人口的年齡組成 解析秧苗的均勻分布有利于提高葉片的光照面積 使光合作用強(qiáng)度增強(qiáng) 進(jìn)而使有機(jī)物積累量增多 產(chǎn)量提高 a正確 一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量 k值 環(huán)境是變化的 k值也會(huì)隨之變化 b錯(cuò)誤 年齡組成能推測(cè)出種群的出生率和死亡率之間的關(guān)系 進(jìn)而預(yù)測(cè)種群密度的發(fā)展趨勢(shì) d正確 答案b 2 2011 南京二模 關(guān)于右圖中種群數(shù)量變化說法錯(cuò)誤的是 a 種群 j 型曲線只有在理想條件下才能出現(xiàn)b 種群在 s 型增長(zhǎng)過程中 在達(dá)到k值之前就是 j 型增長(zhǎng)c 自然狀態(tài)下種群數(shù)量達(dá)到600時(shí) 種群的增長(zhǎng)速率為0d 環(huán)境條件變化時(shí) 種群的k值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化解析種群在 s 型增長(zhǎng)過程中 達(dá)到k值之前已經(jīng)存在環(huán)境壓力 不是 j 型增長(zhǎng) j 型增長(zhǎng)始終沒有環(huán)境壓力 答