【公開(kāi)課】種群數(shù)量的變化課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

1.2種群數(shù)量的變化某細(xì)菌每20min分裂一次，若有1個(gè)細(xì)菌掉到牛奶中，則一天后有多少個(gè)細(xì)菌？先用3min時(shí)間認(rèn)真閱讀書(shū)p7-8，思考：1、研究種群數(shù)量的變化常用的方法是？一般步驟是？2、假設(shè)資源空間沒(méi)有限制，此細(xì)菌繁殖會(huì)有什么特點(diǎn)的？請(qǐng)?zhí)顚?xiě)好課本P8的表格，并把圖1-4補(bǔ)充完整。3、滿(mǎn)足2的條件，假設(shè)繁殖n代，會(huì)有多少個(gè)細(xì)菌？4、曲線(xiàn)同數(shù)學(xué)公式相比，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？常用的方法：建立數(shù)學(xué)模型（表格、方程式、曲線(xiàn)圖等）通過(guò)數(shù)學(xué)的形式來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)。（P7第一段+科學(xué)方法）（1）概念:一、研究種群數(shù)量的變化細(xì)菌每20min分裂一次，怎樣計(jì)算細(xì)菌繁殖n代后的數(shù)量？_____________________________的條件下，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響觀(guān)察研究對(duì)象，____________提出合理的假設(shè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)腳___________對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)，即建立__________研究方法研究實(shí)例2.建立數(shù)學(xué)模型四步驟:（P7科學(xué)方法）提出問(wèn)題資源和生存空間沒(méi)有限制數(shù)學(xué)形式數(shù)學(xué)模型Nn=1×2n更精確任務(wù)一:更直觀(guān)1

×

272=4722366482869645213696

≈47.2×1020分裂1天后的數(shù)量？2.建立數(shù)學(xué)模型四步驟:（P7科學(xué)方法）細(xì)菌每20min分裂一次，怎樣計(jì)算細(xì)菌繁殖n代后的數(shù)量？_____________________________的條件下，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響觀(guān)察研究對(duì)象，____________提出合理的假設(shè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)腳___________對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)，即建立__________研究方法研究實(shí)例提出問(wèn)題資源和生存空間沒(méi)有限制數(shù)學(xué)形式數(shù)學(xué)模型Nn=2n或繪制曲線(xiàn)圖，N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代通過(guò)進(jìn)一步_____________等，對(duì)模型進(jìn)行_____________實(shí)驗(yàn)或觀(guān)察檢驗(yàn)或修正觀(guān)察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正若1個(gè)細(xì)菌分裂n代(Nn)，則細(xì)菌數(shù)量是任務(wù)二:Nn=1×

2n若細(xì)菌的起始數(shù)量為N0個(gè)，每年都以一定的倍數(shù)λ增長(zhǎng)，t年后種群數(shù)量Nt是多少？Nt＝N0×λ

t起始數(shù)量下一年數(shù)量是上一年的倍數(shù)在自然界中，是否有類(lèi)似的種群增長(zhǎng)形式呢？資料11859年，一位來(lái)澳大利亞定居的英國(guó)人在他的農(nóng)場(chǎng)中放生了24只野兔，一個(gè)世紀(jì)后，這24只野兔的后代竟超過(guò)6億只。資料220世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個(gè)島嶼。1937-1942年，這個(gè)種群增長(zhǎng)如右圖。1.這兩個(gè)資料中種群增長(zhǎng)有什么共同點(diǎn)?2.種群出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因是什么？

食物充足，缺少天敵等請(qǐng)同學(xué)們閱讀P8《思考.討論》，回答下列問(wèn)題：種群數(shù)量增長(zhǎng)迅猛，且呈無(wú)限增長(zhǎng)趨勢(shì)。3.野兔和環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)曲線(xiàn)是否類(lèi)似于細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線(xiàn)？類(lèi)似，均成“J”型種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)“J”型任務(wù)三:二、種群的“J”形增長(zhǎng)曲線(xiàn)1、數(shù)學(xué)模型Nt＝N0xλ

t食物和空間氣候天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種2、產(chǎn)生條件:___________條件充裕，適宜，沒(méi)有_____________________等條件。（理想條件）時(shí)間種群數(shù)量N0

