1.2种群数量的变化第1课时课件高二上学期生物人教版选择性必修2

第2节：种群数量的变化（第1课时）第一章构建种群增长的数学模型一1.假设细菌初始数量为N0，第n代细菌数量的计算公式是什么？2.第72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？N0=1n＝60min×72h÷20min＝216Nn＝1×２n＝2216时间/min细菌数量/个细菌繁殖产生的后代数量问题·探讨构建种群增长模型的方法设细菌初始数量为N0,第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为N0×2,第n代的数量为Nn=N0×2n。4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请画出细菌的数量增长曲线。020406080100120140160180551501451401351201151511时间/min细菌数量/个时间/min细菌数量/个细菌繁殖产生的后代数量问题·探讨构建种群增长模型的方法3.请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表:时间20406080100120140160180数量(个)2481632641282565125.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？如何验证你的观点？不会因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的可以用实验计数法来验证。问题·探讨构建种群增长模型的方法时间/min细菌数量/个细菌繁殖产生的后代数量细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？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，对自己年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，用适当的形式对事物的性质进行表述，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实例研究方法1.科学•方法—建立数学模型精确，但不够直观数学公式直观，但不够精确曲线图

数学公式与曲线图各有什么优缺点？相关信息课堂检测B1.（18·19高一下·福建莆田·期末）下列关于构建种群增长模型方法的说法不正确的是（

）A．曲线图能直观地反映出种群数量的增长趋势B．数学模型就是用来描述一个系统或它的性质的曲线图C．数学模型可描述、解释和预测种群数量的变化D．在数学建模过程中也常用到假说—演绎法种群的“J”形增长二【合作探究】任务二：构建种群的“J”形增长曲线结合“思考·讨论”中的相关资料，小组合作解决讨论问题：【资料1】1859年，澳大利亚野兔24只6亿一个世纪1937-1942年某地一个岛屿。【资料2】环颈雉1.这两个资料中的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？1.这两个资料中的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？种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。。食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。不能理想条件因为食物等资源和空间是有限的。分析自然界种群增长的实例思考·讨论(1)含义:在理想条件下，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致星“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。(2)模型假设:理想条件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1.种群的“J”形增长时间（t）种群数量N0

(3)“J”形增长的数学模型：N0:

；t:

；Nt:

；λ:

t年后种群的数量为(公式):1.种群的“J”形增长Nt=N0×λt

时间（t）种群数量N0

为起始数量为时间（自变量）表示t年后该种群的数量该种群数量是前一年种群数量的倍数①当入=1时，种群数量如何变化?②当入>1时，种群数量如何变化?③当入<1时,种群数量如何变化?④当入>1时，种群一定呈“J”形增长吗?种群数量不变(相对稳定)种群数量增长种群数量下降不一定;当只有入>1且为定值时，种群增长才为“J”形增长;2.分析“J”形曲线请据图分析,种群数量变化符合数学公式:Nt=N0×λt

时，种群增长曲线一定是“J”形吗?增长率=（现有个体数-原有个体数）÷种群原有个体数＝×100％增长率＝末数－初数Nt－Nt-1Nt-1初数λ-1（λ>1，且不变）2.分析“J”形曲线“J”形增长种群的增长率曲线模型时间（t）种群数量N0

时间（t）种群增长率N0Nt根据“J”形增长数学公式，构建其增长率和增长速率曲线模型。增长速率：单位时间内增加的个体数量。＝增长速率＝末数－初数单位时间Nt－Nt-1(个)t(年)实质就是“J”型曲线的斜率2.分析“J”形曲线时间（t）种群数量N0

时间（t）种群增长速率N0Nt“J”形增长种群的增长速率曲线模型根据“J”形增长数学公式，构建其增长率和增长速率曲线模型。二.种群数量的增长模型增长率＝λ-1＝×100％增长率

