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

第一章种群及其动态第2节种群数量的变化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。Nt=N0λt1.根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在自己设计的表格中。时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789数量（个）2481632641282565123.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？Nn＝1×２n＝2216Nn=1×２n2.第n代细茵数量的计算公式是什么？细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？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Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正观察研究对象，提出问题提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，即建立数学模型通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正研究方法研究实例建立数学模型四步骤:一、建构种群增长模型的方法数学公式与曲线图各有什么优缺点？曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。用来描述一个系统或它的性质的数学形式，可以为数学公式、曲线图第n代细菌数量的计算公式：Nn=1×２n资料1：1859年，澳大利亚某农场中放生了24只野兔。一个世纪之后，澳大利亚野兔超过6亿只。后来，黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。资料2：20世纪30年代，环颈雉引入某地小岛。5年间增长如图所示。不能，因食物和空间有限讨论: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？食物充足，缺少天敌等种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。J二、种群的“J”形增长

数学模型1：曲线图1.模型假设食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种（即无环境阻力、理想条件下）。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表示，曲线则大致呈“J”形。*注意：该曲线的起点不是原点。【思考】哪些情况下可能出现这种条件？实验室条件下、迁移入新环境（如物种入侵）【思考】生物迁入新环境一定会出现J形增长吗？不一定（1）产生条件：二、种群的“J”形增长N1=N0λ1N2=N1·λ=(N0为起始数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，t为时间。)2.建立模型（数学公式）:t年后种群的数量为:Nt=N0λt一年后种群的数量为:二年后种群的数量为:N0λ23.特点:种群数量数量持续增长，没有上限意义：反映了种群增长的潜力或者趋势λ现有个体数原有个体数=【思考1】①当λ=1时，种群数量如何变化？②当λ＞1时，种群数量如何变化？③当0＜λ＜1时，种群数量如何变化？④当λ=0时，种群数量如何变化？【思考2】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？增长率=0,种群数量不变(相对稳定)增长率>0,种群数量增长增长率<0，种群数量下降不一定；只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。雌体没有繁殖，种群在下一代中灭亡种群增长率与种群增长速率①种群增长率：指种群在一定时间内增加的个体数占原来个体总数的比率，即增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100％②种群增长速率：指单位时间内新增加的个体数，增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／单位时间×100％

种群增长速率就是曲线上每一点的切线(即斜率)0

时间种群增长速率增长率=(Nt－Nt－1)/Nt－1N0λt－N0λt－1N0λt－1==（λ-1）X100%在“J”形曲线中，种群增长速率逐渐增大，增长率基本不变。在题目中出现以下条件时，可视为“J”形增长①理想条件下②实验室条件下③食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足④外来物种入侵早期阶段⑤无环境阻力状况

实例福寿螺福寿螺原产中美洲的热带和亚热带地区，如阿根廷、玻利维亚、巴西、巴拉圭及乌拉圭等。广泛分布于北美、亚洲、非洲等十多个国家，已成为世界性的外来入侵生物。凤眼莲（水葫芦）凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡。

1-4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____________________________前9年，种群数量第____年最高；9-13年，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练习：据图说出种群数量如何变化如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？不会高斯实验：生态学家高斯曾经做过这样一个实验：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，得出了如下图所示的结果。种群增长的“S”型曲线“S”型曲线形成原因？种群的________率和______率_______，种群增长________，有时会________在一定水平。______________；当种群密度增加时，种内_______加剧，使种群的出生率降低，死亡率升高资源和空间有限竞争出生死亡相等停止稳定环境容纳量（K值）：一定的环境条件下所能维持的种群最大的数量。自然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捕食者的数量增加出生率等于死亡率达到K值1.曲线图分析:ab段:（适应期）种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；（加速期）资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；（减速期）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；（饱和期）出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。种群数量达到最大,且种内斗争最剧。bc段:c点：cd段:（转折期）出生率大于死亡率,此时种群增长速率最大。de段:你能根据这些线索画出种群增长速率随时间的变化吗？种群增长率？时间（D）种群大小120.42137.23319.04369.05375.36375.4“S”形曲线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）*种群数量曲线不能从原点出发，增长速率曲线可以从原点出发[检测]“S”形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【思考】1.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。

同一种生物的K值不是固定不变的K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭受破坏时，K值变化是______；当环境条件状况改善时，K值会______在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在________上下波动。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值下降上升K值附近反馈K值不是种群数量的最大值K值是环境容纳量，即在环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值，但超过K值后，环境容纳不下，种群数量会迅速降下来K值的大小主要由环境资源决定呼和浩特大草原，由于未知原因迁来少量老鼠，则该草原上鼠的K值______（增大、不变或减小），原因是_____________________不变K值是由环境资源量决定的，与迁入率无关（1）将某种单细胞菌接种到装有10mL液体培养基（培养基M）的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为

