种群数量的变化高二上学期生物人教版选择性必修2

第2节种群数量的变化问题：建立自然保护区后，大熊猫种群数量将如何变化？卧龙大熊猫自然保护区（始建于1963年）资料：科学家发现大熊猫体内没有消化纤维素、半纤维素和木质素的酶，消化竹子主要是靠肠道中的细菌。提出问题细菌每20min分裂一次，n代后细菌的数量是多少？作出假设营养和生存空间没有限制（理想条件）任务1：计算1个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表：（p66）时间（min）20406080100120140160180细菌数量248163264128256512任务2：用公式表示出第n代的细菌数量Nn（20min时为第一代）：Nn=2n任务3：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线（p66）：曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。资料：科学家发现大熊猫基因组本身没有消化纤维素、半纤维素和木质素的酶，消化竹子主要是靠肠道中的细菌。提出问题细菌每20min分裂一次，n代后细菌的数量是多少？作出假设营养和生存空间没有限制（理想条件）建立模型数学公式：Nn＝1×2n检验、修正进一步实验或观察等一、建构种群增长模型的方法—数学模型1.概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.步骤：研究实例研究方法细菌每20分钟分裂一次观察研究对象提出问题在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下提出合理的假设Nn=2n根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察等对模型进行检验或修正实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，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。实例二：在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在1937～1942年期间，这个环颈雉种群数量的增长如下图所示。种群数量/个37384041423905001000年份某岛屿环颈雉种群数量的增长1500种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现“J”型曲线。思考：建立大熊猫自然保护区初期，大熊猫种群数量会出现“J”形增长吗？1、“J”型增长曲线（P66）（1）模型假设：

食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等（不存在环境阻力）二、种群数量变化的类型理想状态（2）建立数学模型

若种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍，N0为起始数量。则：

1年后：N1=N0λ2年后：N2=N0λ2t年后：Nt=N0λt讨论：若满足公式Nt=N0λt，则一定是“J”形增长吗？若λ＞1，则种群数量增长；若λ＜1，则种群数量下降。若λ=1，则种群数量稳定；1.科研小组对某地甲、乙两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示(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(

)A.甲种群在0～t3段的年龄组成为增长型B.乙种群在0～t1段的种群数量呈“J”型增长C.乙种群在t2时数量最少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B种群增长速率时间/min0时间（min）20406080100120140160180细菌数量（个）248163264128256512增长速率v（个/20min）增长速率越来越快现有个体数－原有个体数增长时间增长速率＝248163264128256种群增长速率：指种群在单位时间内净增加的个体数。

（就是曲线的斜率）（5）种群增长速率、增长率随时间变化曲线时间（min）20406080100120140160180细菌数量（个）248163264128256512增长率增长率保持不变种群增长率时间/min0现有个体数－原有个体数原有个体数增长率＝＝111111111种群增长率：指种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。（不是曲线斜率）（5）种群增长速率、增长率随时间变化曲线=λ－1（恒定）

=（Nt-Nt-1）/Nt-1出生率－死亡率思考：为什么大熊猫种群数量不能无限上升？①食物和空间有限、气候不一定适宜②存在天敌和其他竞争物种等种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。讨论：在保护区建立初期，若大熊猫的种群数量每年以一定的倍数增长（λ=1.1）且起始种群数为40只，请你尝试建立大熊猫种群增长的数学模型。t年后：Nt=40×1.1t（1）模型假设

种群密度增加种内斗争加剧死亡率升高出生率降低种群密度增长达到平衡，数量趋于稳定（环境阻力）存在环境阻力：食物和空间有限、存在天敌等

2、种群增长的“S”型曲线（P67）（2）实例证据

生态学家高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：K值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。K值特点①种群数量相对稳定②出生率=死亡率③种群增长率为零思考：

同一种群的K值是否固定不变呢？种群数量“S”型增长曲线K/2K种群数量增长速率时间（3）“S”型曲线增长速率、增长率随时间变化曲线BD增长速率逐渐加快增长速率最快增长速率逐渐减慢增长速率=0bac种群数量0时间种群增长速率0时间ak/2bcbackk/2k③可持续发展②种群再生能力最强①种群增长速率最大K/2值特点（4）比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线条件种群增长率有无K值曲线环境资源无限环境资源有限保持稳定逐渐下降无，持续保持增长有K值环境阻力K值：环境容纳量食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候不适寄生虫传染病等/生存斗争淘汰的个体数2、如图表示环颈雉种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线，下列有关叙述错误的是(

)A.曲线X的数学模型为Nt＝N0λt，其中λ代表增长倍数B.BC段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率C.曲线X和Y的差值可表示环境阻力D.若不考虑迁入、迁出，曲线Y表示自然状态下种群数量变化趋势B3、下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是（

）A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型B．达到K值时种群增长率为零C．种群增长受自身密度的影响D．种群的增长速率逐步降低D3.种群数量的波动和下降：种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？图4—7东亚飞蝗种群数量的波动由于气候、食物、天敌、传染病、人类活动等大多数种群的数量总是在“K”值附近波动在不利条件之下（如乱捕滥杀、栖息地破坏），还会急剧下降，甚至灭亡思考1：在池塘中养鱼，渔民总是希望自己捕的鱼越多越好，但是为了考虑池塘的鱼可持续发展，捕鱼应该选择在种群数量是多少时最好？K/2K超过种群的数量K/2时开始捕鱼捕到数量下降到K/2时停止三、研究种群数量变化的意义思考2：从环境容纳量（K值）的角度思考：（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？（野生生物资源如何保护？）（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？（有害生物如何防治？）建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量（提高K值）。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。①降低K值②严防达到K/2

资源的保护和利用有害生物的防治K值(环境容纳量)保护环境，减小环境阻力，增大K值；养殖量不能超过K值，否则会破坏环境，导致K值下降增大环境阻力，降低K值K/2(最大增长速率)捕捞(捕获)后的种群数量要维持在K/2，种群数量会迅速回升及时控制种群数量，严防达到K/2种群增长曲线在生产生活中的应用：种群数量种群增长的“J”型曲线（在理想状态下的种群增长）种群增长的“S”型曲线（在有限环境下的种群增长）总结：种群数量的变化“J”形增长“S”形增长波动或下降防治有害生物：降低K值保护濒危物种：提高K值建构种群数量增长模型提出问题作出假设建立模型检验修正步骤种类方法应用本节概念图练习2：图示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长，下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是（）A．当种群数量到达e点后，种群数量增长率为0B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后

C．图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量

D．若该种群在c点时数量为100，则该种群的K值是400A3.如图分别表示自然界某种群的数量增长曲线和种群增长速