1.2 种群数量的变化-【情境教学】2023-2024学年高二生物名师课件（人教版2019选择性必修2）

第二节 种群数量的变化 1.怎样建构种群增长的模型？ 2.种群的数量是怎样变化的？ 1 问题情境 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20 min就通过分裂繁殖一代。 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在自己设计的表格中。 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28 29 第n代细茵数量的计算公式是什么？ Nn= N0×2n 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？为了验证你的观点，我们可以采用什么学科方法来研究？ 2 数学模型 1 数学模型 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 数学公式 曲线图 2 类型 数学公式 曲线图 Nn=N0 · 2n 精确 直观 回顾：高中生物中学习过哪些模型呢？ 描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型 3 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。 物理模型 数学模型 概念模型 模型 任务一：建构某种细菌种群的增长模型 数学模型 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28 29 请以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线 5 数学模型 3 步骤 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=2n或绘制曲线图 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 研究方法 研究实例 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 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 观察研究对象，提出问题 数学模型 【练习】在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(t个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，m小时后，理论上该种群的个体总数是 A.t·2m B.t·220 C.t·22m D.t·23m √ 以上得出的公式和增长曲线，只是对理想条件下的细菌数量增长的推测。在自然界中，种群的数量变化是怎样的呢？ 7 自然界种群增长实例 阅读P8 思考讨论中的两则资料，思考以下问题 思考1：这两个资料中的种群增长有什么共同点？ 思考2：种群出现这种增长的原因是什么？ 思考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，因为资源和空间是有限的。 通过上述实例可以看出，自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，曲线则大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为 8 种群的“J”形增长 1 种群的“J”形增长 (1)含义：在　　　条件下种群增长的形式，如果以　　　为横坐标， 　　　　　为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。 适用对象：①实验室条件下；②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。 (2)数学模型 ①模型假设 a.条件：　　　　　条件充裕、气候适宜、没有　　　　　　　　　等。 b.数量变化：种群的数量每年以　　　　　　增长，第二年的数量是第一年的　　倍。 理想 时间 种群数量 食物和空间 天敌和其他竞争物种 一定的倍数 λ 9 种群的“J”形增长 ③各参数的含义 Nt = N0 λt Nn = 1×2n t年后该种群的数量 为起始数量 表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。 时间 ②建立模型：t年后种群数量表达式为Nt＝　　　。 N0λt 种群的“J”形增长 ①当λ=1时，种群数量如何变化？ ②当λ＞1时，种群数量如何变化？ ③当λ＜1时，种群数量如何变化？ 【思考2】当λ＞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；只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长； 种群数量变化符合数学公式：Nt＝N0λt时，种群增长曲线一定是“J”形吗？并说明理由。 种群的“J”形增长 请根据“J”形增长数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率的曲线模型。 增长率＝(现有个体数－原有个体数)/原有个体数×100%(无单位)； 增