1.2种群数量的变化第一二课时课件高二上学期生物人教版选择性必修2

第1章

种群及其动态第2节种群数量的变化（第一课时）时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789数量（个）2481632641282565122．假设细菌初始数量为N0,如果用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数。第n代细菌数量的计算公式是什么？

【问题探讨】1.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。Nn=N0×2n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。计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。0时间/min细菌数量/个10020030040050020406080100120140160180时间(min)020406080100120140160180分裂次数0123456789数量（个）1248163264128256512Nn=N0×2n数学公式：曲线图：科学、精确、不够直观直观、不够精确4.曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？3.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

在自然界中有此类型吗？1859年，一位英国人在他澳大利亚的农场中放生了24只野兔。让他没想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代超过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的到控制。实例1：澳大利亚野兔61901年凤眼莲作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，在我国南方江河湖泊中发展迅速。实例2：凤眼莲20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年间增长如图所示。50010001500193719381939194019411942年份种群数量/只0实例3：环颈雉3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？1.这三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？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，因食物和空间有限讨论:建立数学模型科学方法研究实例

研究方法细菌每20min分裂一次，细菌数量是怎样变化的？在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代观察、统计细菌的数量，对自己建立的模型进行检验或修正研究对象，提出问题推出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等对模型进行检验或修正模型准备模型假设模型建立模型修正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1概念模型2物理模型3数学模型是指用

形式对事物的规律和机理进行描述、阐明。流程图概念：实例：概念：实例：概念：实例：中心法则图解、达尔文的自然选择学说的解释模型、血糖平衡调节的模型把真实事物按比例大小放大或缩小制成的模型如细胞结构模式图、DNA分子双螺旋结构、生物膜流动镶嵌模型等用来描述一个系统或它的性质的数学形式酶活性受温度（PH值）影响曲线，J型增长的曲线图或公式模型是人们为某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。物理概念数学对点落实判断以下属于那种类型的模型概念数学数学物理1.产生条件: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2.增长特点:Nt=N0λt

二.种群增长的“J”形曲线3.计算公式(建立数学模型):(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。)种群数量每年以一定的倍数增长。4.例子：新物种迁入的开始阶段、实验室条件下。种群数量变化符合数学公式Nt=N0λt

，种群增长曲线一定是“J”形嘛？λ=当年种群数量Nt前一年种群数量Nt-15.λ值的生物学意义:λ>1时，出生率

死亡率，种群数量

，其年龄组成为

。λ=1时，出生率

死亡率，种群数量

，其年龄组成为

。λ＜1时，出生率

死亡率，种群数量

，其年龄组成为

。增多减少不变＞=＜增长型稳定型衰退型λ>1λ<1λ=1种群数量时间0种群呈“J”形增长，λ应满足的条件是_________________。λ＞1且为定值时①a段：“λ”＞1且恒定——种群数量

；②b段：“λ”尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率—种群数量

；③c段：“λ”＝1——种群数量

；④d段：“λ”＜1——种群数量

；⑤e段：尽管“λ”呈上升趋势，但仍未达到1——种群数量

。⑥种群数量至

点最低呈“J”形增长一直增长维持相对稳定逐年下降逐年下降A【现学现用】增长率增长速率含义计算公式举例某种群有1000个个体,2年后增加到1100,则该种群的增长速率为:一个种群有1000个个体，2年后增加到1100，则该种群的增长率为:×100%=10%1100-10001000=50个/年1100-10002年单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例单位时间内增加的个体数量现有个体数—原有个体数增长时间现有个体数—原有个体数种群原有个体数增长率=增长速率=6.“J”形增长的增长率和增长速率世代数123456789细菌数量（个）248163264128256512增长速率v(个/20min)增长率r128

