1.2+种群数量的变化课件-【知识精讲精研】高二上学期生物人教版选择性必修二

第2节种群数量的变化新人教版（2019）选择性必修二《生物与环境》本节聚焦：怎样建构种群增长的模型？种群的数量是怎么样变化的？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。讨论：1.第n代细茵数量的计算公式是什么？设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为N0x2，第n代的数量为Nn=N0×2n。细菌繁殖产生的后代数量2、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。3、数学公式与曲线图各有什么优缺点？曲线图：直观，但不够准确。数学公式：准确，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:研究实例研究方法讨论：4.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？如何验证你的观点？一.建构种群增长模型的方法思考·讨论

资料1：1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。一.建构种群增长模型的方法思考·讨论

资料2：20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内，1937—1942年期间该种群数量的增长如图所示。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。食物充足，缺少天敌等不能，因资源和空间是有限的讨论:二.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；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：二.种群的“J”形增长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思考：种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt

时，种群增长曲线一定是“J”形吗？二.种群的“J”形增长5.λ与J形种群增长的数量关系：λ=Nt+1Nt①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；二.种群的“J”形增长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【演练1】据图说出种群数量如何变化各阶段属于什么年龄结构？二.种群的“J”形增长增长率=

增长个体数原有个体数增长速率=增长个体数增长个数所用的时间6.“J”形增长的增长率和增长速率时间λ-1=λ-1二.种群的“J”形增长7.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“J”形增长旁栏思考：查一查历年来世界和我国人口增长的数据，分析人口是否呈“J”形增长？2000年之前我国人口变化

近代以来，世界人口呈现出“J”形增长；我国人口在20世纪大部分时间呈现出“J”形增长，在1979年之后则基本稳定在较低的增长率水平上。思考：如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？不会二.种群的“S”形增长1.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在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快；第五天以后基本维持在375个左右。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2.“S”形增长的概念：种群经过一定时间的

后，数量趋于

，增长曲线呈“

”形。S稳定增长3.模型假设: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。出生率下降，死亡率升高二.种群的“S”形增长4.环境容纳量：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。思考1：同一种群的K值是不是固定不变的呢？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____。下降上升二.种群的“S”形增长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2：K值

（是/不是）种群数量的最大值？不是请据图分析：该种群的K值为

。K2二.种群的“S”形增长种群数量为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5特点：种内竞争对种群数量起调节作用二.种群的“S”形增长t0t1t2

时间增长速率K/2K6.“S”形增长的增长率和增长速率增长率=增长个体数原有个体数增长速率=增长个体数增长个数所用的时间二.种群的“S”形增长7.“J”形曲线与“S”形增长曲线的联系：(1)图中阴影部分表示什么？(2)环境阻力如何用自然选择学说内容解释？(3)“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？环境阻力。生存斗争中被淘汰的个体数。不等同，已经存在环境阻力。二.种群的“S”形增长8.K值和K/2的应用：(1)对野生生物资源和濒危物种的保护:①野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？最根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K值就会变小。②保护大熊猫的根本措施是什么？建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。二.种群的“S”形增长①从环境容纳量考虑：

环境阻力，

环境容纳量；②从K/2考虑：控制有害生物害虫数量务必要及时，一般在

时就进行防治。严防种群数量达到

。K/2前K/2增大降低8.K值和K/2的应用：(2)对有害生物防治:机械捕杀施用激素药物捕杀施用避孕药养殖或释放天敌将食物储存在安全处增大死亡率降低环境容纳量打扫卫生降低出生率是防治有害生物的根本措施。控制家鼠数量的思路和相应具体措施二.种群的“S”形增长①持续获得最大捕鱼量：应在

时开始捕捞，捕捞后种群的剩余量维持在

左右。此时种群具有最大增长速率，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量。大于K/2K/2②获得最大日捕获量:应在

时捕捞，此时种群密度最大。K值8.K值和K/2的应用：(3)对野生资源的开发和利用:三.种群数量的波动(1)处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等就是种群数量爆发增长的结果。1.在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。2.对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。(2)当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。捕鲸现场北极熊栖息地遭到破坏三.种群数量的波动影响因素:自然因素和人为因素（人类活动）1．图