高中生物必修3优质课件24：4.2 种群数量的变化
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实验流程观察并计数将酵母菌接种到培养液中混合均匀并培养每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上计数一个小方格内的酵母菌数量再以此为根据估算试管中的酵母菌总数绘图分析将所得数值用曲线表示出来得出酵母菌种群数量变化规律2从试管中吸出培养液进行计数之前建议你将试管轻轻振荡几次
种群数量的变化
学习目标
1.说明建构种群增长模型的方法; 2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，
课堂总结
课堂反馈
1.种群数量数学模型建立的一般步骤是（ A ）
A.观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的 数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式 B.观察并提出问题→根据实验数据，用适当的数学形式表达事 物的性质→提出合理假设→实验或观察检验或修正数学形式 C.观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的 数学形式表达事物的性质 D.提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表 达事物 的性质→实验或观察检验或修正数学形式
尝试建构种群增长的数学模型； 3.用数学模型解释种群数量的变化； 4.关注人类活动对种群数量变化的影响。
新课导入
在营养和生存空间没有限制 的情况下，某种细菌每 20min就通过分裂繁殖一代。
一、建构种群增长模型的方法
1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产 生后代的数量。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
二、种群增长的“J”型曲线
①产生条件： 理想状态——食物充足，空间不限，
②模型：
气候适宜，没有天敌。
③量的计算：t年后种群的数量为
Nt=N0 λt
（N0为起始数量， t为时间，Nt 表示t年后该种群的数量，λ第二 年是第一年的倍数）
④增长特点：
种
种
群
群
增
增
长
长
速
率
率
O
时间
O
时间
增长速度是指新增加的个体数与时间的比值，有单位（如个／年等）
先升后降
有K值
K值：环境容纳量 环境阻力
食物不足空 间有限种内 斗争天敌捕 食气候不适 寄生虫传染 病等.
四、种群数量的波动和下降
东亚飞蝗种群数量的波动
直接因素：出生率、死亡率、迁入率、 迁出率 外界因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
1.实验原理
分裂次数 1 2 3 4 5
6
7
89
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
2．n代细菌数量Nn的计算公式是： Nn＝1 ×２n
3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
解：n＝ ６０min x７２h／２０min＝２１６ Nn＝1×２n ＝２２１６
4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增 长曲线。
⑶图乙的gh段相当于图甲的cd 过改善其栖息环境，提高K值。
段。
③生产上的捕获期应确定在种群数
⑷图乙的h点相当于图甲的de段。 量为K/2时最好；而杀虫效果最好的
ห้องสมุดไป่ตู้
时期在潜伏期。
（二）种群增长两种曲线的联系与区别
条件 种群增长率
有无K值
曲线
J型曲线 环境资源无限
保持稳定 无，
持续保持增长
S型曲线 环境资源有限
将酵母菌接种到培养液中混合均匀并培养， 每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，
(3) 观察并计数 —— 计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此
为根据，估算试管中的酵母菌总数
(4) 重复2、3步骤 —— 连续观察7天，统计数目
(5) 绘图分析 —— 将所得数值用曲线表示出来，得出酵母菌种群数量变化规律
3.思考与讨论 （1）怎样进行酵母菌的计数？ 可以采用抽样检测的方法：计数一个小方格内的酵母菌数 量， 再以此为根据，估算计算中的酵母菌总数，方格2mm × 2mm盖玻片下培养液厚度为0.1mm，可算出10ml培养液 中酵母菌总数的公式为：2.5×104a(a为小方格内酵母菌数) （2）从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻
在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数最进行了调 查之后，又开展了连续4年的跟踪调查，计算其L值（L=当年末 种群个体数量/前一年来种群个体数量），结果如图所示。下列
关于这4年调查期间的种群致最变化的叙述，错误的是（ D ）
A．第1年末甲乙两种群的增长速度不一定相 等 B．第2年来乙种群数最不一定大于甲 C．第3年来乙种群数量达到了最大值 D．这4年中甲种群每年增加的数量是相等的
如图表示某处于平衡状态的生物种群因某些外界环境变化导致种群中生物 个体数量改变时的四种情形，下列有关产生这些变化的原因分析中，不正 确的是（ C ）
