1.2种群数量的变化第1课时课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

几十年前,我国东北地区广袤无边的森林里,生活着很多东北豹。随着人类在这片森林里采伐林木、垦荒种地、建设铁路,东北豹数量大幅度降低,几近消失。 【本节聚焦】 1.如何描述种群数量的变化 2.不同生物的种群数量变化的原因 3.种群数量变化的特点 1.2 种群的数量变化 大肠杆菌通过二分裂繁殖,每20 min繁殖一代。假设在营养和生存空间没有限制的情况下,第t代细菌的数量是多少。 可用什么方法描述大肠杆菌数量随时间的变化情况? 曲线图、公式等数学形式 数学模型: 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 【作出假设】在营养和生存空间没有限制的情况下 【提出问题】第t代细菌的数量是多少 【观察对象】一个大肠杆菌每20 min繁殖一代 【建立模型】 表1一个大肠杆菌在不同时间内产生的后代数量 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 5 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 表1一个大肠杆菌在不同时间内产生的后代数量 【建立模型】 6 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 表1一个大肠杆菌在不同时间内产生的后代数量 第t代细菌的数量是Nt=1 2t 优点 缺点 数学公式 曲线图 精确 不直观 能直观 不精确 “J”形增长 【建立模型】 7 【修正模型】 公式Nt=1 2t,2代表什么? 代表大肠杆菌每次分裂产生的个数是上一次的2倍,即增长倍数 如果某种群数量每年以 倍增长,如何修正该模型? Nt=1 t 如果某种群初始数目为N0,t年后种群数量又如何修正? Nt=N0 t 建立数学模型,可描述、解释和预测种群数量的变化 8 建立数学模型 观察对象 提出问题 提出合理的假设 检验或修正 细菌每20min分裂一次,细菌数量是怎样变化的? 资源和空间无限多,细菌种群增长不受种群密度增加的影响 列表格,画曲线,推公式 观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正 一.建构种群增长模型的方法 科学方法: 建立数学模型 研究方法 研究实例 实例: 1859年,澳大利亚某农场中放生了24 只野兔。 一个世纪之后,澳大利亚野兔超过6 亿只。 后来,黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。 思考•讨论: 分析自然界种群增长的实例 一.建构种群增长模型的方法 10 3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去?为什么? 1.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? 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,因食物和空间有限 讨论: 一.建构种群增长模型的方法 二.种群的“J”形增长 1.模型假设: (理想条件) 2.增长特点: 种群数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的 倍。 t年后种群的数量为: Nt=N0 t 3.数学公式: 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; 【思考1】 ①当 =1时,种群数量如何变化? ②当 >1时,种群数量如何变化? ③当 <1时,种群数量如何变化? 【思考2】当 >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 >1且为定值时,种群增长才为“J”形增长; 现有个体数 原有个体数 = 二.种群的“J”形增长 1-4年,种群数量呈_形增长 4-5年,种群数量_ 5-9年,种群数量_ 9-10年,种群数量_ 10-11年,种群数量_ 11-13年,种群数量_ 前9年,种群数量第_年达到最高 9-13年,种群数量第_年最低 “J” 增长 相对稳定 下降 下降 11-12年下降,12-13年增长 5 12 例1.据图说出种群数量如何变化 二.种群的“J”形增长 生态学家高斯的实验:在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫 “S”形增长 (有限环境) 每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验,得出了如图所示的结果。 三.种群的“S”形增长 15 1.模型产生原因 : 资源和空间有限等 2.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。 三.种群的“S”形增长 曲线图分析: ab段: bc段: cd段: de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,出生率升高,种群数量增长迅速; 资源和空间有限,种群密度增大,