新教材高中生物選擇性必修2課件：1 2 種群數量的變化(人教版)

第2節(jié)種群數量的變化構建種群增長模型的方法與種群的“J”形增長系統自主梳理1.數學模型及其常見形式與建立過程性質數學公式假設數學形式

檢驗或修正資源和生存空間沒有限制不會2.種群的“J”形增長理想時間種群數量J食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種Nt=N0λt該種群的數量該種群數量是前一年種群數量的倍數(1)數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。()(2)實際上，自然界并不存在類似“J”形增長的種群。()提示

當一個新物種被引種到一個條件適宜的新環(huán)境的早期，往往會呈現出“J”形增長。(3)“J”形增長的前提條件是食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等理想條件。()(4)“J”形增長的數學模型Nt＝N0λt中，λ為一定值，表示該種群數量是前一年種群數量的倍數。()√×√√[應用示例]

數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。調查發(fā)現某種一年生植物(當年播種、當年開花結果)的種群中存在下列情形：①因某種原因導致該植物中大約只有80%的種子能夠發(fā)育成成熟植株；②該植物平均每株可產生400粒種子；③該植物為自花傳粉植物。目前種子數量為a，則m年后該植物的種子數量N可以表示為(

)A.400a·0.8m B.0.8a·400m

C.a·320m D.320a·0.8m解析第一年后：80%×a×400＝320a；第二年后：320a×80%×400＝320×320a……依次類推應該在m年后為a·320m。答案C[對點小練]

在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，某細菌每20min就分裂繁殖一代?，F將該細菌種群(m個個體)接種到培養(yǎng)基上(資源、空間無限)，Th后，該種群的個體總數是(

) A.m·2T B.m·220

C.m·22T D.m·23T

解析細菌進行分裂生殖，一分為二，20min分裂一次，每小時繁殖三代，所以Th共繁殖3T代，種群個體數變?yōu)閙·23T。

答案D素養(yǎng)提升(1)“J”形增長的數學表達式是什么？提示

Nt＝N0λt(2)第t年種群數量是多少？第t＋1年呢？提示

N0λt；N0λt＋1。(3)假設這一年中新出生個體數為m個，死亡個體數為n個，沒有遷入、遷出。則種群的出生率和死亡率分別為多少？m－n的值為多少？提示

m/(N0λt)；n/(N0λt)；N0λt＋1－N0λt。(4)若不考慮遷入、遷出，則這一年種群的增長率(＝出生率－死亡率)為多少？提示

m/(N0λt)－n/(N0λt)＝(m－n)/(N0λt)＝(N0λt＋1－N0λt)/(N0λt)＝λ－1。聯想質疑★細菌繁殖產生的后代數量★細菌種群“J”形增長的曲線圖1.“J”形增長的條件是什么？提示

(1)食物和空間條件充裕；(2)氣候適宜；(3)沒有天敵和其他競爭物種等。2.自然情況下，哪些情形種群可能會出現“J”形增長？提示

(1)生態(tài)入侵；(2)引種到一個適宜的新環(huán)境中的早期。種群的“S”形增長穩(wěn)定自主梳理S增加強烈降低升高相等種群最大數量環(huán)境容納量增大減小增大(1)種內競爭能對種群數量起調節(jié)作用。()(2)環(huán)境容納量，即K值，是固定不變的。()提示

環(huán)境容納量并非固定不變的。(3)建立自然保護區(qū)，給大熊貓更寬廣的生存空間，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量，是保護大熊貓的根本措施。()(4)當種群數量達到K值時，出生率與死亡率大致相當。()(5)所有種群在數量快速增長達到K值后都能保持相對穩(wěn)定，使種群增長呈“S”形曲線。()提示

種群數量在達到K值后，可能會保持相對穩(wěn)定，也可能會持續(xù)性急劇下降。√×√√×[應用示例]

如圖是某一動物物種遷入一個適宜環(huán)境后的增長曲線圖，下列說法不正確的是(

)A.圖中的增長曲線呈“S”形，D點對應的是K值B.圖中表示種群增長速度最快的點是CC.圖中種群數量的增長在遷入第2年后明顯加快D.圖中第8年后，種群數量趨于穩(wěn)定解析種群增長速度最快的點應是B點，即K/2處，B錯誤。答案B[對點小練]在種群“S”形增長曲線的數學模型中，K值不是固定不變的。下列種群K值會增加的是(

) A.地面進行硬化后的家鼠 B.干旱環(huán)境中的東亞飛蝗 C.引入北極狐后的旅鼠 D.干旱環(huán)境中的大熊貓

解析K值即環(huán)境容納量，當環(huán)境條件更適宜生物的生長時K值會增加，地面硬化后不利于家鼠打洞及生存；引入北極狐后，旅鼠的天敵增加；干旱環(huán)境對大熊貓及其食物(竹子)的生存均不利，而干旱環(huán)境有利于蝗蟲產卵，并減少其天敵數量，故K值變大。

答案B聯想質疑★“J”形曲線與“S”形曲線的比較1.2020年春節(jié)過后，巴基斯坦出現了嚴重的蝗災?；认x防治的最佳時間大致為何時？提示

種群數量達到K/2之前，越早越好。2.一般地，當種群數量達到K/2之后，種群數量將會加速增長、減速增長還是下降？提示

減速增長?！飳τ谡滟F的野生生物，要保護環(huán)境，減小阻力，增大K值；對于有害的生物，要采取相應措施，降低其環(huán)境容納量，減小K值。種群數量的波動及培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化爆發(fā)自主梳理1.種群數量的波動赤潮下降消亡2.培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化液體pHJS計數室蓋玻片邊緣小方格試管內的酵母菌總數消耗積累改變S馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液血細胞計數板時間酵母菌數量S(1)大多數生物種群的數量總是在波動中，處于波動中的生物種群特定條件下可能會出現種群爆發(fā)。()(2)長期處于不利條件下，種群數量可能會出現持續(xù)性或急劇的下降，進而導致種群衰退甚至消亡。()(3)在利用血細胞計數板對酵母菌進行計數時，應先吸取培養(yǎng)液滴于計數室內，再加蓋蓋玻片，最后用吸水紙吸去多余的培養(yǎng)液。()提示

