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

种群数量的变化授课人∣马晶晶学习目标（1）通过对草履虫种群数量变化的分析，构建“J”形和“S”形曲线，掌握构建数学模型的一般步骤。（2）运用种群数量变化规律，参与讨论有关防治有害生物、保护濒危物种的生物学议题，增强热爱生命、尊重生命的社会责任感。背景介绍草履虫：单细胞真核生物，喜生于阳光充足、腐植质多的水沟、池塘、水田及湖泊中。草履虫的寿命短，寿命时间为一昼夜左右。活动一：构建在理想条件下的草履虫的增长模型资料1：草履虫是一种单细胞原生生物，可以进行分裂生殖，大约1-2小时就可以分裂一次。若草履虫每2小时分裂一次，营养和生存空间没有限制的情况下，预测24小时内的草履虫数量。时间（h）024681012…24分裂次数0

…

数量（个）5

…活动一：构建在理想条件下的草履虫的增长模型时间（h）024681012…24分裂次数01

2

3

4

56…12数量（个）510

20

4080

160320…5×212思考：（1）草履虫每次增殖后的数量是原来的多少倍？（2）若种群起始数量为N0，每次增殖后个体数为原来λ倍，分裂次数用t表示，求种群数量Nt的公式表达。（3）根据该公式画出的曲线走向像什么字母？Nt＝N0λt一、种群的“J”形增长模型假设(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条件;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。建立模型（规律）t年后种群数量为：Nt＝N0λt其中：N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数（增长倍数）。（λ>1，且不变）活动二：分析高斯实验的种群增长速率和增长率时间/d种群数量/个生态学家高斯在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，得出左图所示的结果。思考：（1）该增长曲线走向像什么字母？（2）该种群增长与“J”型增长相比，不同之处在哪？为什么会出现这样的区别？时间（d）0123456数量（个）524

112

315

370375375K=375增长率增长速率含义计算公式举例某种群有1000个个体,1年后增加到1100个,则该种群的增长速率为:一个种群有1000个个体，1年后增加到1100个，则该种群的增长率为:×100%=10%1100-10001000=100个/年1100-10001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=活动二：分析高斯实验的种群增长速率和增长率=λ-1=曲线上每一点的切线斜率时间（d）0123456数量（个）524112315370375375增长率（%）—

增长速率（个/天）—

活动二：分析高斯实验的种群增长速率和增长率时间（d）0123456数量（个）524112315370375375增长率（%）—380%367%

181%

17%

1%0增长速率（个/天）—19

88

20355

50

活动二：分析高斯实验的种群增长速率和增长率时间（d）0123456数量（个）524112315370375375增长率（%）—380%367%

181%

17%

1%0增长速率（个/天）—19

88

20355

50

活动二：分析高斯实验的种群增长速率和增长率自然状态，即食物和空间有限，存在捕食者。自然界的一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时：初始阶段一般会较快增长。因资源和空间有限，种群密度增大使种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高。死亡率升高至与出生率相等时，种群增长就会停止。有时会稳定在一定的水平，即达到K值。K值（环境容纳量）：一定的环境条件所能维持的种群最大数量。二、种群的“S”形增长模型假设(条件)建立模型（规律）研究实例

研究方法草履虫每2小时分裂一次，草履虫数量是怎样变化的？在资源和空间无限的环境中，草履虫种群的增长不会受种群密度增加的影响Nt＝5×2tN代表草履虫数量，t表示第几代观察、统计草履虫的数量，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三、科学方法——建立数学模型数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学方式。建立数学模型的步骤以分析“培养液中草履虫种群数量”为例数学模型的表现形式公式法：图像法：数据精确，但不能直观地反映出种群的增长趋势。能直观地反映出种群的增长趋势，但数据不精确。三、科学方法——建立数学模型数学模型的定义四、种群数量的波动高斯实验中如果在六天以后继续统计大草履虫数量，你预计较长时间后会出现什么变化？思考：种群数量变化增长下降稳定波动时间种群数量/相对值某地区东亚飞蝗种群数量的波动视频：野兔入侵澳大利亚图片：某岛屿环颈雉种群数量的增长曲线

“J”形活动三、讨论和研究种群数量变化的实践意义防止外来物种入侵。“J”形曲线的启示：活动三、讨论和研究种群数量变化的实践意义时间/d种群数量/个123456大草履虫种群的增长曲线3002001000KK2K=375K1思考：高斯实验中如果把0.5mL培养液换成1mL或者0.1mL，K值还会是375吗？活动三、讨论和研究种群数量变化的实践意义“S”形曲线K值的启示：建立自然保护区增大K值，保护野生资源；增大环境阻力降低K值，防治有害生物。活动三、讨论和研究种群数量变化的实践意义“S”形曲线K/2值的启示：K/2值前防治有害生物，防止快速增长；捕捞后的种群数量维持在K/2，保证持续获得高产量。典型例题1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建构数学模型一般包括以下步骤。下列排列顺序正确的是(

)①通过实验或观察得出规律，运用数学语言进行表达，即数学模型的表达形式②观察研究对象，提出问题③通过进一步实验或观察，对模型进行检验或修正④作出合理的假设A.②④①③

B.②③④① C.④②①③

D.①②③④A2.如图表示种群数量增长曲线，下列叙述正确的是()A.曲线X的数学表达式为Nt＝N0λt，λ可以看成自变量B.曲线Y的bc段种群增长速率逐渐下降，年龄结构为衰退型C.由图可知，曲线X的K值大于曲线Y的K值D.图中阴影部分可以表示生存斗争淘汰的个体数D3.科研人员用标记重捕法调查了某草原上野兔种群的数量变化，绘制了野兔种群增长速率的变化曲线，如图所示。下列叙述错误的是()A.若T3时野兔种群数量为300只，则其K值可能是600只B.T3～T5时，种群出生率小于死亡率，种群数量下降C.推测T5～T6时野兔的年龄结构是稳定型D.若气候适