1.2种群数量的变化课件高二上学期生物人教版选择性必修2

1.2种群数量的变化学习目标1.结合细菌数量增长的实例,学会构建种群数量增长的模型方法,掌握科学探究的基本流程；2.通过“J”形和“S”形曲线分析,理解种群数量变化的影响因素及其内在逻辑关系；3.了解种群数量波动和下降的影响因素；4.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,体验构建数学模型的方法,培养科学探究能力。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就通过分裂繁殖一次。请思考下列问题。1.第n代细菌数量的计算公式是什么？2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？3.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？设细菌的初始数量为N0；第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为N0×2；第n代的数量为N0×2n；2216不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。一、建构种群增长模型的方法用来描述一个系统或它的性质的数学形式。1.数学模型的概念2.建构数学模型的方法（步骤）①观察研究对象，提出问题②提出合理的假设③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④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正3.数学模型的种类①数学公式，如Nn=2n②曲线图思考：数学公式和曲线图各有什么优缺点？优点缺点数学公式精确不直观曲线图能直观地反映变化趋势不精确4.分析自然界中种群增长的实例资料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，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。资料2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群增长如右图。思考：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？种群数量增长迅速，且呈无限增长趋势。食物充足、缺少天敌。不能，因为资源和空间是有限的。二、种群的“J”形增长自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，画出曲线来，曲线则大致呈“J”形，这种类型的种群增长称为“J”形增长。1.定义2.模型假设（1）条件：（2）数量变化：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下。种群的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3.建立模型⑴数学公式

t年后种群的数量为______________；各参数含义：

N0为___________________；Nt表示_______________________；t为___________；λ表示____________________________________；⑵曲线图Nt=N0λt该种群的起始数量时间t年后该种群的数量该种群数量是前一年种群数量的倍数4.种群的增长率和增长速率指种群在一段时间内增加的个体数占这段时间初始种群数量的比例。

时间增长率0λ-1增长速率：指单位时间内增加的种群数量。逐渐增大。假设某一种群的数量在某一年内，由初始数量Nt增长到Nt+1，则该种群的增长率为：思考1：请分析在λ>1、λ=1、λ<1时种群的数量将如何变化？时间增长率0λ-1λ>1，增加λ=1，不变λ<1，减少思考2：如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？三、种群的“S”形增长像这样，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为“S”形增长。资料分析：生态学家高斯曾经做过单独培养大草履虫的实验：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，得出了右图所示的结果：1.定义2.产生条件：资源和空间有限，天敌的制约等（即存在环境阻力）。3.K值：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：自然条件下，为什么种群增长到K值左右便会趋于稳定？

自然条件下，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，这就会使种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平（K值）。种内竞争对种群数量起调节作用。4.种群数量的变化：ab段：种群数量较少，迁入新环境需要适应，增长缓慢。bc段：cd段：de段：资源和空间丰富，出生率升高，且大于死亡率，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，且大于死亡率，但死亡率升高，种群增长减缓。出生率等于死亡率，种群增长速率为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。c点：种群数量达到K/2，增长速率最快。5.种群的增长率和增长速率：S形曲线的增长速率先变大，在种群数量为K/2时达到最大，后逐渐减小，直至为零（K值）。增长率＝出生率－死亡率S形曲线的增长率先增大，后减小至0。思考：1.种群数量到达K值后就不再变化了吗？2.同一种群的K值是固定不变的吗？3.K值是不是种群数量的最大值？在K值上下波动，动态平衡不是；种群数量到达K值后会围绕K值波动。不是；食物减少和活动范围缩小等不利条件下，K值会变小；食物充足和生存空间扩大等有利条件下，K值会增大。6.K值和1/2K值的应用（1）野生生物的保护建立自然保护区，提供更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，减小环境阻力，从而提高环境容纳量。（2）有害生物的防治增大环境阻力，降低环境容纳量；在种群增长刚开始（达到K/2之前）的时候就进行防治。（3）资源的合理利用在种群数量超过1/2K时未接近K时开始捕捞；接近K值时，因种内竞争致死亡率增加，导致资料内耗增加；被捕种群的剩余量维持在1/2K，以保证种群能快速恢复。四、种群数量的波动⒈在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。⒉大多数生物的种群总是在波动中。这些种群在特定条件下可能出现种群爆发。⒊当种群久处不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧性下降；⒋当种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因衰退、消亡。东亚飞蝗种群数量的波动理解巩固1.下列有关种群增长的“S”形曲线的叙述,错误的是(

)A.通常自然界中种群的增长曲线最终呈“S”形B.达到K值后种群的增长速率也可能为负值C.种群增长的开始阶段不受自身密度的影响D.相同的种群K值也可能不同C理解巩固2.种群在理想和自然条件下分别表现出“J”形和“S”形增长。下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是(

)A.在种群“J”形增长模型(Nt=N0·λt)中,λ表示该种群的增长速率B.在自然条件下,种群的环境容纳量(即K值)是固定不变的C.在鱼类养殖中,在接近K值时进行捕捞有利于该种群的可持续发展D.在“S”形曲线中,种群密度不同时可能具有相同的种群增长速率D理解巩固3.在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生活的营养液后,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线。下列能正确表示小球藻种群数量增长速率随时间变化趋势的曲线是(

)D理解巩固4.如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系,据此分析得出的正确表述是(

)A.在K/2时控制有害动物最有效B.图示规律可作为控制人口增长的依据C.该图可用于