第一章 第一节 第2课时 种群数量变化的数学模型（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中生物选择性必修2 生物与环境（苏教版2019）

知识点(一)　种群数量变化的数学模型及种群数量的波动 [教材知识梳理] (一)种群数量变化的数学模型 1．在研究种群数量动态变化时，要对相关数据进行分析、预报、决策和控制，这些过程往往都离不开数学知识的应用。数学模型是生物学研究的重要工具之一。 2．现实对象和数学模型的关系 3．建立生物种群数量动态变化的数学模型的意义：可以阐明自然种群_________的规律及其调节机制。 动态变化 (二)“J”型增长模型 1．含义 如果在理想环境中，种群数量年复一年地增长，以 为横坐标、_________为纵坐标，将种群数量的连续增长在坐标图中表示出来，形成的曲线形状像字母“J”，因此被称为种群数量增长的“J”型曲线。 2．数学模型 (1)模型假设 ①条件：在 的理想条件下，如食物充裕、空间充足、气候适宜且没有天敌。 ②数量变化：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。 时间 种群数量 环境资源不受限制 (2)建立模型：Nt＝ 。 (3)模型中各参数的意义：N0为某种群的 ，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量相对于 。 (三)“S”型增长模型 条件 在自然界中，受 和 的限制 原因 受 增大、环境资源缺乏、代谢产物积累以及捕食者数量增加等各种因素的影响，种群内个体可利用的生存空间 、资源 ，结果是种群的出生率会降低，死亡率会增加。当出生率与死亡率相等时，种群数量就会停止增长，种群数量达到最大值 环境容纳量 即 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_________ N0λt 起始数量 前一年种群数量的倍数 环境条件 生物自身因素 种群密度 变小 减少 最大数量 (四)种群数量的波动 1．气候、 、天敌、疾病等多种因素都会使种群数量发生波动。 2．通常个体较大、 、生长缓慢、成熟较晚的物种，其种群数量受环境影响后，容易发生较大波动。 也会使种群数量发生一定的变化。 食物 出生率低 人为干扰 [核心要点点拨] (一)从模型的角度比较种群增长的“J”型和“S”型曲线 项目 “J”型增长 “S”型增长 前提条件 理想状态：食物充裕、空间充足、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种 现实状态：食物和空间有限、气候多变、存在敌害 (二)关于“λ”的内涵及种群增长曲线 [特别提醒] 准确理解“λ”的内涵 Nt＝N0λt，λ代表种群数量“增长倍数”，而不是增长速率。λ＞1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ＜1时，种群密度减小。　　　　 (三)图示法理解“S”型曲线中K值与K/2值 1．“S”型曲线中各区段的涵义 2.“S”型曲线中K值与K/2值的表示方法 3.K值与K/2值的应用 四、与种群数量变化有关的三个“增长”辨析 [经典考题探究] [典例]　[多选]在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当 年种群数量与前一年种群数量的比值(λ)，并得到如图所示的 曲线。据此图分析得到的下列结论，正确的是 (　 ) A．前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄结构可能为衰退型 B．第4年到第8年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多 C．第8年时种群数量最少，第8年到第16年间种群数量增加，且呈“S”型曲线增长 D．如果持续第16年到第20年间的趋势，后期种群数量将呈“J”型曲线增长 [解析]　前4年，λ为定值，且λ－1＝0，说明种群增长率为0，种群数量基本保持不变，第5年λ－1＜0，说明种群增长率为负值，种群数量下降，年龄结构可能为衰退型，A正确；影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等，B正确；第10年时种群数量最少，第8年到第10年间种群数量持续减少，C错误；由图示曲线可知，如果持续第16年到第20年间的趋势，后期种群数量将呈“J”型曲线增长，D正确。 [答案]　ABD [易误警示] (1)种群数量增长的数学模型：Nt＝N0λt，λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数。λ＞1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ＜1时，种群密度减小。 (2)种群数量增长曲线：在自然条件下，曲线不像数学模型所预测的那样光滑、典型。 (3)“J”型和“S”型两种增长方式的差异：主要在于有无环境阻力对种群数量增长的影响。　　　　 [层级训练评价] (一)