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

第1章种群及其动态第2节种群数量的变化教学目标通过分析影响种群数量变化的因素，形成稳态与平衡观。(生命观念)通过分析与比较，明确种群的“J”形增长和“S”形增长的条件和特点，尝试建构种群数量增长的数学模型。(科学思维、科学探究)运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。(社会责任)情景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。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，大肠杆菌以二分裂的方式每20min就通过分裂繁殖一代。问题1:第t代大肠杆菌数量的计算公式是什么？可用什么方式表示描述大肠杆菌数量随时间的变化呢？公式、曲线图等数学形式数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式【观察研究对象】：1个大肠杆菌每20分钟繁殖一代【提出问题】：第t代大肠杆菌数量多少？【提出合理的假设】：在营养和生存空间没有限制的情况下情景1：假设在营养和生存空间没有限制的情况下，大肠杆菌以二分裂的方式每20min就通过分裂繁殖一代。一、构建种群增长模型的方法（建立数学模型）【建立模型】表1：1个大肠杆菌在不同时间产生的后代数量任务1【建立模型】一、构建种群增长模型的方法（建立数学模型）J时间/min细菌种群的增长曲线写出第t代细菌数量的计算公式：Nt=

精确，但不够直观能直观地反映变化趋势，但不够精确1×2t表1：1个大肠杆菌在不同时间产生的后代数量4816326412825651222232425262728292t【修正模型】一、构建种群增长模型的方法（建立数学模型）公式Nt＝1×2t，2代表什么？代表大肠杆菌每次分裂产生个数是上一次的2倍，即增长倍数如果某种群数量每年都以λ倍增长，如何修正该模型？Nt＝1×λt如果某种群数量初始数目为N0，t年后种群的数量又如何修正？Nt＝N0×λt建立数学模型，可描述、解释和预测种群数量的变化。一、构建种群增长模型的方法（建立数学模型）研究实例研究方法细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖t代的数量？观察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。Nt＝1×λtNt＝N0×λt提出合理的假设建立数学模型检验或修正资料1：1859年，一位英国人带了N0只野兔到澳大利亚的农场。野兔的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍，t年后野兔的数量是多少？Nt=

后来，直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量的到控制。二、种群的“J”形增长N0×λt二、种群的“J”形增长资料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：问题2：种群出现这种增长的原因是什么？食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和竞争的物种等问题3：自然种群的增长趋势能不能一直持续下去？原因？不能，因为资源和空间有限的情景1：假设在营养和生存空间没有限制的情况下，大肠杆菌以二分裂的方式每20min就通过分裂繁殖一代。若不更换容器和培养液，种群数量如何增长？三、种群的“S”形增长情境2：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。【建立模型】阅读课本P9——种群的"S"形增长曲线相关内容

经反复实验，得出种群数量的增长曲线是怎样的？请描述。S三、种群的“S”形增长资源和空间有限环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。问题4：”S“形曲线模型产生的原因是什么？并分析其过程出生率和死亡率的变化。t1t2时间三、种群的“S”形增长种群的增长速率：种群在单位时间内增加的个体数量。任务2：种群增长速率的变化分析种群数量=N0,<K/2,=K/2,>K/2,=K,增长速率为0增长速率逐渐

增长速率

增长速率逐渐

增长速率为0增大最大减小N0t1t2时间种群增长速率三、种群的“S”形增长种群的增长速率：种群在单位时间内增加的个体数量。任务2：种群增长速率的变化分析种群数量=N0,<K/2,=K/2,>K/2,=K,增长速率为0增长速率逐渐

增长速率

增长速率逐渐

增长速率为0增大最大减小t1t2时间N0三、种群的“S”形增长任务2：种群增长速率的变化分析“S”形曲线“J”形曲线？四、数学模型的应用问题情境3：（1）资源合理利用捕鱼时，为了保护鱼类资源不受破坏，若要持续获得最大的捕捞量，应该怎么捕捞？AB使捕获后种群剩余在K/2左右若要获得日最大捕获量？种群数量为K时问题情境3：（2）有害生物的防治鼠爱打洞，偷吃粮食导致作物减产，蚊蝇会传播疾病，对家鼠等有害动物控制应当采取什么样的措施？四、数学模型的应用a.从环境容纳量考虑：b.从K/2值考虑：降低环境容纳量。如养殖家猫捕食家鼠、硬化路面，搞好环境卫生等。在种群增长刚开始（达到K/2之前）进行防治；问题情境3：（3）濒危动物保护东北豹濒临灭绝的关键原因是什么？四、数学模型的应用栖息地遭到破坏，食物和活动范围减小、K值减低应对措施？提高环境容纳量建立自然保护区若不更换容器和培养液情景1：培养大肠杆菌，大肠杆菌以二分裂的方式每20min就通过分裂繁殖一代。思考：试管中大肠杆菌数量会一直保持平稳吗？任务探究三：自然种群的增长达到K值后数量保持不变吗？1.大肠杆菌实验：

若不改变条件大肠杆菌的数量变化？若更换容器、增加培养液，大肠杆菌的数量变化？2.水库中投放罗非鱼达到K值后：若不改变条件罗非鱼的数量变化？若在该水库中放生大型肉食性鱼，罗非鱼的数量变化？五、种群数量的波动（1）大多数生物的种群数量总是在波动中种群数量/相对值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。（2）当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性或急剧的

（3）当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而

下降衰退、消亡课堂小结“J”形曲线“S”形曲线增长模型产生条件K值有无例子模型比较环境资源无限（理想条件）食物和空间条件充裕，气候适宜，没有天敌等环境资源有限（现实条件）无有1.实验室条件下2.外来物种入侵自然种群模型比较假设1：理想环境假设2：自然环境种群数量增长模型生物学含义？1.在自然界，种群数量的增长既是有规律的，又是复杂多样的。判断下列相关表述是否正确。（1）将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出现“J”形增长。（）（2）种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。（）（3）由于环境容纳量是有限的，种群增长到—定数量就会保持稳定。（）当堂检测2.对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是（）A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的B.对生活在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的C.当种群数量接近环境容纳量时，死亡率会升高，出生率不变D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的当