高三一轮复习生物：第29讲 种群的特征和种群数量的变化课件.pptx

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1、第29讲 种群的特征和数量变化,考纲明细 1.种群的特征() 2.种群的数量变化() 3.实验: 探究培养液中酵母菌数量的动态变化,近五年全国 I 卷考试情况,2015年非选择题T31(10分);,2017年选择题T5(6分),2018年选择题T5(6分),2019年选择题T6(6分)和非选择题T31(2分),考点一,种群的特征,(第1课时),种群的特征,种群的数量特征,种群的空间特征,(主要内容),种群密度 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 年龄组成 性别比例,(最基本的数量特征),种群的数量特征:,种群的空间特征:,均匀分布,随机分布,集群分布,一. 种群的数量特征,1.种群密度:,指种群在

2、单位面积或体积中个体数量,是种群最基本的数量特征;,(1)概念:,(2)种群密度的调查方法:,样方法,标志重捕法,黑光灯诱捕法,(1)样方法:,适用对象:,植物、昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等。,过程:,(1)样方法:,适用对象:,植物、昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等。,过程:,a.随机取样 b.样方大小适中: c.样方数量不宜太少 d.宜选用双子叶植物:,样方法注意事项:,思考1: 进行样方法调查时，为何要强调“随机”取样？,为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。,乔木100m2、灌木16m2、草本1m2；,单子叶植物常常是

3、丛生或蔓生的,(2)标志重捕法,适用生物:,过程:,活动能力强、活动范围大的动物。,标志重捕法的注意事项,a.调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象；,b.标志物不能醒目，以防其被敌害捕食；,c.标志物不能影响被标志对象的正常生理活动；,d.标志物不易脱落，能维持一定时间。,(3)黑光灯诱捕法,对于趋光性昆虫，还可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查种群密度。,检测下列调查活动或实验中，实验所得到数值与实际数值相比偏小的是（ ） A.标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标志物脱落 B.调查兔子的种群密度是，用鲜艳的颜色标记被捕获的兔子 C.样方法调查草地中的蒲公英时，样方线上

4、的个体均没有统计 D.使用诱捕法捕捉动物，会使动物变得狡猾，不易再次捕捉,C,2. 出生率和死亡率、迁入率和迁出率,出生率=新出生的个体数目/原种群个体总数 死亡率=死亡的个体数目/原种群个体总数 迁入率=迁入的个体数目/原种群个体总数 迁出率=迁出的个体数目/原种群个体总数,若某一种群年初时的个体数为100，年末时为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10，则该种群的年出生率为多少?,=20,100,20,年初个体数,新生个体数,=,出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接因素。,意义:,3.年龄组成,概念:,种群中各个年龄期的个体数目的比例。,类型(如图):,幼年个体数

5、大于成年,老年个体数,各年龄期个体数比例适中,幼年个体数小于成年,老年个体数,增大,稳定,减少,增长型,稳定型,衰退型,种群的年龄组成可以预测该种群数量变化的趋势。,出生率死亡率,出生率=死亡率,出生率死亡率,年龄组成是通过影响出生率和死亡率,从而间接影响种群密度。,意义:,4. 性别比例,概念:,指种群中雌雄个体数目的比例。,性别比例的类型(一般分三种类型):,a.雌雄相当型: 多见于高等动物。,b.雌多雄少型:常见于人工控制的种群(如鸡等)及海豹等。,c.雌少雄多型:如白蚁等营社会性生活的动物,注意: 不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。,意义:,性别比例通过影响出生率间

6、接影响种群密度的。,小结: 种群各数量特征之间的关系,衰退型,性别比例,出生率,迁出率,年龄组成,1.决定种群密度的直接因素:,出生率和死亡率、迁入率和迁出率,2.决定种群密度的间接因素:,年龄组成和性别比例,有关种群特征的实际应用归纳 城市人口的剧增: 造成的。 中国人口的增长: 造成的,不能单纯说是出生率高造成的。 计划生育政策控制 ,使增长率下降。 利用性外激素诱捕雄蛾:改变性别比例来降低 。 将性外激素释放到大田里,干扰雌雄蛾正常交尾降低 。,迁入率迁出率,出生率死亡率,出生率,出生率,出生率,检测下列对种群特征概念图所作分析, 错误的是( ),A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响 B.增长

