高中生物-种群数量的变化教学课件设计

第2节

种群数量的变化生物组执教者高中生物人教版选择性必修2生物与环境第1章种群及其动态学习目标：1．构建种群增长模型的方法。2．种群增长的“J”型曲线和“S”’型曲线。

3.种群数量的波动和下降。常在不常见（电镜下细菌种群）一个细菌通过什么方式形成一个种群的呢？二分裂1.如果各方面的条件都适宜的话，细菌每20分钟分裂一次，细菌会增值为多少？时间20406080100120140160180细菌数量1282481632642565122.如果我们用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，写出计算细菌种群数量的公式？3.利用表格中的数据在坐标中画出细菌增长的曲线。（横轴为时间，纵轴为细菌数量）Nn=2n讨论:推导出细菌种群数量增长的数学表达式曲线图与数学公式相比较，有哪些优缺点？时间（min）1002003004005006000细菌数量（个）204060801001800160曲线图：更直观地反映出种群数量的增长趋势，但没有数学公式精确。数学方程式：Nn＝2n更精确，但较抽象不够直观。

像这样用曲线图、数学方程式来分析数量变化的方法属于数学模型法。步骤实例提出问题作出假设

建立模型检验或修正数学公式：

曲线图：

Nn＝2n(N为细菌数量；n表示第几代)细菌每20min分裂一次资源和空间无限时，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响观察、统计细菌数量对模型进行检验或修正

数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。一、建构种群增长模型的方法实例1：澳大利亚本来并没有兔子。1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6亿只以上，遍布整个大陆。自然界中有此类型吗？实例2、20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿自然界确有类似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，曲线则大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。【模型假设】

条件：理想状态,环境资源无限——食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等；种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍，即持续快速增长。【建立模型】量的计算：t年后种群的数量为

Nt=N0λt

N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）

种群数量时间二、种群的“J”

形增长问题：请分析在λ>1、λ=1λ<1时种群数发生怎么的变化？λ=种群数量增长种群数量稳定种群数量下降λ>1时λ=1时λ<1时λ=0时，种群无繁殖，下一代将灭亡。存在环境阻力———

自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高．当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平．“J”型增长能一直持续下去吗？有实例证明吗？5只大草履虫0.5ml培养液每隔24小时统计一次大草履虫数量大草履虫高斯实验三、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，这种类型的种群增长称为

“S”形增长。时间（天）0123456种群数量（个）520137319369375365①产生条件：自然条件(现实状态)——食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争不断加剧，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。当种群的死亡率与出生率相等时，种群就稳定在一定的水平。可见，种内竞争对种群数量起调节作用。②增长特点：种群数量达到环境所允许的最大值（K值），将停止增长并在K值左右保持相对稳定。存在环境阻力种群密度越大环境阻力越大一定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，像大草履虫种群的K值是375个。种群增长速率不断降低种群数量K/2→K值时，种群数量达到K值时，种群增长速率为零,但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。种群数量在K/2值时，种群增长速率最大种群数量由0→K/2值时，种群增长速率增大K/2转折期，增长速率最快K值：环境容纳量加速期，个体数量增加，增长加速适应期，个体数量较少增长缓慢减速期，增长缓慢饱和期，增长速率为零“S”曲线解读同一种群的K值是固定不变的吗？与环境相关思考与讨论1：怎样做才是保护大熊猫的根本措施？

建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。家鼠繁殖力极强，善于隐藏在洞穴中，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？思考与讨论2：增大环境阻力降低环境容纳量：

打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处、养殖或释放天敌。①K值的应用a.野生生物资源保护：保护野生生物生活环境，减小环境阻力，增大K值。b.有害生物的防治：增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。②K/2的应用a.资源开发与利用：种群数量达到K/2时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞(捕获)时，捕捞后的种群数量要维持在K/2处，以保证持续获取高产量。b.有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达到K/2处，甚至在一开始就应采取相应措施。小结：K值和K/2的应用在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？四、种群数量的波动和下降在自然界中,对于大多数生物的种群来说,种群数量总是处于波动中。当种群长久处于不利条件下,种群数量会出现持续性的或急剧的下降。在现实的生态系统中，种群数量除

增长外，还有没有其他变化？种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率种群数量的变化气候、食物、