高中人教版 (2019)第3节 影响种群数量变化的因素图文ppt课件
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2.课堂教 学内容
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快,因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细蔺'每20 min就通过分裂繁殖一代。
讨论:你了解“七步洗手法”吗? 了解手上细菌的检测吗?
细菌繁殖产生的后代数量
图片中的手越白意味着越脏,越黑意味着越干净
根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量,记录在自己设计的表格中。
讨论:1.第n代细茵数量的计算公式是什么?2.72h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?
设细菌初始数量为N0,第一次分裂产生的细菌为第一代,数量为N0x2,第n代的数量为Nn= N0×2n。
以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌种群的增长曲线。
数学公式与曲线图各有什么优缺点?
第n 代细菌数量的计算公式: Nn=1×2n
讨论:3.在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?如何验证你的观点?
不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。
以上数学模型的建构假设是理想条件(资源和生存空间没有限制),在自然界中,有没有这种类型的增长呢?
细菌每20min分裂一次,细菌数量是怎样变化的?
资源和空间无限多,细菌种群增长不受种群密度增加的影响
列表格,画曲线,推公式
一.建构种群增长模型的方法
科学方法: 建立数学模型
用来描述一个系统或它的性质的 形式
数学公式、 。
观察研究对象, →提出合理的假设→根据实验数据,用适当的数学形式对事物的 进行表达→通过进一步 等,对模型进行 。
2.实例: (1)1859年,澳大利亚某农场中放生了24 只野兔。 一个世纪之后,澳大利亚野兔超过6 亿只。 后来,黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。
思考•讨论: 分析自然界种群增长的实例
(2)20世纪30年代, 环颈雉引入某地小岛。 5年间增长如图所示。
上世纪70年代美国为了改善河流水质,从东南亚引进少量亚洲鲤。
(3)上世纪70年代美国为了改善河流水质,从东南亚引进少量亚洲鲤。
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去?为什么?
1.这两个资料中种群增长有什么共同点?
2.种群出现这种增长的原因是什么?
种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。
不能,因食物和空间有限
食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害(即无环境阻力)
种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的λ倍
注意,J形增长的λ为定值; 若λ不为定值,则说明种群数量变化非J形增长;
A.思考:哪些情况下可能出现这种条件?
实验室条件下、迁移入新环境(如物种入侵)
B.思考:生物迁入新环境一定会出现“J”形增长吗?
二.种群数量的增长模型
1.种群的“J”型增长
①数学公式: t年后种群的数量为______________; 参数含义: N0为__________________; t为______; Nt表示____________________; λ表示_____________________________;②曲线图:
该种群数量是前一年种群数量的倍数
注意:该曲线的起点不是原点;
1.种群的“J”形增长
①当λ=1时,种群数量如何变化?②当λ>1时,种群数量如何变化?③当λ<1时,种群数量如何变化?
种群数量不变(相对稳定)
引用自人教版教师教学用书
种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt ,种群增长曲线不一定是“J”形。
④当λ>1时,种群一定呈“J”形增长吗?
不一定;只有λ>1且为定值时,种群增长才为“J”形增长;
1-4年,种群数量呈___形增长4-5年,种群数量__________5-9年,种群数量__________9-10年,种群数量_______10-11年,种群数量_____________11-13年,种群数量____________________________前9年,种群数量第_______年最高9-13年,种群数量第______年最低
11-12年下降,12-13年增长
例1.据图说出种群数量如何变化
凤眼莲(俗称水葫芦)原产于南美,1901年作为花卉引入中国。由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨。它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡。
外来入侵物种紫茎泽兰在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰,原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带,大约20世纪40年代,紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在,云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布,对当地生物多样性造成了严重破坏。
2000年之前我国人口变化
反应了种群增长的潜力或者趋势
“一个种群有1000个个体,一年后增加到1100”,则该种群的增长速率为:
“一个种群有1000个个体,一年后增加到1100”,则该种群的增长率为:
增长率不能等同于增长速率
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线(即斜率)
Nt=N0λt,λ代表种群数量增长倍数,不是增长率。增长率=λ-1
看曲线的斜率(即过每一点的切线)
生态学家高斯的实验:在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫,每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经反复实验,结果如下图所示。
如果遇到资源、空间等方面的限制,种群还会呈“J”型增长吗?
