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“J”形增长“S”形增长第1章种群及其动态(第1课时)一、建构种群增长的模型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。细菌的生殖方式：二分裂1.第n代细菌数量的计算公式是什么？时间（min)020406080100120140160180分裂次数0123456789数量（个）1248163264128256512问题探讨设细菌初始数量为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N0×2n（Nn=N0×2n）一、建构种群增长的模型细菌的生殖方式：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＝1X２n＝2216问题探讨3.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一.建构种群增长模型的方法物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。数学模型：以数学关系或坐标曲线图表示生物学规律。问题1：回忆一下前面所学模型的类型？描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型通过进一步实验或观察等，对模型进行_____或_____根据实验数据，用适当的_____形式对事物的性质进行_____提出合理的_____一、建构种群增长模型的方法研究实例细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？资源和生存空间无限多，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正

Nn代表繁殖n代后细菌数量，n代表繁殖代数Nn=2n研究方法观察现象，提出_____问题假设数学检验修正表达一.建构种群增长模型的方法时间（min)20406080100120140160180分裂次数123456789数量（个）248163264128216512指数形式212223242526272829n代细菌数量Nn的计算公式是：Nn=2n以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线：精确，但不够直观曲线图：直观，但不够精确数学方程式：一.建构种群增长模型的方法思考·讨论

资料1：1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，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，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。一.建构种群增长模型的方法思考·讨论

资料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。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？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，因资源和空间是有限的讨论:

由以上实例可得，自然界有类似细菌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，曲线则大致呈“J”形，这种类型的种群增长称为“J”形增长。二、种群的“J”形增长二.种群的“J”形增长2.模型假设:1.概念:自然界确有类似的细菌在

条件下种群数量增长的形式，如果以

为横坐标，

为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“

”型。理想时间种群数量J①食物和空间条件充裕②气候适宜③没有天敌④没有其他竞争物种等理想条件种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。若起始数量为N0，则：二.种群的“J”形增长3.建立模型

t年后种群的数量为

Nt=N0×λtN0为该种群的起始数量，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的倍数4.特点：种群的数量每年以一定的倍数增长思考：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？二.种群的“J”形增长5.λ与J形种群增长的数量关系：λ=Nt+1Nt①当λ=1时，种群数量

；②当λ＞1时，种群数量

；③当0＜λ＜1时，种群数量

；④当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？不变(相对稳定)增长下降不一定；

只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长；6.特点：增长率增长速率含义计算公式举例

则该种群的增长速率为:

则该种群的增长率为:×100%=10%1100-10001000=100个/年1100-10001年单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例单位时间内增加的个体数量种群原有个体数增长率=（现有个体数-原有个体数）增长速率=（现有个体数-原有个体数）增长时间增长率不能等同于增长速率二.种群的“J”型增长

一个种群有1000个个体，一年后增加到1100O时间种群增长率O时间种群增长速率O时间种群数量增长速率增长率种群的增长速率就是曲线的斜率(即过每一点的切线)λ-1二.种群的“J”型增长“J”形图二.种群的“J”形增长7.适应对象:(1)实验室条件下；(2)一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时(外来入侵物种)。福寿螺(原产中美洲的热带和亚热带地区)紫茎泽兰(原产美洲的墨西哥)水葫芦(原产于南美)种群密度增大死亡率升高种内竞争就会加剧出生率降低当出生率=死亡率时，种群增长停止。三、种群的“S”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？三.种群的“S”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？不会二.种群的“S”形增长生态学家高斯的实验大草履虫种群的增长曲线时间/d种群数量/个K=375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。大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快；第五天以后基本维持在375个左右。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。二.种群的“S”形增长1.“S”形增长的概念：种群经过一定时间的

后，数量趋于

，增长曲线呈“

”形。S稳定增长2.形成条件：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。出生率下降，死亡率升高二.种群的“S”形增长3.环境容纳量：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。在环境条件没有遭受破坏的情况下，种群数量会在

附近上下波动。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。思考1：同一种群的K值是不是固定不变的呢？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____。下降上升负反馈K值二.种群的“S”形增长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。思考2：K值

（是/不是）种群数量的最大值？不是请据图分析：该种群的K值为

。K23.曲线图分析:ab段:bc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，种群数量增长迅速；出生率>死亡率出生率>死亡率,此时c种群增长速率最大;三.种群的“S”形增长cd段:de段: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；种群数量达到K值，且维持相对稳定。种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈。出生率>死亡率，但是差值逐渐减小，增长速率逐渐减少。出生率约≈死亡率，增长率为为0，种群增长速率几乎为0三.种群的“S”形增长3.曲线图分析:二.种群的“S”形增长5.增长特点：种群增长速率的变化种群数量=N0，˂K/2，=K/2，˃K/2，=K，增长速率为0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K/2

t0t1t2

时间种群数量Kabcdet0t1t2

时间

0K/2K数量增长速率fgh“S”形增长增长速率增长率5.特点:三.种群的“S”形增长K/2K/2K6、三.种群的“S”形增长“K值”与“K/2值”四种不同的表示方法KK/2KK二.种群的“S”形增长7.“J”形曲线与“S”形增长曲线的联系：(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。理论上，“S”形增长，在初始阶段就开始受到资源空间的限制作用，因此“S”形曲线的开始部分并非“J”形增长。8.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:例如：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。K/2

t0t1t2

时间种群数量Kabcde三.种群的“S”形增长二.种群的“S”形增长①持续获得最大捕鱼量：应在

时开始捕捞，捕捞后种群的剩余量维持在

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。大于K/2K/2②获得最大日捕获量:应在

时捕捞，此时种群密度最大。K值8.K值和K/2的应用：(2)对野生资源的开发和利用:（3）对有害生物防治:例如：蝗虫，在

捕杀。降低环境容纳量b点之前例如：灭鼠，及时控制种群数量（养猫、储存好食物等），严防达到________值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。K/2K/2

t0t1t2

时间种群数量Kabcde三.种群的“S”形增长8.K值与K/2值在实践中的应用:三.种群数量的波动(1)处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等就是种群数量爆发增长的结果。1.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。2.对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。(2)当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性