1.2 种群数量的变化课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

温故知新1.种群及种群密度的调查方法2.种群的数量特征加拿大一枝黄花——植物界“蝗虫”、“黄花开处百花杀”加拿大一枝黄花迅速增长的原因有哪些？它们的数量会一直增长下去吗？如何防治呢？目标010203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;通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。(科学思维、科学探究)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)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)第2节

种群数量的变化问题探讨：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。细菌的增殖（视频）1.细菌的生殖方式是怎样的？二分裂2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？n＝60min×72h／20min＝216Nn＝1×２n

＝22163.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？为了验证你的观点，我们可以采用什么学科方法来研究？完成P8表格和图。不会,因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。建立数学模型时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789数量（个）248163264128216512指数形式212223242526272829①1个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？初始数量为N0个细菌呢？Nn=1×2nNn=N0×2n思考：如果资源和生存空间没有限制，那么1个细菌繁殖n代之后的数量是多少？(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)②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。2.数学模型的表现形式数学公式曲线图等3.建构数学模型的意义:描述、解释和预测种群数量的变化。

1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。Nn＝N0×2n精确，但不够直观能直观地反映变化趋势，但不够精确一构建种群增长模型的方法（建立数学模型）4.❊建立数学模型一般包括以下步骤:P7 假说-演绎法3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？1.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，因食物和空间有限任务二：P8思考讨论【资料1】澳大利亚野兔

【资料2】环颈雉引入美国思考：在自然界中，种群的数量变化情况是怎么样的呢？有类似细菌在理想条件下种群增长的形式吗？0时间/min细菌数量/个10020030040050020406080100120140160180

自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”形。某海岛上环颈雉种群数量的变化二种群的“J”形增长思考：自主学习课本P8-9页相关内容，请小组合作完成以下问题。1.“J”形增长曲线模型假设和适用对象是什么？2.写出“J”形增长曲线的数学模型(以数学公式表示)及解释各字母的含义。3.“J”形增长曲线的增长特点（增长率、增长速率）。4.查阅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。二种群的“J”形增长1.模型假设（理想条件：）2.适用对象：实验室条件下、迁移入新的适宜环境（如入侵物种）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即无环境阻力二种群的“J”形增长3.“J”形增长的数学模型公式：N0：该种群的起始数量

t：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倍数Nt=N0λt

t年后种群的数量为：4.J形曲线的增长率与种群增长速率？因为t年后种群的数量为:Nt=N0λt

增长率=(Nt－Nt－1)/Nt－1N0λt－N0λt－1N0λt－1==λ-1在“J”型曲线中，增长率不变，增长速率逐渐增大。0

时间种群增长速率4.J形曲线的增长率与种群增长速率考考你！经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0

,如果在理想的条件下，每年的增长率以0.2保持不变，则第三年该种群数量为(

)。A.1.2N0

B.1.44N0

C.2.2N0

D.3.6N0

B1-4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____________________________据图分析，种群数量第_______年达到最高种群数量第______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【现学现用】据图说出种群数量如何变化只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。中国人口数据增长曲线世界人口数据增长曲线与生活的联系：人口数据增长曲线：人口在20世纪大部分时期呈现出“J”形增长思考：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【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）大草履虫的数量在第几天增长较快？第二天和第三天（2）第几天以后基本维持在375个左右？第五天（3）为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？三种群的“S”形增长时间（D）种群大小120.42137.23319.04369.05375.36375.4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。（4）这种类型的种群增长称为什么？种群的“S”形增长思考：自主学习课本P9页相关内容，请小组合作完成以下问题。1.什么是“S”形增长曲线？2.“S”形增长曲线形成原因是什么？3.“S”形增长曲线的适用对象是什么？4.“S”形增长曲线的增长特点。5.尝试分析“S”形增长曲线各段的含义。6.什么是环境容纳量（K值）？如何运用？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。1.“S”形增长的含义：2.“S”形增长形成原因：三种群的“S”形增长资源和空间有限，天敌的制约等（即存在环境阻力）资源和空间有限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称为环境容纳量，又称K值。4.环境容纳量（K值）：思考：同一种群的K值是固定不变的吗？