型，且种群数量为

时，种群增长最快。（2）若将该种菌接种在5mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量（K值）

（填“增大”“不变”或“减小”）。若在5mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值

（填“增大”“不变”或“减小”），原因是

。

（2019全国卷III·31）K值是由环境资源量决定的，与接种量无关S

a/2减小不变①

对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。②

对应的种群增长速率最大,为K/2值。B点对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到最大,为

。A点A'点K值K值、K/2的四种表示方法:①②①

对应的种群数量为K值。②

对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。①

对应的种群个体数最多,即K值。②

对应的种群个体数为K/2值。C点C'点D点D'点③④K值、K/2的四种表示方法:四、K值和1/2K值的应用1.对野生生物资源和濒危物种的保护应对措施：建立自然保护区，提高环境容纳量（K值），野生大熊猫数量锐减的原因：栖息地遭到破坏，食物减少、活动范围缩小，K值变小。①从环境容纳量考虑：增大环境阻力，降低环境容纳量。2.有害生物的防治措施：断绝或减少食物来源；减少挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌；搞好环境卫生等等。②从1/2K值考虑：在种群增长刚开始（达到1/2K之前）的时候就进行防治；（绝对不能让种群数量增长到1/2K值）3.对野生生物资源的合理利用种群数量＞K/2时是最佳捕捞时期！草原最大载畜量不超过K值→合理确定载畜量①要持续获得最大捕捞量:__________捕捞；②要获得最大日捕获量:应在__________捕捞。K/2之后达到K值时目的：以持续获得最大的捕捞量捕鱼时，在刚超过1/2K时开始捕捞；要使被捕种群的剩余量维持在1/2K附近。现学现用：假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该种群的增长速率随种群数量A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，应为____点对应的种群数量。丁1.“J”形曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。用达尔文的观点分析“J”、“S”型曲线时间种群数量J型曲线S型曲线K值“J”形曲线无K值，

无种内斗争，

无天敌。种群在没有环境阻力的条件下呈现“J”型增长，实际上是“S”型增长的最初阶段，“J”型增长是一定时间内的增长方式，最终是以”S”型增长结束，这是生态因素和物种本身相互影响的结果。2.图中阴影部分表示：________；用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。环境阻力五、种群增长的两种曲线的比较J形曲线S形曲线条件特点有无K值曲线环境资源无限环境资源有限连续增长增长到K值后稳定无有K值环境阻力食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候不适传染病等K值：环境容纳量P12②但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。处在波动状态的种群，在特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、赤潮等。

东亚飞蝗种群数量的波动①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。四、种群数量的波动③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下降；如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。种群的延续需要有一定的个体数量为基础；当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。*对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。【典例】图1表示某种群数量变化的相关曲线图，图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是()DA.图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况B.图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点C.图2中B点时种群增长速率最大D.图1中第15年种群数量最少图1为植食性昆虫迁入该生态系统后的种群数量增长速率变化曲线，图2为λ(λ是当年种群数量与前一年种群数量的比值)随时间的变化曲线。下列有关叙述，正确的是()A.图1中t1～t2与图2中a～b时期种群都是衰退型B.图2中a、c时期种群的出生率均与死亡率相当C.图1和图2中K值出现的时间分别是t2和dD.图1和图2可分别表示种群的“S”形和“J”形增长过程B图2中种群数量最多的时候是

，最少的时候是

。呈“J”形增长的时间段是

。cedeA.甲种群在t1～t2段的种群数量不断增加B.乙种群在t1～t2段的种群数量一直减少C.乙种群在t3后种群数量保持不变D.甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善【对点小练】(2021·山东潍坊一中月考)科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究λ＝随时间的变化趋势，结果如下图所示(图中Nt表示第t年的种群数量，Nt＋1表示第t＋1年的种群数量)。下列分析正确的是()C酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基（培养液）来培养。培养液中酵母菌种群的增长情况，与发酵食品的制作有密切关系。培养液中酵母菌种群数量的变化探究·实践1.单细胞真核生物2.兼性厌氧菌3.出芽生殖（主要）1.实验目的：初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。2.实验原理：用液体培养基（培养液）培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。3.提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？4.材料用具：酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。5.讨论思路：自变量：因变量：无关变量：时间酵母菌数量培养液的体积等计数室1mm大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，即1mm×1mm×0.1mm，其容积为0.1mm3计数室血细胞计数板：专门用于计数单细胞微生物的一种仪器1个计数室的面积为1mm2，1个计数室内有400个小方格。每个小方格的面积1/400mm2②1/400mm2的含义①0.10mm的含义计数室的深度为0.1mm计数室通常有两种规格：25×16型：即大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格16×25型：即大方格内分为16中格，每一中格又分为25小格不管计数室是哪一种构造，其每一大方格都是由16×25=25×16=400个小方格组成取样方法：如图B所示，25中格×16小格的计数板，需要对四个顶角及中央5个中格中的酵母菌进行计数；如图C所示，16中格×25小格的计数板，则只需对四个顶角中格中的酵母菌进行计数。随后估算出每个小方格中的酵母菌数。（1）怎样对酵母菌进行计数？采用抽样检测的方法：盖→吸→滴→渗→再吸→沉→计如果先加培养液再盖盖玻片，那么盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面，使计数室内部液体增多，导致计数结果偏高。计算方法：培