A．若图①所示为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后的变化可能是 大量放养该种鱼 B．若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后变化的原因可能是 增加了营养供应 C．图③中c点后种群个体的数量变化反映出种群的出生率大于死亡率 D．图④曲线可用于指导海洋渔业生产中的捕捞活动
增长率是指新增加的个体数与与原来个体的比例，是一个百分比，无单位。
⑤例子：实验室条件下、外来物种入侵、迁移入新环境。
三、种群增长的“S”型曲线
①产生条件：存在环境阻力。 自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有 限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导 致该种群的出生率降低，死亡率增高。 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时 会稳定在一定的水平。
轻振荡几次。这是为什么？
目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准 确性。 （3）本探究需要设置对照组吗？ 不需要，已有前后对照。
（4）需要做重复实验吗？ 需要，分组实验获得平均值。
（5）如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取 怎样的措施？ 摇匀试管取1mL酵母菌培养液稀释 n倍后，再用血球 计数板计数，所得数值乘以n×2.5×104，即为10mL酵 母菌液中酵母菌个数。 （7）对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 只计数相邻两边及其顶角。
细菌数量/个
曲线图与数学方程式 比较，有哪些优缺点？
曲线图： 直观，但不够精确 数学公式： 精确，但不够直观
20 40 60 80 100120 140 160 时间/分钟
一、建构种群增长模型的方法
1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式
2.数学模型的表现形式:
数学方程式 曲线图
3.建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种群数量的变化。
②曲线图
K值：环境容纳量 减速期，增长缓慢
种群饱长数和 速量期 率由， 为0增 零→K/2值时，种群增长速率增大
种群数量在 K/2值时，种群增长速率最大
K/2
转折期，增 长速率最快
种群数量K/2
→K值时，种群增长速率不断降低
种群数量达到K值时，种群增长速率为零,但种
加速期，个体数量增加，增长加速
群数量达到最大，且种
潜伏期，个体数量较少增长缓慢
内斗争最剧烈。
K值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数 量称为环境容纳量。
③种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系
种群增长曲线的生产生活中的应用：
⑴图乙的fg段相当于图甲的ac 段。
①有害动物的防治，应通过降低其 环境容纳量（K值）
⑵图乙的g点相当于图甲的c点。 ②受保护动物的拯救和恢复，应通
适应期 增长期 稳定期 衰退期 时间
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、 空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲 线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
2.实验流程
(1) 酵母菌培养 —— 液体培养基，无菌条件
(2) 振荡培养基 —— 酵母菌均匀分布于培养基中
种群数量的变化
学习目标
1.说明建构种群增长模型的方法; 2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，
课堂总结
课堂反馈
1.种群数量数学模型建立的一般步骤是（ A ）
A.观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的 数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式 B.观察并提出问题→根据实验数据，用适当的数学形式表达事 物的性质→提出合理假设→实验或观察检验或修正数学形式 C.观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的 数学形式表达事物的性质 D.提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表 达事物 的性质→实验或观察检验或修正数学形式
尝试建构种群增长的数学模型； 3.用数学模型解释种群数量的变化； 4.关注人类活动对种群数量变化的影响。
新课导入
在营养和生存空间没有限制 的情况下，某种细菌每 20min就通过分裂繁殖一代。
一、建构种群增长模型的方法
1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产 生后代的数量。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
二、种群增长的“J”型曲线
①产生条件： 理想状态——食物充足，空间不限，
②模型：
气候适宜，没有天敌。
③量的计算：t年后种群的数量为
Nt=N0 λt
（N0为起始数量， t为时间，Nt 表示t年后该种群的数量，λ第二 年是第一年的倍数）
④增长特点：
种
种
群
群
增
增
长
长
速
率
率
O
时间
O
时间
增长速度是指新增加的个体数与时间的比值，有单位（如个／年等）
先升后降
有K值
K值：环境容纳量 环境阻力
食物不足空 间有限种内 斗争天敌捕 食气候不适 寄生虫传染 病等.