2.种群的“S”形增长
(1)模型假设 : 资源和空间有限,天敌的制约等(即存在环境阻力)
出生率大于死亡率, 此时种群增长速率最大;
0C段(不包括C):
出生率等于死亡率,此时种群的增 长速率为零,种群数量趋于稳定, 种群数量达到环境容纳量(即K值)。
种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈
(1)模型假设 : 资源和空间有限,天敌的制约等 (即存在环境阻力)
(2)建立模型 : 一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
种内竞争对种群数量起调节作用
ab段:bc段:cd段:de段:
种群基数小,需要适应新环境,增长较缓慢;
资源和空间丰富,出生率升高,种群数量增长迅速;
资源和空间有限,种群密度增大,种内竞争加剧,出生率降低,死亡率升高,种群增长减缓;
出生率约等于死亡率,种群增长速率几乎为0,种群数量达到K值,且维持相对稳定。
(5)K值、K/2的四种不同表示方法:
①在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在 上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过 调节使种群数量回到K值。
(6)同一种生物的K值不是固定不变的: K值会随着环境的改变而发生变化, 当环境遭受破坏时,K值变化是_____;当环境条件状况改善时,K值会_____。
②K值并不是种群数量的最大值: K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
(7)K值与K/2值在实践中的应用:
①对野生生物资源和濒危物种的保护:
②对野生生物资源的利用:(合理开发利用)
渔业捕捞应在 ;
捕捞后鱼的种群数量维持在 。
因为捕鱼后保留在K/2值处,种群增长速率最大,可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”,符合可持续发展的原则。
最大捕捞量≠最大日捕获量
A.要持续获得最大捕捞量:
应在种群密度最大时捕捞(de期即K值时)
在 捕杀。
实例:如灭鼠时及时控制种群数量,严防达到____值,若达到该值,会导致该有害生物成灾。
家鼠繁殖力极强,善于打洞,偷吃粮食,传播疾病,危害极大。
实例:如灭鼠时及时控制种群数量,严防达到K/2值,若达到该值,会导致该有害生物成灾。
控制家鼠数量的思路和相应具体措施:
A.思路:增大死亡率。具体措施:机械捕杀、药物毒杀等。
梁杰荣等于1976年6-7月在某地采用0.2%氟乙酰胺喷雾灭鼠,当年鼠兔(高原鼠兔和中华鼢鼠)种群密度由58.66只/公顷剧降为1.88只/公顷。但3年后,种群密度恢复为165只/公顷。
B.思路:降低出生率。具体措施:施用避孕药、降低生殖率的激素等。C.思路:降低环境容纳量。具体措施:养殖家猫捕食家鼠、搞好环境卫生、硬化地面、安全储藏食物等。
降低有害生物环境容纳量是防治有害生物的根本措施
④为引进外来物种提供理性的思考。 必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害,即是否会构成生物入侵。
①图中阴影部分表示什么?②环境阻力如何用自然选择学说内容解释?③“S”形曲线中,有一段时期近似于“J”形曲线,这一段是否等同于“J”形曲线?为什么?
生存斗争中被淘汰的个体数。
不等同,已经存在环境阻力。
(8)种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线
“J”型曲线无 K值, 无种内斗争, 无天敌。
例2.图1表示某种群数量变化的相关曲线图,图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是( )
A.图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况B.图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点C.图2中B点时种群增长速率最大D.图1中第15年种群数量最少
例3.如图是某养殖鱼类种群的有关曲线.以下分析错误的是( )
A.图1、2、3都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律B.b、c、f点种群都达到了环境容纳量C.a点和e点的增长速率与c点对应D.b、d点捕捞可获得最大日捕获量E . 建立自然保护区,改善其栖息环境,可使图1的K值提高
如图是某养殖鱼类种群的有关曲线.以下分析错误的是( )
A.图1表示该种群数量的增长可能受其本身密度增加的制约B.图2表示的种群增长规律可以用于指导渔业捕捞等C.渔业捕捞时,为保证持续获得高产量应使捕捞后的剩余量维持在a点对应的种群数量D.a点之前的种群数量的增长不受环境阻力影响
A.根据“J”型增长曲线的数学模型Nt=N0•λt可知,种群呈“J”型增长时其增长速率不能用图2表示B.灭鼠时如果仅杀死一半的鼠,效果可能适得其反C.“涸泽而渔”会使鱼的数量下降到a点对应的种群数量以下,不利于长远的发展D .外来物种入侵,种群的数量一定呈“J”型增长
A.图2c点后,种群数量减少的原因有天敌、资源和空间等B.资源量是该种群数量最主要的内源性调节因素C.根据某生物的种群密度即可反映该生物种群数量的变化趋势D .在“J”型曲线增长中,每年增加的个体数始终不变
在自然界中,有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定,但是对于大多数生物的种群来说,种群数量总是在波动中。
种群长久处于不利条件下,如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏,种群数量会出现持续性下降或急剧的下降。
