种群的数量变化（教学课件）（第1课时）高二生物（人教版2019选择性必修2）

1.2种群数量的变化第一章种群及其动态第1课时问题探讨1859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。那怎么能直观反映野兔的数量得到了控制？模型构建3一、科学方法*构建种群数量变化的数学模型问题1：回忆一下前面所学模型的类型？物理模型数学模型概念模型4一、科学方法*构建种群数量变化的数学模型描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型思考如何建立数学模型呢？5一、科学方法*构建种群数量变化的数学模型细菌繁殖产生的后代数量

建立数学模型的步骤研究方法观察研究对象，提出问题细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？模型准备6一、科学方法*构建种群数量变化的数学模型细菌繁殖产生的后代数量

建立数学模型的步骤研究方法提出合理的假设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模型假设7一、科学方法*构建种群数量变化的数学模型

建立数学模型的步骤研究方法根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型时间/min细菌数量/个20406080100120140160180Nn=2n或绘制曲线图N代表细菌数量，n表示第几代模型建立8一、科学方法*构建种群数量变化的数学模型建立数学模型的步骤研究方法通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正模型修正9二、种群的“J”形增长以上的公式和曲线呈现J型，是在理想条件下的预测。理想条件——食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天地和其他竞争物种等实例1：澳大利亚野兔1859年，24只野兔1926年，全澳洲的野兔数量超过了100亿只为了歼灭100亿只野兔澳大利亚用上了轰炸机10二、种群的“J”形增长实例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。11二、种群的“J”形增长实例3：“春风吹又生”的加拿大一枝黄花总结J形曲线出现的情形：种群刚迁入新的适宜环境中（包括实验室、物种入侵）12二、种群的“J”形增长1．“J”形增长的数学模型（1）模型假设①食物和空间条件充裕②气候适宜③没有天敌(捕食和寄生天敌)④没有其他竞争物种等（2）建立模型(数学公式)

N0：为起始数量；t：为时间；Nt：表示t年后该种群的数量；λ：表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。种群数量N0

13二、种群的“J”形增长（3）对“λ”的理解：Nt＝N0λt

表达式中，λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数，不是增长率。项目种群数量变化年龄结构λ>1

λ＝1

λ<1

增加增长型相对稳定稳定型减少衰退型【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。14二、种群的“J”形增长现学现用：据图说出种群数量如何变化1-4年，种群数量___________________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______年最低呈“J”形增长增长相对稳定下降下降11-12年下降，12-13年增长51215二、种群的“J”形增长增长速率：种群在单位时间内净增个体数=新增个体数/增长时间增长率：即自然增长率指种群每年净增的个体数占原个体总数的比率。=新增个体数/原有个体数时间λ-116三、实验：探究酵母菌种群数量的变化①培养液配制、分装、灭菌将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中②接种将酵母菌接入试管中的培养液混合均匀③培养将试管在28℃条件下连续培养④计数每天取样使用血细胞计数板统计酵母菌数量⑤分析结果，得出结论将所得数据用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律17血细胞计数板先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将血球计数板放到显微镜计数一个小方格酵母菌数量以此估算试管酵母菌总数三、实验：探究酵母菌种群数量的变化18三、实验：探究酵母菌种群数量的变化计数室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0.1mm19三、实验：探究酵母菌种群数量的变化计数室两种规格25×16型16×25型20三、实验：探究酵母菌种群数量的变化54344

将样液稀释100倍，采用血球计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)计数，观察到的计数室中细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是________个/mL。1×10921三、实验：探究酵母菌种群数量的变化每天抽取酵母菌用显微镜计数，估算10ml酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察7天，记录每天的数值第1天第4天第6天第7天22三、实验：探究酵母菌种群数量的变化绘制曲线生态学家高斯也曾做过这样一个实验：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23时间/d种群数量/个K=375反复实验得到如图所示的结果结论：无论是酵母菌还是草履虫，相对稳定的环境下很多种群有一个相对固定的变化过程——“S”形增长曲线四、种群“S”形增长24四、种群“S”形增长2.“S”形增长的数学模型（1）模型假设:①资源和空间有限②种内竞争加剧③存在天敌④其他竞争的物种（2）建立模型环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。25四、种群“S”形增长（3）曲线分析种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速种群数量为K/2，种群增长速率达到最大资源和空间有限，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26四、种群“S”形增长请结合数据研究种群增长率和增长速率的变化规律。时间（天）12345678酵母菌个数（106个）6.5618.9146.38107.3160191.2192.5192.6种群增长率不计177%155%131%49%20%0.6%0种群增长速率不计11.6328.1960.9252.731.21.3027四、种群“S”形增长同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？同种生物的K值不是固定不变的。环境因素、生物自身的遗传特性、食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物种群的环境容纳量。请据图分析：该种群的K值为_____。K2K值并不是种群数量的最大值28四、种群“S”形增长K值和K/2值的运用：场景1大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？种群数量锐减的原因：主要原因是大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值就会变小。保护措施：建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。29四、种群“S”形增长鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施?①降低环境容纳量增大环境阻力→降低K值→防治老鼠如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。②在

捕杀K/2前防止老鼠种群数量达到K/2处场景230四、种群“S”形增长如何合理确定有益生物资源的采收量？采收后种群数量剩余

K/2左右。此时种群具有最大增长速率，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量，是可再生资源的最佳收获策略。K种群数量时间0BCDEt1t2AK/2——“黄金开发点”场景331课堂小结种群增长模型建构种群增长模型的方法种群的“J”形增长条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等特点：种群数量每年以一定倍数增长种群的“S”形增长条件：食物和空间有限特点：种群增长速率先增大后减小，最后为0K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量环境阻力32实战演练1.关于“S”型曲线的叙述,错误的是（

）

A.t0～t1之间，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，增长率不断增加B.t1～t2之间，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降C.t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0D.为有效防治蝗灾，应在t1前及时控制其种群密度√33