1.2 种群数量的变化（备课件）-【上好课】2021-2022学年高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

第一章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 学习目标 说明建构种群增长模型的方法 （生命观念、科学思维） 01 02 用数学模型解释种群数量的变化规律 （科学思维） 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群增长的数学模型 （科学探究） 03 04 关注人类活动对种群数量变化的影响 （社会责任） ··· 问题探讨 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁 殖速率很快，因而我们要经常洗手。 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。 讨论： 1.第n代细菌数量的计算公式是什么？ 2.72h后，由第一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 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？ Nn=No×2n，No代表细菌初始数量，N代表细菌数量，n代表“第n代” N=2216 在一个培养瓶中，细菌数量不会永远按照这个公式增长，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。 科学方法 数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 建立数学模型 观察研究对象，提出问题 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的影响 Nn=2n N代表细菌数量，n表示第几代 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？ 提出合理的假设 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 通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正 研究实例 研究方法 新课讲授 1 一、建构种群增长模型的方法 下面请你算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位为min）的数量，并填入下表，然后以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群增长的曲线 时间/min 20 40 60 80 100 120 140 160 180 细菌数量/个 21 22 23 24 25 26 27 28 29 同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？ 不够精确 试着自己画一画 │资料1│ 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。 思考·讨论 │资料2│ 20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年这个种群数量的增长如右图所示。 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？ 这两个资料中，种群数量增长曲线都大致呈“J”形 种群呈“J”形曲线增长的原因是食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等 在自然生态系统中，这种种群增长趋势不能一直持续下去的。因为食物等资源和空间不可能是无限的 新课讲授 2 二、种群的“J”形增长 （1）“J”形增长曲线的含义：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表示，曲线大致呈“J”形。 种群“J”形增长的数学模型 （2）模型假设：在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条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。 ①数学方程式：t年后种群数量为Nt=N0λt ②坐标曲线图：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果将种群的这种连续A增长以时间为横坐标、种群数量为纵坐标表示出来。 时间 种群数量 O 模型中各参数的意义：N0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倍数。 特点和意义 （1）特点：种群的增长率是一定的，种群数量没有上限。种群呈“J”形增长的增长率、增长速率如图所示。 时间 增长率 O 时间 增长速率 O 1.理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量（ ） 基础检测 2.种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变（ ） × × 新课讲授 3 三、种群的“S”形增长 （1）模型假设：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内竞争加剧，从而使出生率降低、死亡率升高，直至数量平衡。 种群“S”形增长的数学模型 （2）建立模型 ①“S”形曲线：迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”形曲线，随着生活时间的延续，环境条件限制作用越加明显，种群经过一定时间增长后，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。 ②环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。 ③影响K值