＝末数－初数Nt－Nt-1Nt-1初数=（λ-1）×100％Nt＝N0λt

＝增长速率＝末数－初数单位时间Nt－Nt-1(个)t(年)实质就是“J”型曲线的斜率增长速率=（λ-1）N0λt-11.种群的“J”形增长课堂检测B1.（22·23上·长春·期末）下列关于种群的“J”形增长曲线的叙述中，错误的是（）A.条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等B.“J”形增长的种群，其数量达到最大值后恒定不变C.数学方程式模型可表达为t年后种群数量：Nt＝N0λtD.“J”形增长曲线模型中λ的含义为该种群数量是一年前种群数量的倍数2.（22·23高二下·甘肃临夏·开学考试）短嘴鸦主要分布在北美洲，研究人员连续调查了某生态系统中短嘴鸦30年的种群数量变化，如图为λ值变化曲线。下列叙述正确的是（

）A．第1年至第5年间λ值为1，短嘴鸦种群数量保持相对稳定B．第15年时短嘴鸦的种群数量最低，第15年后λ值小于1，但短嘴鸦开始增多C．第15年至第20年，种群数量呈“J”形增长D．第20年至第30年间短嘴鸦种群数量保持相对稳定课堂检测D种群的“S”形增长三二.种群数量的增长模型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。如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”型增长吗？不会如何验证这个观点？2.种群的“S”形增长二.种群数量的增长模型(1)模型假设:资源和空间有限，天敌的制约等（即存在环境阻力）2.种群的“S”形增长二.种群数量的增长模型(3)曲线图分析:ab段:bc段:cd段:de段: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；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。2.种群的“S”形增长二.种群数量的增长模型“S”型曲线与其增长率、增长速率的关系①增长速率先增大后减小，最后为0。②当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。增长速率实质就是“S”型曲线的斜率种群数量˂K/2，=K/2，˃K/2，=K，增长速率为0增长速率逐渐减小增长速率最大增长速率逐渐增大(4)特点:时间0增长率或t0t1t2

时间

0K/2K增长速率h“S”型曲线种群数量˂K/2，=K/2，˃K/2，=K，增长速率为0增长速率逐渐减小增长速率最大增长速率逐渐增大时间0增长率或t0t1t2

时间

0K/2K增长速率h二.种群数量的增长模型(5)K值、K/2的四种不同表示方法：2.种群的“S”形增长K值（K值）二.种群数量的增长模型①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。(6)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_____。负反馈下降上升K值附近2.种群的“S”形增长二.种群数量的增长模型②K值并不是种群数量的最大值:

K值是环境容纳量,即在保证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,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。2.种群的“S”形增长二.种群数量的增长模型（7）K值与K/2值在实践中的应用:①对野生生物资源和濒危物种的保护:建立自然保护区：提高环境容纳量K值2.种群的“S”形增长K/2t0t1t2

时间种群数量Kabcde②对野生生物资源的利用:（合理开发利用）渔业捕捞应在

;捕捞后鱼的种群数量维持在

。K/2以后K/2千岛湖捕鱼的盛况K/2值处，种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。二.种群数量的增长模型③对有害生物防治:在

捕杀。降低环境容纳量;K/2前实例：如灭鼠时及时控制种群数量，严防达到____值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。K/2（7）K值与K/2值在实践中的应用:2.种群的“S”形增长④为引进外来物种提供理性的思考。

必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是否会构成生物入侵。二.种群数量的增长模型①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。（8）种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线“J”型曲线无K值,无种内斗争,无天敌。2.种群的“S”形增长规律总结2.“S”型曲线与其增长速率、增长率的关系1.“J”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。在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大，

增长率基本不变。三.种群数量的波动在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。某地区东亚飞蝗种群数量的波动1.种群数量的相对稳定2.种群数量的波动在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。三.种群数量的波动3.种群数量的爆发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。4.种群数量的下降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。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。课堂检测D1.(22·23上·泉州·阶段练习)生态学家高斯曾经做过一个实验：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后在一定时间内每隔24h统计一次大草履虫的数量，经过反复实验得出了如图所示的结果。下列有关叙述正确的是（）

A．大草履虫的种群增长速率持续加快B．第3天大草履虫的出生率小于死亡率C．大草履虫的数量将保持在375个，不会发生变化D．食物、天敌等因素是影响大草履虫的种群数量变化的密度制约因素小结种群增长模型构建种群的增长模型的方法“J”形增长“S”形增长条件：特点：食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种种群数量以一定倍数增长条件：特点：食物和空间有限增长速率先增后减，最后为0K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量，称为环境容纳量种群数量的波动和下降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