同种生物的K值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。思考：K值是种群数量的最大值吗？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。K值的四种表示方法5.S形曲线的增长率和增长速率？：[检测]“S”型曲线与其增长速率的关系K/2

t0t1t2

时间种群数量Kabcde⑴图乙的fg段相当于图甲的

段⑵图乙的g点相当于图甲的

点⑶图乙的gh段相当于图甲的

段⑷图乙的h点相当于图甲的

段甲乙增长速率变化:0～K/2时逐渐增大K/2～K时逐渐减小在K/2时达到最大在K时增长速率为0acccddet0t1t2

时间0K/2K数量增长速率fgh种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；资源和空间丰富，出生率＞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＞死亡率，但差值在减少，种群增长速率下降；出生率≈死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到环境容纳量即K值，且维持相对稳定。种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈。此时种群增长速率最大。“S”曲线的分析：ab段（适应期）:bc段（加速期）:c点（转折期）：cd段（减速期）:de段（饱和期）:ad段(不包括d):出生率大于死亡率①出生率=死亡率②种群数量相对稳定③种群增长(速)率为零K值特点①种群再生能力最强②种群增长速率最大K/2值特点6.K值和K/2值的运用：（1）野生生物的保护（2）有害生物的防治（3）资源的合理利用野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？保护大熊猫的根本措施是什么？

建立自然保护区，改善栖息环境，减小环境阻力，从而提高环境容纳量（K值），是保护它们的根本措施。

野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和活动范围缩小，K值降低。（1）野生生物的保护（2）有害生物的防治鼠的种类繁多，危害大，能传播鼠疫、流行性出血热（由汉坦病毒引起）、钩端螺旋体（属于细菌）病等。为了研究制约鼠种群数量的因素，科研人员将某一鼠种群迁入一座荒岛后，获得了如下鼠种群的数量变化曲线，下列说法正确的是（）A．这个鼠种群增长速率最快在C点左右B．该种群的增长曲线是“S”形，E点时出生率和死亡率为0C．若防治鼠害，应在C点之前，严防到达C点D．通常可用样方法、标记重捕法调查鼠的种群数量C怎样做才能最有效的灭鼠？增大环境阻力→降低K值→防治老鼠如断绝或减少它们的食物来源（密封粮食、硬化地面、搞好环境卫生等）；养殖或释放它们的天敌，等等。①降低环境容纳量②在

捕杀K/2前防治有害生物的根本措施。在种群增长刚开始（达到K/2之前）的时候就进行防治；防止老鼠种群数量达到K/2处（2）有害生物的防治传统手段：机械捕杀，药物捕杀（增大死亡率）

施用避孕药，施用激素（降低出生率）(2017·高考全国卷乙，T5)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是(

)

A．甲点对应的种群数量B．乙点对应的种群数量C．丙点对应的种群数量D．丁点对应的种群数量D（3）资源的合理利用K种群数量时间0BCDEt1t2AK/2——“黄金开发点”为了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？

应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为在这个水平上种群增长率最大，以持续获得最大的捕捞量种群数量＞K/2时是最佳捕捞时期最大捕捞量≠最大日捕获量①要持续获得最大捕捞量:K/2之后捕捞②要获得日捕获量:应在种群密度最大时捕捞

(即K值时)（3）资源的合理利用草原最大载畜量不超过K值→合理确定载畜量6.K值和K/2值的运用：K值减小环境阻力→

增大K值→保护野生生物资源增大环境阻力→降低K值→防治有害生物草原最大载畜量不超过K值→合理确定载畜量K/2值渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处

“J”型曲线与其增长速率、增长率的关系在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大，增长率基本不变。

“S”型曲线与其增长速率、增长率的关系在“S”型曲线中，种群增长速率先增大后减小，增长率逐渐减小。规律总结1“J”形增长“S”形增长产生条件增长特点K值曲线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理想条件。资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。每种群数量以一定倍数增长，种群增长速率越来越快。种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，此后增长减缓，到K值时停止增长。时间(t)种群数量t0t1t2时间增长速率时间种群数量t/2t无有K值思考：你还能从其他角度对“J”与“S”形增长曲线进行比较吗？0

时间种群增长速率自然状态下，大多数种群呈“S”型增长规律总结21.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；已经存在环境阻力思考：种群的数量变化除了增长，还存在什么情况？应用？规律总结3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。1.种群数量的相对稳定：2.种群数量的波动：

对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。四种群数量的波动某地区东亚飞蝗种群数量的波动

处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。

东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年飞蝗大发生的