(假設(shè)N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。)②實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的初始階段；思考1：生物遷入新環(huán)境一定會(huì)出現(xiàn)J形增長(zhǎng)嗎？不一定思考2：Nt=Nt-13、適用范圍（記筆記）①當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境中時(shí)。（如物種入侵）λ表示該年種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)

λ>1λ<1λ=1增長(zhǎng)減少不變種群數(shù)量？練：如圖是調(diào)查小組的同學(xué)從當(dāng)?shù)刂鞴懿块T(mén)獲得的某種群數(shù)量的變化圖，據(jù)此不能得出的結(jié)論是（）A．第1～5年間種群呈“J”型增長(zhǎng)B．第20～30年間種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定C．到30年時(shí)種群的數(shù)量最大D．第15～20年間種群數(shù)量不斷減少Cλ>1,增長(zhǎng)λ<1，減少λ=1，不變思考：如果遇到資源、空間等方面的限制，種群還會(huì)呈“J”型增長(zhǎng)嗎？看大本P15右4生態(tài)學(xué)家高斯在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)草履蟲(chóng)草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線(xiàn)（食物和空間有限）增長(zhǎng)的曲線(xiàn)“S”型曲線(xiàn)

種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的K值=環(huán)境容納量環(huán)境條件不受破壞、一定空間所能維持的種群最大數(shù)量?！緦?shí)例分析】種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)2min時(shí)間認(rèn)真閱讀書(shū)p9，思考：1、K值是不是種群數(shù)量的最大值？同一種群的K值是固定不變的嗎？2、種群增長(zhǎng)的“S”形曲線(xiàn)產(chǎn)生的原因是？3、“S”形曲線(xiàn)的種群增長(zhǎng)速率有什么特點(diǎn)？K值的含義環(huán)境條件不受破壞、一定空間所能維持的種群最大數(shù)量。

在K值上下波動(dòng)，動(dòng)態(tài)平衡不是；K值是種群在一定環(huán)境條件下所能維持的種群最大數(shù)量K值是bN0思考：1.種群數(shù)量到達(dá)K值后就不再變化了嗎？2.K值是不是種群數(shù)量的最大值？3.同一種群的K值是固定不變的嗎？不是；要看環(huán)境條件有沒(méi)有變化某藻類(lèi)在不同環(huán)境溫度下的種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線(xiàn)三、種群的“S”形增長(zhǎng)曲線(xiàn)資源和空間總是

。種群密度增大，

加劇，(

增加)，出生率

，死亡率

。當(dāng)出生率與死亡率

，種群數(shù)量

。有限的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)天敵相等趨于穩(wěn)定降低升高2、產(chǎn)生原因（課本P9倒數(shù)第三段）0t1t2三、種群的“S”形增長(zhǎng)曲線(xiàn)相等趨于穩(wěn)定3、增長(zhǎng)特點(diǎn)0t1t2①0~t2：出生率