种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。对于那些已经低于种群延续所需的最小种群数量的物种,需要采取有效保护措施进行保护。
例4.下图两条曲线代表两种生物数量Nt和一年后的种群数量Nt+1之间的关系,直线P表示Nt=Nt+1。其中K对策生物的种群动态曲线有两个平衡点即稳定平衡点(S点)和绝灭点(X点),当种群数量高于X时种群可以回升到S,但是种群数量一旦低于X就会走向绝灭。r对策生物只有一个稳定平衡点而没有绝灭点。请据图回答以下问题:
(1)当种群基数较少时,种群增长为负值的是____对策生物;当种群基数较少时,种群会在短时间内快速增长的是____对策生物。
(2)家鼠的寿命只有两年,几乎全年均可繁殖,种群数量每天可增加1.47 %,是________ (“r对策”或“K对策”)生物,这类生物很难消灭,在种群密度极低时也能迅速回升,最终形成一种
________型增长曲线。使家鼠种群数量持续维持较低水平、对环境无污染的防治措施有( )A.室内采取硬化地面 B.食物储存在安全处C.养殖家鼠的天敌 D.药物捕杀
(3)K对策生物的种群数量高于或低于____(填“S”或“X”)点时,都会趋向该平衡点,因此种群通常能稳定在一定数量水平上,该数量水平被称为____________。
(4)东北虎等珍稀濒危动物,其数量一旦低于X点,就会走向灭绝,此时可采取的保护措施有_______________________________________________。
建立动物园、建立动物繁育中心等易地保护措施;建立精子库,利用生物技术对濒危物种的基因进行保护;人工授精、胚胎移植等
一、概念检测1.在自然界,种群数量的增长既是有规律的, 又是复杂多样的。判断下列相关表述是否正确。(1)将一种生物引入一个新环境中,在一定时期内,这个生物种群就会出现“J”形增长。( )(2)种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。 ( )(3)由于环境容纳量是有限的,种群增长到—定数量就会保持稳定。( )
2.对一个生物种群来说,环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是 ( )A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说,环境容纳量是相同的B.对生活在冻原的旅鼠来说,不同年份的环境容纳量是不同的C.当种群数量接近环境容纳量时,死亡率会升高,出生率不变D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说,环境容纳量是相同的
二、拓展应用1.种群的“J”形增长和“S”形增长,分别会在什么条件下出现?你能举出教材以外的例子 加以说明吗?
【答案】在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下,种群可能会呈“J”形增长。例如,澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究,发现在环境条件较好的年份,它们的种群数量增长迅速,表现出季节性的“J”形增长。在有限的环境中,如果种群的初始密度很低,种群数量可能会出现迅速增长,随着种群密度的增加,种内竞争就会加剧,因此,种群数量增加到一定程度就会停止增长,这就是“S”形增长。例如,栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长,常常具有“S”形增长的特点。
二、拓展应用2.假设你承包了一个鱼塘,正在因投放多 少鱼苗而困惑:投放后密度过大,鱼竞争加剧, 死亡率会升高;投放后密度过小,水体的资源和 空间不能充分利用。怎样解决这个难题呢?请査 阅有关的书籍或网站。
【提示】同样大小的池塘,对不同种类的鱼来说,环境容纳量是不同的。可以根据欲养殖的鱼的种类,查阅相关资料或请教有经验的人,了解单位面积水面应放养的鱼的数量。
一、选择题4.关于种群的增长,下列表述正确的是( )A.引入到新环境的种群,一定时间内都能呈“J”形增长B.在环境条件变化的情况下,种群数量都会在K值附近波动C.在环境条件不变的情况下,种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势D.自然界的种群增长到一定程度都会在K 值保持稳定,因此,都呈“S”形增长
高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化练习题课件ppt: 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化练习题课件ppt,共29页。PPT课件主要包含了教学过程,概念图,课堂练习巩固,典型习题,规律总结,实践•探究,一实践•探究,配制酵母菌培养液,接种酵母菌到培养液中,统计分析等内容,欢迎下载使用。
高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化练习题课件ppt: 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化练习题课件ppt,共60页。PPT课件主要包含了教学过程,概念图,课堂练习巩固,典型习题,规律总结,建立数学模型,实践•探究,种群的数量变化,问题探讨,不直观等内容,欢迎下载使用。
高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 影响种群数量变化的因素课堂教学课件ppt: 这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 影响种群数量变化的因素课堂教学课件ppt,共29页。PPT课件主要包含了教学过程,概念图,课堂练习巩固,典型习题,规律总结,实践•探究,一实践•探究,配制酵母菌培养液,接种酵母菌到培养液中,统计分析等内容,欢迎下载使用。