7、型种群的数量增长是由于 C.预测种群数量变化的主要依据是 D.我国计划生育政策的目的是通过降低来控制人口过度增长。,出生率,死亡率,性别比例,年龄组成,B,二. 种群的空间特征,组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局，叫种群的空间特征。,均匀分布,随机分布,集群分布,水稻的空间分布,某种杂草的空间分布,瓢虫的空间分布,检测下列描述的不是种群空间特征的是（ ） A. 斑马在草原上成群的活动 B. 每毫升河水中含有9个大肠杆菌 C. 稗草在水稻田中随机分布 D. 榕树在道路旁每隔10米种植,B,检测科技人员在进行草原鼠害调查时，选定某区域，第一次放置了100只鼠笼，捕获68只鼠，标记后原地

8、放回，一段时间后在相同位置放置了100只鼠笼，捕获54只鼠，其中标记的鼠有12只，下列有关说法中错误的是() A.调查鼠的种群密度时，选定区域要做到随机 B.该区域鼠约为306只,种群密度过大,需积极防治 C.草原上鼠与牛、羊等是竞争关系，鼠害会严重影响畜牧业发展 D.若第一次做标记的鼠警惕性增高，则造成调查结果偏高,306只能表示该区域的种群数量，材料中并没有给出该区域的面积，因此不能判断鼠密度是否过大,B,考点二,种群的数量变化,(第2课时),考点二. 种群数量的变化及其增长曲线分析,1. 研究方法:,构建数学模型,步骤: 观察研究对象,提出问题提出合理的 _根据实验数据,用适当的_表达检

9、验或修正。,假设,数学形式,2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线:,(1)“J”型曲线(图中a曲线),形成条件:,食物和空间条件充裕、气候适宜、 没有敌害等,数学模型,举例:在营养和生存空间没有限制的情况下, 某种细菌每20min就繁殖一代。,则2个细菌经过n代后,细菌数量Nn的计算公式是:,Nn22n,“J”型曲线,“J”型曲线的数学模型:,Nt=N0t,(N0为该种群的起始数量,t为时间, Nt为t年后该种群的数量,代表该种群数量是一年前种群数量的倍数)。,“J”型曲线特点:,种群数量每年以一定的倍数增长。,Nt=N0t,当1时, ; 当1时, ; 当01时, ; 当0时, 。,值的

10、生物学意义:,种群数量上升,种群数量稳定,种群数量下降,种群没有繁殖,在一代中死亡,(2)图中b曲线为“S”型曲线,形成原因:,存在环境阻力,“S”型曲线曲线特点:,环境容纳量,A,B,C,0,出生率大于死亡率, 此时种群增长速率最大;,0C段:,B点:,C点:,出生率大于死亡率,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。,环境容纳量: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,又称K值。,“S”型曲线特点:,环境容纳量,A,B,C,0,出生率大于死亡率, 此时种群增长速率最

11、大;,0C段:,B点:,C点:,出生率大于死亡率,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。,“S”型曲线决定因素(内因):,出生率和死亡率、迁入率和迁出率,“S”型曲线影响因素(外因):,自然因素: , , 等 人为因素:_,天敌,传染病,人类活动,思考: 种群数量增长到K值后不再增加原因:,由以上内因和外因决定的,自然资源和空间是有限的,深挖教材,图中阴影部分的含义是什么？,图中B线的形成过程中何时出现了环境阻力？,B线自始至终存在环境阻力,曲线A、B哪条更符合自然界的种群数量变化实况？,B曲线,表示环

