高三生物一轮复习课件：种群数量变化及影响因素

考点二

种群数量的变化及应用

？问题探讨

假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一次。讨论：1.第n代细菌数量的计算公式是什么？

细菌繁殖产生的后代数量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。2、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。曲线图：直观，但不够精确数学公式：精确，但不够直观时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789细菌数量24816Nn＝N0×２n一、建构种群增长模型的方法----建立数学模型1.数学模型概念：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。一、建构种群增长模型的方法----建立数学模型一、建构种群增长模型的方法----建立数学模型观察研究对象，提出问题细胞每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖第n代后的数量？提出合理的假设资源空间无限制，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响根据实验数据，用适当数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型列表画曲线，推导公式。

Nn＝２nN代表细菌数量，n表示第几代通过进一步实验或观察，对模型进行检验或修正。观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正2.假说演绎法在构建数学模型上的应用3.数学模型的表现形式：

曲线图（直观、形象）数学方程式（科学、准确）一、建构种群增长模型的方法----建立数学模型4.建立数学模型的意义：描述、解释和预测种群数量的变化。7数学模型：如种群增长曲线物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。如DNA双螺旋结构模型，真核细胞三维结构模型概念模型，如各类流程图、概念图

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。一、建构种群增长模型的方法----数学模型2、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。时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789细菌数量24816Nn＝N0×２n1、模型中“2”的含义是什么？下一代的数量是上一代的2倍2、在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？自然界中是否存在该增长模型？注意：该曲线的起点不是原点；

自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形，这种类型的种群增长称为“J”形增长1.概念：2.条件：（1）食物和空间条件充裕（2）气候适宜（3）没有敌害（4）其他竞争物种3.适用对象：②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时。二、种群增长的“J”形增长曲线①人为控制的实验室条件下4.增长特点：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等的条件下，种群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。

5.建立模型(数学公式）：(N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。)二、种群增长的“J”形增长曲线=λ当年种群数量前一年种群数量Nt=N0

λt

1-4年，种群数量__________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______年最低呈“J”形增长增长相对稳定下降下降11-12年下降，12-13年增长512据图说出种群数量如何变化项目种群数量变化年龄结构λ>1

λ＝1

λ<1

λ＝0增加增长型相对稳定稳定型减少衰退型种群无繁殖，下一代将灭亡只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。Nt=N0

λt

二、种群增长的“J”形增长曲线=λ当年种群数量前一年种群数量1.在一个培养基中，细菌的数量会一直按照“J”型曲线增长吗？为什么？2.如何验证这个观点？不会。资源和空间是有限的。

生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。3.为什么大草履虫第二、三天增长较快，而第五天以后数量基本稳定？第二、三天资源和空间充足，出生率大于死亡率，随着种群数量增长，资源和空间越来越有限，出生率与死亡率相当。1.“S”型曲线产生原因:出生率

死亡率在资源和空间有限，天敌的制约等环境阻力条件下，当种群密度增大时，种内竞争不断加剧，种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率和出生率相等时，种群的增长就会停止，稳定在一定水平。三、种群增长的“S”形增长曲线2.“S”形曲线曲线图分析: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。种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈。ab段：bc段：c点：cd段：de段：种群数量为K/2，种群增长速率达到最大；种群数量达到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。三、种群增长的“S”形增长曲线K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量；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，因为环境会遭到破坏。在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。【思考】同一种群的K值是不是恒定不变的呢？

(2)B点对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到最大,为

。K值(3)①

对应的种群数量为K值。②

对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。(4)①

对应的种群个体数最多,即K值。②

对应的种群个体数为K/2值。C点C'点D点D'点(1)①

对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。②

对应的种群增长速率最大,为K/2值。A点A'点K值的四种表示方法3.增长率及增长速率：

增长率逐渐减小；增长速率先增大后减小；种群数量达到K值后一般不变。三、种群增长的“S”形增长曲线重点区分：增长率≠增长速率①“J”型曲线的增长率稳定不变，增长速率逐渐增加；②“S”型曲线的增长率逐渐降低，增长速率先增加后降低。为何要研究种群数量变化？五、研究种群数量变化有何意义（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复六、影响种群数量变化的因素【总结】