4-2=2481632642561111111增长率时间O现有个体数-原有个体数增长时间增长速率=O

增长速率时间λ－1=16.“J”形增长的增长率和增长速率新增个体数

原有个体数增长率=N0λt＋1－N0λtN0λt==λ－1【小结】种群的“J”形增长1.理想条件：2.发生时期：3.种群

J

形增长方式的数学模型是：4.特点：种群数量

；增长率

(入-1)；增长速率呈.（“J”形曲线的

）。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。新物种迁入的开始阶段、实验条件下Nt=N0入t连续增长保持不变指数函数增长斜率食物有限空间有限种内斗争种间竞争天敌捕食非生物环境因素生物环境因素环境阻力妨碍繁殖能力的生物环境因素和非生物环境因素的抑制作用的总和称为环境阻力“J”型增长能一直持续下去吗？环境阻力。三、种群的“S”形增长【实例】生态学家高斯的实验：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。1.为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？由于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。2.这种类型的种群增长称为什么？种群的“S”形增长三、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。资源和空间有限种群密度增大时，种内竞争加剧出生率降低死亡率升高1.含义：2.形成原因(模型建设)出生率＝死亡率时，种群稳定在一定的水平3.适用对象：一般自然种群的增长4.环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。建立模型：三、种群的“S”形增长【对K值的理解】1.K

值是不是种群数量的最大值？2.请据图分析：该种群的K值为

。K24.同一种群的K值是固定不变的吗？K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭受破坏时，K值会_______；当环境条件改善时,K值会_______。下降上升3.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。负反馈不是，种群数量在K值上下波动，动态平衡。种群数量时间0K/2KBCDEA5.“S”形曲线的分析：AB段：种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；BC段：资源和空间相对丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；C点：种群数量为K/2，出生率与死亡率差值最大，种群增长速率达到最大；种群数量时间0K/2KBCDEA5.“S”形曲线的分析：CD段：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；DE段：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。时间（D）种群数量12021403340437053756375增长率=种群净增加数原种群数量X100%增长率受种群密度制约，种群增长率

。逐渐减小K/2t0t1t2

时间种群数量Kabcde6.“S”形曲线增长率的变化：在“S”形曲线中：K值时：①增长速率为

。②出生率与死亡率

。K/2值时：①增长速率为

值。②出生率与死亡率

。乙相等0最大差值最大t0t1t2

时间0K/2K数量增长速率fgh7.“S”形曲线增长速率的变化——斜率增长速率变化：增长速率=种群净增加数时间①增长速率先增大后减少，最后为0(K值时)。②当种群数量为K/2时，增长速率达到最大。时间（D）种群数量12021403340437053756375K/2t0t1t2

时间种群数量Kabcde图中

时间所对应的种群数量为K值，图中

时间所对应的种群数量为K/2值。不同曲线模型中“K值”与“K/2值”A、B、C、D

A′、C′、D′野生大熊猫种群数量为何锐减？保护大熊猫的根本措施是什么？场景1栖息地遭到破坏，K值降低。措施：建立自然保护区，改善环境，提高K值。降低环境容纳量是防治有害生物的根本措施。有何措施可控制家鼠、虫子的数量？场景2灭鼠、杀虫效果最好的时期在

。K/2以前措施：养殖或释放天敌、打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处。8.K值和K/2值的应用为保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？场景3a.渔业捕捞应在

;b.捕捞后鱼的种群数量维持在

。K/2以后K/2原因：K/2时种群增长速率最大,这样既有较大收获量又可保持种群高速增长8.K值和K/2值在农业生产中的应用（例如：减少

，增加

）

防治，严防达到

，增大

，降低

。①濒危动物和野生资源的保护②渔业或林业资源开发③有害生物防治建立

。增大

。开发应在

，越接近K越好开发后种群数量维持在

。自然保护区K值K/2后K/2K/2前K/2环境阻力K值生活空间天敌

8.K值与K/2值的应用三、种群的“S”形增长不等同，已经存在环境阻力。归纳总结：“J”形增长和“S”形增长的比较环境阻力食物不足空间有限种内竟争天敌捕食气候、传染病等(1)某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是

。(2)如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是

。“S”形“J”形环境阻力淘汰(3)图中两曲线间的阴影部分代表

，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被

的个体数量。(4)“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？项目“J”型曲线“S”型曲线曲线模型形成条件增长率有无