12、境阻力，按自然选择学说，就是生存斗争中被淘汰的个体数。,“J”型曲线无 K值, 无种内斗争, 无敌害。,增长速率(现有个体数原有个体数)增长时间 =(出生数死亡数)/时间。(有单位，如个/年),故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),3.种群增长率与种群增长速率,(1)增长率:,(2)增长速率:,增长率(现有个体数原有个体数)原有个体数100,举例: “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:,举例: “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:,(1100-1000)/1000100%=10%

13、,(1100-1000)/1年=100个/年,1. “J”型和“S”型曲线的增长速率变化: 看曲线的斜率(即过每一点的切线),规律总结,“J”型曲线,“S”型曲线,在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大,在“S”型曲线中，种群增长速率先增大后减小,检测 “S”型曲线与其增长速率的关系,图乙的fg段相当于图甲的 段 图乙的g点相当于图甲的 点 图乙的gh段相当于图甲的 段 图乙的h点相当于图甲的 段,甲,乙,增长速率变化: 0K/2时逐渐增大 K/2K时逐渐减小 在 K/2时达到最大 在K时增长速率为0,ac,c,cd,de,t0 t1 t2 时间,0 K/2 K 数量,增长速率,f,g,h,2

14、. “J”型和“S”型曲线增长率的变化: 看(-1),规律总结,因为t年后种群的数量为: Nt=N0t,增长率= (Nt Nt 1)/ Nt 1,=-1,增长率(现有个体数原有个体数)原有个体数100,规律总结,“J”型曲线,“S”型曲线,2. “J”型和“S”型曲线增长率的变化: 看(-1),小结,1. “S”型曲线与其增长速率、增长率的关系,2. “J”型曲线与其增长速率、增长率的关系,在“S”型曲线中，种群增长速率先增大后减小， 增长率逐渐减小。,在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大， 增长率基本不变。,4.K值与K/2值在实践中的应用:,对野生生物资源和濒危物种的保护:,a.建立自然

15、保护区,b.提高环境容纳量,对野生生物资源的利用:,a.渔业捕捞应在 ;,b.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。,K/2以后,K/2,对有害生物防治:,b.在 捕杀。,a.降低环境容纳量;,K/2前,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。,K/2,【易错易混】,最大捕捞量最大日捕获量,要持续获得最大捕捞量:,K/2之后捕捞,要获得日捕获量:,应在种群密度最大时捕捞(de期即K值时),(1)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

16、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_。,5.种群数量的波动和下降,负反馈,下降,上升,(2)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。,K值附近,(3)K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。,【方法规律】K值的四种表示方法, 对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。 对应的种群增长速率最大,为K/2值。,(2)B点对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到

17、最大,为 。,(1),A点,A点,K值,(3), 对应的种群数量为K值。 对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。,(4), 对应的种群个体数最多,即K值。 对应的种群个体数为K/2值。,C点,C点,D点,D点,【检测】如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长。下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是(),A. 当种群数量达到e点后，种群数量增长速率为0 B. 种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后,D. 若该图表示海洋中某种鱼的增长曲线，则最佳捕捞时间在e点,A,C. 若该图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害防治必须在C点,网络构建,考点三,实验

18、 探究培养液中酵母菌 种群数量的动态变化,(第3课时),1.实验原理: (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)在理想的环境中,酵母菌种群呈“J”型增长;自然界中资源和空间总是有限的,酵母菌种群呈“S”型增长。 (3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 （此方法是计得是活菌数和死菌数的总和）。,考点3 探究培养液中酵母菌种群数量变化实验,2. 实验流程:,(1)酵母菌培养,(2)抽样检测,(3)观察计数,(4)重复(2)(3)步骤:,(5)构建模型分析,(1)酵母菌培养,将500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。 将0.1 g活性