四、种群数量的波动和下降
东亚飞蝗种群数量的波动
直接因素：出生率、死亡率、迁入率、 迁出率 外界因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
1.实验原理
分裂次数 1 2 3 4 5
6
7
89
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
2．n代细菌数量Nn的计算公式是： Nn＝1 ×２n
3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
解：n＝ ６０min x７２h／２０min＝２１６ Nn＝1×２n ＝２２１６
4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增 长曲线。
⑶图乙的gh段相当于图甲的cd 过改善其栖息环境，提高K值。
段。
③生产上的捕获期应确定在种群数
⑷图乙的h点相当于图甲的de段。 量为K/2时最好；而杀虫效果最好的
ห้องสมุดไป่ตู้
时期在潜伏期。
（二）种群增长两种曲线的联系与区别
条件 种群增长率
有无K值
曲线
J型曲线 环境资源无限
保持稳定 无，
持续保持增长
S型曲线 环境资源有限
将酵母菌接种到培养液中混合均匀并培养， 每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，
(3) 观察并计数 —— 计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此
为根据，估算试管中的酵母菌总数
(4) 重复2、3步骤 —— 连续观察7天，统计数目
(5) 绘图分析 —— 将所得数值用曲线表示出来，得出酵母菌种群数量变化规律
3.思考与讨论 （1）怎样进行酵母菌的计数？ 可以采用抽样检测的方法：计数一个小方格内的酵母菌数 量， 再以此为根据，估算计算中的酵母菌总数，方格2mm × 2mm盖玻片下培养液厚度为0.1mm，可算出10ml培养液 中酵母菌总数的公式为：2.5×104a(a为小方格内酵母菌数) （2）从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻
在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数最进行了调 查之后，又开展了连续4年的跟踪调查，计算其L值（L=当年末 种群个体数量/前一年来种群个体数量），结果如图所示。下列
关于这4年调查期间的种群致最变化的叙述，错误的是（ D ）
A．第1年末甲乙两种群的增长速度不一定相 等 B．第2年来乙种群数最不一定大于甲 C．第3年来乙种群数量达到了最大值 D．这4年中甲种群每年增加的数量是相等的
如图表示某处于平衡状态的生物种群因某些外界环境变化导致种群中生物 个体数量改变时的四种情形，下列有关产生这些变化的原因分析中，不正 确的是（ C ）
A．若图①所示为海洋生态系统中某鱼类的种群，则a点后的变化可能是 大量放养该种鱼 B．若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后变化的原因可能是 增加了营养供应 C．图③中c点后种群个体的数量变化反映出种群的出生率大于死亡率 D．图④曲线可用于指导海洋渔业生产中的捕捞活动
增长率是指新增加的个体数与与原来个体的比例，是一个百分比，无单位。
⑤例子：实验室条件下、外来物种入侵、迁移入新环境。
三、种群增长的“S”型曲线
①产生条件：存在环境阻力。 自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有 限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导 致该种群的出生率降低，死亡率增高。 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时 会稳定在一定的水平。
轻振荡几次。这是为什么？
目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准 确性。 （3）本探究需要设置对照组吗？ 不需要，已有前后对照。
（4）需要做重复实验吗？ 需要，分组实验获得平均值。
（5）如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取 怎样的措施？ 摇匀试管取1mL酵母菌培养液稀释 n倍后，再用血球 计数板计数，所得数值乘以n×2.5×104，即为10mL酵 母菌液中酵母菌个数。 （7）对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 只计数相邻两边及其顶角。
细菌数量/个
曲线图与数学方程式 比较，有哪些优缺点？
曲线图： 直观，但不够精确 数学公式： 精确，但不够直观
20 40 60 80 100120 140 160 时间/分钟
一、建构种群增长模型的方法
1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式
2.数学模型的表现形式:
数学方程式 曲线图
3.建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种群数量的变化。
②曲线图
K值：环境容纳量 减速期，增长缓慢
种群饱长数和 速量期 率由， 为0增 零→K/2值时，种群增长速率增大
种群数量在 K/2值时，种群增长速率最大
K/2
转折期，增 长速率最快
种群数量K/2
→K值时，种群增长速率不断降低
种群数量达到K值时，种群增长速率为零,但种
加速期，个体数量增加，增长加速
群数量达到最大，且种
潜伏期，个体数量较少增长缓慢
内斗争最剧烈。
K值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数 量称为环境容纳量。
③种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系
种群增长曲线的生产生活中的应用：
⑴图乙的fg段相当于图甲的ac 段。
①有害动物的防治，应通过降低其 环境容纳量（K值）
⑵图乙的g点相当于图甲的c点。 ②受保护动物的拯救和恢复，应通
适应期 增长期 稳定期 衰退期 时间
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、 空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲 线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
2.实验流程
(1) 酵母菌培养 —— 液体培养基，无菌条件
(2) 振荡培养基 —— 酵母菌均匀分布于培养基中