【课件】种群数量的变化第1课时 2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

种群数量（种群密度）出生率迁入率死亡率迁出率年龄结构性别比例复习导入请用文字和箭头表示出种群的数量特征是如何影响种群数量的？在环境条件比较稳定的情况下，分析种群的数量特征能否反映一段时间内种群数量变化的趋势？可用什么模型来表示这种变化趋势？‘第2节种群数量的变化1.学会构建种群数量增长的数学模型（科学思维）。2．概述“J”形曲线的成因和变化过程（生命观念科学思维）。学习目标第1课问题探讨

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，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。时间/min细菌数量/个细菌繁殖产生的后代数量1.推数量：根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中（教材P8）。时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789数量（个）2483264128256512162.写公式：如果用N表示细菌数量，n表示第几代，写出n代细菌数量的计算公式。3.画曲线：根据表格中得到的数据，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（教材P8图1-4）。理想条件2.写公式：如果用N表示细菌数量，n表示第几代，写出n代细菌数量的计算公式。N=1×2n思考：若初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(N)的计算公式是什么？N=N0×2n3.画曲线：根据表格中得到的数据，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（教材P8图1-4）。【思考】曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？P8数学公式曲线图直观，但不够精确。

精确，但不够直观。细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？观察研究对象，提出问题在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响提出合理的假设Nn=2n，N代表细菌数量，n代表第几代根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正一、建构种群增长模型的方法数学模型1.概念:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.步骤:研究实例研究方法请结合问题探讨过程，归纳建立数学模型的步骤一、建构种群增长模型的方法回忆一下前面所学模型的类型？物理模型概念模型（注意：实物照片不是物理模型）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？为什么？不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。

在自然界中，有没有这种类型的增长呢？二、种群的增长模型阅读资料1和2，并讨论以下3个问题

资料2：

资料1：1.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？3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。不能，因为资源和空间是有限的讨论:“J”型增长理想条件（一）种群的“J”形增长2.模型假设:1.概念:自然界确有类似的细菌在

条件下种群数量增长的形式，如果以

为横坐标，

为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“

”型。理想时间种群数量J①食物和空间条件充裕②气候适宜③没有天敌④没有其他竞争物种等理想条件（无环境阻力）注意：该曲线的起点不是原点；二、种群的增长模型种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。若起始数量为N0，则：3.建立模型

t年后种群的数量为Nt=N0×λtN0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的的倍数4.特点：种群的数量每年以一定的倍数增长λ=Nt+1Nt二、种群的增长模型5.适应对象:(1)实验室条件下；(2)一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时(外来入侵物种)。福寿螺(原产中美洲的热带和亚热带地区)紫茎泽兰(原产美洲的墨西哥)水葫芦(原产于南美)思考：生物迁入新环境一定会出现“J”形增长吗？不一定二、种群的增长模型讨论：种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt

时，种群增长一定是“J”形吗？并说说你的理由①当λ=1时，种群数量

；②当λ＞1时，种群数量

；③当0＜λ＜1时，种群数量

；④当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？不变(相对稳定)增长下降不一定；

只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长；思维延伸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。“J”增长相对稳定下降下降11-12年下降，12-13年增长512【对点训练】各阶段属于什么年龄结构？据图说出种群数量如何变化在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的；当种群密度增大时，种内竞争就会加剧；捕食者增加。使得种群的出生率降低，死亡率增高，当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。存在环境阻力——教材P9是不是这种变化趋势？有实例证明吗？问题：“J”形增长能一直持续下去吗？第2节种群数量的变化1.“S”形曲线的成因和变化过程（生命观念科学思维）。2.种群数量的波动学习目标第2课二、种群的增长模型实例证明：生态学家高斯的实验大草履虫种群的增长曲线时间/d种群数量/个K=375请描述高斯的实验过程及实验结果。随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。（二）种群的“S”形增长种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形，这种类型的种群增长称“S”形增长。1.概念：2.原因：环境容纳量3.模型假设:(1)条件：①资源和空间有限②种内竞争加剧③存在天敌④其他竞争的物种。二、种群的增长模型(2)特点：种群数量为K/2，种群增长速率达到最大资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢资源和空间有限，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，且维持相对稳定问3：同一种群的K值是固定不变的吗？以大熊猫为例P9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____。下降上升问1：根据以上”S”型曲线的分析，请说说你对K值与K/2的认识？问2：K值

（是/不是）种群数量的最大值？不是K值是种群在一定环境条件下所能维持（允许达到）的种群最大数量，在环境条件没有变化的情况下，种群数量在K值上下波动，动态平衡。思考·讨论结合“S”型曲线的K值与K/2值，讨论以下问题：思考·讨论1.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，什么时候开始捕捞？捕捞后鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？若要获得最大日捕获量，应在什么时候捕捞？为什么？

2.对家鼠等有害动物的控制？可以采取什么措施？在什么时候开始控制措施好？为什么？教材P10小结：K值与K/2在实践中的应用难点突破：种群增长率与增长速率的辨析＝×100％增长率＝末数－初数Nt－Nt-1Nt-1初数增长率＝λ-1增长率=出生率-死亡率＝增长速率＝末数－初数单位时间Nt－Nt-1(个)t(年)实质就是曲线的斜率请用曲线图表示“J”曲线与“S”曲线的增长率和增长速率时间λ-1种群增长率时间种群增长速率时间种群增长速率时间请用曲线图表示“J”曲线与“S”曲线的增长速率对点训练1.（不定项）如图表示某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，下列有关说法正确的是()ABCA．这个种群的增长曲线是“S”形，该环境条件所允许的最大种群数量大约是500只B．如果此种群是鱼类，我们的捕捞量控制在曲线的B点最合适C．如果此种群是老鼠，我们限制其种群数量的最好方法是尽量降低其K值D．该种群的增长速度最快的点是B点，环境阻力明显增大是在迁入6年后开始的能力提升：（不定项）如图所示为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。下列相关叙述不正确的是(

)A.图中a点和b点，鲤鱼种群的增长率一定相等B.0～d时间段内，曲线最低点鲤鱼种群的增长率不为零C.a～b时间段内，该鲤鱼种群的年龄组成为稳定型D.b～c时间段内，该鲤鱼种群的数量逐渐减少ACDA．曲线1表示一种理想状态下的种群数量变化B．曲线2所代表的种群的环境容纳量是K1C．图中阴影部分表示由于环境阻力而淘汰的个体D．AB段之间种群增长速率逐渐下降，但出生率大于死亡率对点训练2.如图1中曲线1、2分别表示不同环境下某野生动物种群数量变化情况。下列叙述错误的是(

)B“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？图1图2自然界中有的种群能出现图2的趋势，如野牛，狮的种群数量往往比较稳定，而大多数生物来说，种群数量