19、干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀,并置于适宜的条件下培养。,(2)抽样检测,振荡酵母菌培养液，使酵母菌均匀分布。 每天定时采用抽样检测的方法抽取1 mL酵母菌培养液。,用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计计数室内；,将盖玻片放在计数室上；,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在在载物台中央,计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计1mL培养液中酵母菌总数。,滴液处,(3)观察计数,用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计计数室内；,将盖玻片放在计数室上；,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在在载物台中央,计数一个小方格内酵母菌数量，再以此

20、为依据估计1mL培养液中酵母菌总数。,(3)观察计数,正面图,侧面图,计数室,滴液处,血(球)细胞计数板, 计数工具血细胞计数板及计算,1mm,1.每个大方格的面积为:,1 mm2,已知加盖玻片后的深度为0.1 mm;,2.每个大方格的容积为:,0.1 mm3,思考:,(10-4mL),4.计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计1mL培养液中酵母菌总数。,1mL培养液中细胞个数,每小方格中细胞的个数400 104稀释倍数,4.计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计1mL培养液中酵母菌总数。,1mL培养液中细胞个数,4.计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计1mL培养液中酵母菌

21、总数。,1mL培养液中细胞个数,每小方格中细胞的个数400 104稀释倍数,两种类型的计数室,(2516),(中方格小方格),(中方格小方格),1mL培养液中细胞个数,每小方格中细胞的个数400 104稀释倍数,1 mL培养液中细胞个数 A/(254)400104 稀释倍数 (注:4个中方格中总菌数为A),(中方格小方格),1 mL培养液中细胞个数 A/(165)400104 稀释倍数 (注:5个中方格中总菌数为A),1mL培养液中细胞个数,每小方格中细胞的个数400 104稀释倍数,检测检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少

22、许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由2516400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1 mm3。,现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻 个mL。,5n105,1mL培养液中细胞个数,400 104稀释倍数,检测将样液稀释100倍，采用血球计数板(规格为1 mm1 mm0.1 mm)计数，观察到的计数室中细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是_个/ mL。,1108,5,4,3,4,4,1 mL培养液中细胞个数A/(165)400 104 稀释倍数 (注:5个中方格中总菌数为A),1 mL培养液中细胞个

23、数(20/165)400 104 100=1108,2. 实验流程:,(1)酵母菌培养,(2)抽样检测,(3)观察计数,(4)重复(2)(3)步骤:,(5)构建模型分析:,连续观察7天,统计数目,将所得数据用表格或曲线表示出来,得出酵母菌种群数量变化规律,连续观察7天，记录每天的数值。记录结果可设计成下面的记录表：,重复组,3组实验的平均值,酵母菌增长曲线图,酵母菌增长速率曲线图,在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后，还会转而下降直至全部死亡(营养物质消耗,代谢产物积累及pH变化所致)。,3. 实验注意事项及分析,(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不

24、计右”的原则计数。,(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。,(3)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成前后自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。,(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。,(6)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每小方格内含有45个酵母细胞为宜。,(5)接种后需立即进行第一次抽样检测计数(测起始数据）,3. 实验注意事项及分析(续上内容),(7)血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。,(

25、8)清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。,检测下列对“探究酵母菌种群数量变化规律实验”的叙述，正确的是(),A. 用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内 B. 对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数 C. 已知血细胞计数板的方格为2 mm2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M105个 D. 与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组,X 稀释倍数,=2.

26、5M105,C,检测下列对“探究酵母菌种群数量变化规律实验”的叙述，正确的是(),A. 用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内 B. 对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数 C. 已知血细胞计数板的方格为2 mm2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M105个 D. 与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组,检测某学生在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验结果绘制出下图所示的曲线。有关分析错误的是(),A. 实验过程中酵母菌种群的年龄组成先是增长型,后是稳定型,最后变为衰退型 B. 种群数量在不同时间的增长速率可能相同 C. 本实验中不存在对照 D. 每次取样前应将培养瓶振荡摇匀,ab段种群数量增长速率逐渐升高，到b点时到达最大值，而bc段种群数量增长速率逐渐降低，因此，种群数量在不同时间的增长速率可能相同，B正确；,C,