應先蓋蓋玻片，再滴加培養(yǎng)液。(4)對一支試管中的培養(yǎng)液中的酵母菌逐個計數是非常困難的，通常采用抽樣檢測的方法。()√√×√(5)從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數之前，應先將試管輕輕振蕩幾次，這樣做是為了讓酵母菌全部沉降到試管底部。()提示

振蕩的目的是為了讓培養(yǎng)液中的酵母菌混合均勻，從而保證取樣的代表性。×[應用示例]

探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化”的實驗方法與注意事項中，不正確的是(

)A.計數培養(yǎng)液中酵母菌數量可用抽樣檢測法B.該實驗不需要設置對照組，不需要做重復實驗C.從試管中吸取培養(yǎng)液時要將試管輕輕振蕩幾次D.在顯微鏡下統計酵母菌數量時視野不能太亮解析統計培養(yǎng)液中酵母菌數量一般用抽樣檢測法，A正確；該實驗中，酵母菌種群數量的變化在時間上形成自身對照，無需設置對照組，要獲得準確的實驗數據，必須重復實驗，求平均值，B錯誤；為了使酵母菌分布均勻和計數準確，取樣前要將試管輕輕振蕩幾次，C正確；因酵母菌和培養(yǎng)液的折光率比較低，用顯微鏡觀察時視野不能太亮，D正確。答案B[對點小練]

下列關于“培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化”實驗的相關操作，錯誤的是(

) A.培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具必須經過嚴格的滅菌處理 B.從瓶中吸出培養(yǎng)液進行計數之前，應將培養(yǎng)瓶輕輕振蕩幾次 C.培養(yǎng)后期的培養(yǎng)液應先稀釋后再計數 D.應在每天的同一時間從同一培養(yǎng)瓶中吸出等量培養(yǎng)液進行計數解析本實驗是取樣后采用顯微計數法進行計數。每天取樣時間要大體一致，并遵守無菌操作規(guī)范。每次取樣前要將試管振蕩搖勻，正確地使用1mL刻度吸管將1mL酵母菌培養(yǎng)液移入1支干凈的試管里，然后用滴管吸取1滴培養(yǎng)液滴在已蓋在血球計數板網格上的蓋玻片的邊緣，待培養(yǎng)液自行滲入并充滿網格后，再放在顯微鏡下進行細胞計數，然后立即將數據填到記錄表格中(吸出不等量，檢測的時候放在格子里也一定是等量的，所以不需要強調吸出等量培養(yǎng)液)。答案D素養(yǎng)提升科學探究——利用血細胞計數板對微生物進行計數(1)血細胞計數板及相關計算(2)影響實驗結果的誤差分析及改進辦法兩種規(guī)格的血細胞計數板規(guī)格1：計數室分為5×5＝25個中方格，每個中方格再被劃分為4×4＝16個小方格。規(guī)格2：計數室分為4×4＝16個中方格，每個中方格再被劃分為5×5＝25個小方格。只計數四個角的4個中方格。兩種規(guī)格的血細胞計數板的一個計數室體積均為1mm×1mm×0.1mm＝0.1mm3，都被劃分為400個小方格。[應用示例]

計數室由25×16＝400個小室組成，容納液體的總體積為0.1mm3。現將1mL酵母菌樣品加99mL無菌水稀釋，用無菌吸管吸取少許滴在蓋玻片邊緣，使其自行滲入計數室，并用濾紙吸去多余菌液?，F觀察到圖中所示a、b、c、d、e5個中方格內共有酵母菌44個，則上述1mL酵母菌樣品中約有菌體(

)A.2.2×108個 B.2.2×107個C.2.2×106個 D.2.2×104個解析5個中方格中共有酵母菌44個，則1mL培養(yǎng)液中酵母菌的總數為(44÷5÷16)×400×104×100＝2.2×108個。答案A[對點小練]

(2019·安徽淮北一中高二月考)為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化，某研究性學習小組完成了有關實驗：若吸取酵母菌培養(yǎng)液1mL并稀釋100倍，采用血細胞計數板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm，由400個小格組成)計數，如圖表示一個中方格中酵母菌的分布情況，以該中方格為一個樣方，計數結果是酵母菌有________個；如果計數的中方格中酵母菌平均數為18個，則1mL培養(yǎng)液中酵母菌的總數為________個。(

)A.18

2.88×108 B.17

2.8×108 C.16

2.8×108 D.15

2.88×108解析中方格內共有酵母菌11個，選擇左和上兩個相鄰邊對壓線個體計數，計數結果為4個，所以圖示中方格中酵母菌總數為15個。如果計數的中方格中酵母菌平均數為18個，則1mL培養(yǎng)液中酵母菌的總數為(18÷25)×400×104×100＝2.88×108個。答案D聯想質疑★某地區(qū)東亞飛蝗種群數量的波動★酵母菌數量變化過程1.預期在一定的時間內，培養(yǎng)液中酵母菌的數量增長將可能是何種類型？依據是什么？

提示

“S”形，依據是酵母菌生長的空間和資源(營養(yǎng)物質)是有限的。2.由于在實驗的過程中會有大量酵母菌死亡，而用血細胞計數板計數時，無法區(qū)分酵母菌的死活，這會對計數結果產