死亡率②t2時(shí)：出生率

死亡率③0~t1：增長(zhǎng)速率逐漸

，

t1~t2:增長(zhǎng)速率逐漸

，

t2點(diǎn):增長(zhǎng)速率

____

。增長(zhǎng)速率最快對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量為_(kāi)____大于等于加快減慢K/2為零增長(zhǎng)速率=現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù)單位時(shí)間（曲線(xiàn)的斜率）任務(wù)五：以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群的增長(zhǎng)速率為縱坐標(biāo)，畫(huà)出“S”形曲線(xiàn)的增長(zhǎng)速率圖。K/2K＜K/2＞K/2增長(zhǎng)速率最大練《小本》p5：能力11.下圖是某種群在某穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)中的數(shù)量變化曲線(xiàn)，K代表的是環(huán)境容納量。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.種群數(shù)量達(dá)到K值后呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)波動(dòng)B.如果a等于K/2，則c等于2aC.種群數(shù)量小于c時(shí)，出生率不一定大于死亡率D.如果b與c的值相差不大，則種群數(shù)量剛超過(guò)b時(shí)出生率約等于死亡率K值在b-c之間>2a當(dāng)種群數(shù)量下降時(shí)，出<死B4.下圖表示某海域大黃魚(yú)種群數(shù)量與種群增長(zhǎng)速率的變化曲線(xiàn)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.圖中A點(diǎn)種群的年齡結(jié)構(gòu)為增長(zhǎng)型，C點(diǎn)為衰退型B.A點(diǎn)和C點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率相同，所以種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)程度相同C.在環(huán)境條件不被破壞的情況下，該海域大黃魚(yú)種群的K值為2BD.用標(biāo)記重捕法調(diào)查大黃魚(yú)種群密度時(shí)，若標(biāo)記個(gè)體易被捕食,則估算值偏小C增長(zhǎng)型C>A偏大思考:1、ab段增長(zhǎng)比較緩慢的原因是？2、cd段整長(zhǎng)變慢的原因是？對(duì)環(huán)境的適應(yīng)期，個(gè)體數(shù)量少，所以增長(zhǎng)速率也很小資源、空間有限，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，天敵增加等。環(huán)境阻力明顯增大。練習(xí)：1.請(qǐng)?jiān)谕粋€(gè)坐標(biāo)系中繪制同一個(gè)種群在理想條件和現(xiàn)實(shí)條件下的兩種曲線(xiàn)。進(jìn)一步判斷：“S”型曲線(xiàn)的前半段可否認(rèn)為是“J”型曲線(xiàn)嗎？在生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體

（環(huán)境阻力）x陰影部分代表：“J”型曲線(xiàn)有K值嗎？無(wú)2．2013年3月16日，白云機(jī)場(chǎng)安檢員發(fā)現(xiàn)一名外籍旅客喝完水后一直沒(méi)有吞咽的動(dòng)作，于是要求該旅客打開(kāi)嘴巴檢查。該旅客只好將口中的水吐出來(lái)。安檢員這才看清是三只小蝌蚪。該旅客說(shuō)是一個(gè)中國(guó)朋友送給她的，不舍得丟，后該名旅客只能將蝌蚪拿出去自行處理。安檢人員不”通情達(dá)理”的原因之一是防止人類(lèi)的活動(dòng)導(dǎo)致某些物種隨意遷入到新環(huán)境。下列敘述正確的是（雙選）A．入侵生物均會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)“J”型增長(zhǎng)B．若適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、在缺乏捕食者和競(jìng)爭(zhēng)者條件下,入侵生物快速增長(zhǎng)而破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡C．控制入侵生物最佳辦法就是引入它的捕食者D．入侵生物的種群密度不能無(wú)限增長(zhǎng)BD書(shū)P8：如野兔：引入黏液瘤病毒因?yàn)閠年后種群的數(shù)量為:

Nt=N0λt

增長(zhǎng)率=“J”形曲線(xiàn)增長(zhǎng)率：基本不變。補(bǔ)充：“J”型增長(zhǎng)率的變化：以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群的增長(zhǎng)率為縱坐標(biāo)，畫(huà)出“J”形曲線(xiàn)的增長(zhǎng)率圖。任務(wù)六:==因?yàn)閠年后種群的數(shù)量為:

Nt=N0λt

增長(zhǎng)率=“J”形曲線(xiàn)增長(zhǎng)率：基本不變。補(bǔ)充：“J”型增長(zhǎng)率的變化：以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群的增長(zhǎng)率為縱坐標(biāo)，畫(huà)出“J”形曲線(xiàn)的增長(zhǎng)率圖。任務(wù)六:

==

小結(jié)記筆記(2).“S”形曲線(xiàn)與其增長(zhǎng)速率的關(guān)系(1).“J”形曲線(xiàn)與其增長(zhǎng)率的關(guān)系在“S”形曲線(xiàn)中，種群增長(zhǎng)速率先增大后減小最后為0。在“J”形曲線(xiàn)中，增長(zhǎng)率基本不變（=λ-1）。（課后看大本P14要點(diǎn)解讀1、2）

——_____K值——_____K值珍稀、瀕危生物有害生物建立自然保護(hù)區(qū)（改善棲息地，提高K值）(增加環(huán)境阻力)例如：空間、食物、天敵硬化地面，減少挖造巢穴；將食物儲(chǔ)藏在安全處，減少食物來(lái)源；養(yǎng)殖或釋放天敵。K值的應(yīng)用降低提高（p10思考討論2）（p9最后一段）①數(shù)量銳減的重要原因是：棲息地破壞，食物和活動(dòng)范圍減少，K值減小。②保護(hù)的根本措施：K/2值的應(yīng)用(記筆記）K/2時(shí)增長(zhǎng)速率最大，資源再生能力最強(qiáng)。開(kāi)發(fā)動(dòng)植物資源時(shí)——種群數(shù)量剩余量在k/2值控制有害動(dòng)物數(shù)量——在達(dá)到k/2值前進(jìn)行（1）漁業(yè)捕撈應(yīng)在__________(填K/2orK/2以后)，

使其捕撈后控制剩余量在_______。理由：（2）而防治蝗災(zāi)應(yīng)在害蟲(chóng)數(shù)量達(dá)到圖中____點(diǎn)之前進(jìn)行。K/2以后K/2【易錯(cuò)易混】①要持續(xù)獲得最大捕撈量:K/2之后捕撈②要獲得日最大捕獲量:應(yīng)在種群密度最大(即K值時(shí))時(shí)捕撈K/2（使其剩余量維持在K/2)在自然界，有的種群能夠在一段時(shí)期內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)于大多數(shù)生物種群來(lái)說(shuō)，種群數(shù)量總是在波動(dòng)中。1.種群數(shù)量的相對(duì)穩(wěn)定2.種群數(shù)量的波動(dòng)四、種群數(shù)量的波動(dòng)（閱讀書(shū)p10：3min）某地區(qū)東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)3.種群數(shù)量的爆發(fā)處在波動(dòng)狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)（如蝗災(zāi)、赤潮等）當(dāng)種群長(zhǎng)久處于不利條件下，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。（如遭遇人類(lèi)亂捕濫殺和棲息地破壞）4.種群數(shù)量的下降（如干旱，提高了蝗蟲(chóng)的成活率）臥龍大熊貓自然保護(hù)區(qū)4.下圖曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示某野生動(dòng)物種群數(shù)量在達(dá)到環(huán)境容納量后所發(fā)生的三種可能的變化。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.因環(huán)境阻力的存在,該種群數(shù)量不能呈“J”形增長(zhǎng)B.曲線(xiàn)Ⅰ說(shuō)明該種群棲息地可能受到輕度破壞C.形成曲線(xiàn)Ⅱ后,若建立保護(hù)區(qū)可以提高該種群數(shù)量D.形成曲線(xiàn)Ⅲ最可能的原因是該種群的天敵數(shù)量增多D練《大本》p14：4棲息地被破壞（書(shū)P11:表達(dá)與交流3）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溫度、pH、培養(yǎng)時(shí)間、有害代謝廢物交流3：影響酵母菌種群增長(zhǎng)的因素可能是？探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究培養(yǎng)時(shí)間對(duì)酵母菌種群數(shù)量的影響自變量？因變量？控制無(wú)關(guān)變量？1、提出問(wèn)題:2、作出假設(shè):？3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果5、分析結(jié)果，得出結(jié)論6、表達(dá)與交流7、進(jìn)一步探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定（S型）（一）材料用具：（二）方法步驟：探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化（二）方法步驟:1、在試管中加入10mL無(wú)菌馬鈴薯培養(yǎng)液。2、將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液中并混合均勻，并通過(guò)

的方法估算出酵母菌的初始數(shù)量。3、將酵母菌放在適宜的溫度下（如

）連續(xù)培養(yǎng)7天。4、每天同一時(shí)間取樣計(jì)算酵母菌數(shù)量，并估算出試管內(nèi)的酵母菌的總數(shù)。抽樣檢測(cè)25℃-28℃煮沸冷卻那如何對(duì)酵母菌的數(shù)量進(jìn)行估算？（器材：顯微鏡、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板）血細(xì)胞計(jì)數(shù)板先將蓋玻片放在計(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)液自行滲入計(jì)數(shù)室（a）正面觀(guān)（b）側(cè)面觀(guān)（c）放大后的網(wǎng)格計(jì)數(shù)室如果先加培養(yǎng)液再蓋蓋玻片，那么蓋玻片可能由于已加入液滴的表面張力而不能?chē)?yán)密地蓋到計(jì)數(shù)板表面，使計(jì)數(shù)室內(nèi)部液體增多，導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié)果偏高。直接滴加培養(yǎng)液時(shí)，在計(jì)數(shù)室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣泡，造成誤差。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板（a）正面觀(guān)（c）放大后的網(wǎng)格計(jì)數(shù)室放大后的計(jì)數(shù)室（含400個(gè)小方格）計(jì)數(shù)：隨機(jī)取若干個(gè)小方格進(jìn)行計(jì)數(shù)，取其平均值，得出每個(gè)小格的數(shù)目aa個(gè)X個(gè)

每個(gè)小方格10ml體積=a個(gè)

X個(gè)10ml=血細(xì)胞計(jì)數(shù)板每個(gè)小方格的規(guī)格每個(gè)小方格體積？？高面積0.00025mm3=1/4000mm3每個(gè)小方格的體積=（1ml=1000mm3）假設(shè)1個(gè)小方格酵母菌的平均數(shù)目為a，則10mL培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)目估算為：a個(gè)

X個(gè)

1/4000mm3

10000mm3=X=4x107aP11討論題：（2）從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次這是為什么？使培養(yǎng)液中酵母菌分布均勻，以減少誤差。（3）如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌數(shù)量過(guò)多，難以數(shù)清，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？先稀釋再計(jì)數(shù)（4）對(duì)于壓在小方格界線(xiàn)上的酵母菌應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)?只計(jì)相鄰兩邊及其頂角上的酵母菌，一般遵循“計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右”的原則（最后的結(jié)果要乘以稀釋倍數(shù)）用無(wú)菌水稀釋至每小格細(xì)胞數(shù)目為5~10個(gè)稀釋100倍2.本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照嗎?不需要對(duì)照，

在時(shí)間上形成前后自身對(duì)照3.需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎?需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)。對(duì)每個(gè)樣品至少計(jì)數(shù)三次，再取平均值，以提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。4.怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設(shè)計(jì)？P11討論題：計(jì)數(shù)的酵母菌都是活的嗎？怎么分辨死亡細(xì)胞和有活性的細(xì)胞？計(jì)數(shù)的包括活菌和死菌?？梢杂门_(tái)盼藍(lán)對(duì)菌體進(jìn)行染色，被染成藍(lán)色的是死菌，沒(méi)有染色的是活菌需要注意的是，加入臺(tái)盼藍(lán)的體積應(yīng)折算在稀釋倍數(shù)中。如果沒(méi)有染色，計(jì)數(shù)出來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)比真實(shí)值

。偏大★預(yù)測(cè)的酵母菌增長(zhǎng)曲線(xiàn)圖★酵母菌增長(zhǎng)速率曲線(xiàn)圖