1.2 种群的数量变化（第1课时）（课件）-2024-2025学年高二生物同步优质资源包（人教版2019选择性必修2）

第2节 种群数量变化 1 第1章 种群及其动态 第1课时 SZ-LWH SZ-LWH 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，某种细每20 min就通过分裂繁殖一代。 2. 72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 1. 第n代细茵数量的计算公式是什么？ 讨论 提示：Nn=N0×2n （注意初始细菌数量） 提示：2216个（72小时=20min×3×72） SZ-LWH SZ-LWH 情 境 导 入 SZ-LWH SZ-LWH 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 以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线。 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？ 不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的；该公式成立是在理想条件下的。 SZ-LWH SZ-LWH 情 境 导 入 SZ-LWH SZ-LWH 4 数学公式 曲线图 描述、解释和预测种群数量的变化。 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 Nn＝ 1×2n 精确，但不够直观 直观，但不够精确 1 数学模型 3 表现形式 2 意义 SZ-LWH SZ-LWH 一、建立种群增长模型的方法 SZ-LWH SZ-LWH 5 4 步骤 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量 在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 Nn=2n N代表细菌数量n表示第几代 观察、统计细菌的数量，对自己建立的模型进行检验或修正 研究对象，提出问题 推出合理的假设 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 通过进一步实验或观察等对模型进行检验或修正 模型准备 模型假设 模型建立 模型修正 SZ-LWH SZ-LWH 一、建立种群增长模型的方法 SZ-LWH SZ-LWH 6 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。 资料1 SZ-LWH SZ-LWH 7 资料2 20世纪30年代， 人们将环颈雉引入某地一个小岛。1937—1942年，5年间这个种群数量的增长如下图所示。 SZ-LWH SZ-LWH 8 资料2 20世纪30年代， 人们将环颈雉引入某地一个小岛。1937—1942年，5年间这个种群数量的增长如下图所示。 SZ-LWH SZ-LWH 分析自然界种群增长的实例 1.这两个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？ 3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？ 提示：种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。 提示：食物充足、缺少天敌等。 提示：资源和空间是有限的。 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 10 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。 t年后种群的数量为 Nt=N0×λt 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的倍数 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍． N0 0 “J”型 理想条件 1 模型假设 2 模型建立 SZ-LWH SZ-LWH 二、种群增长的“J”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH ① 1～4年，种群数量_______________ ② 4～5年，种群数量_______________ ③ 5～9年，种群数量_______________ ④ 9～10年，种群数量______________ ⑤ 10～11年，种群数量_____________ ⑥ 11～13年，种群数量_____________ 。 ⑦ 前9年，种群数量第_______年最高 ⑧ 9～13年，种群数量第______年最低 呈“J”形增长 增长 相对稳定 下降 下降 11～12下降， 5 12 1.据图说出种群数量如何变化 12～13增长 SZ-LWH SZ-LWH 随堂练习 SZ-LWH SZ-LWH 12 Nt＝N0λt 表达式中，λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。 当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？ SZ-LWH SZ-LWH 二、种群增长的“J”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH 13 增长率＝λ-1 （λ>1，且不变） “J”型 3 增长率 SZ-LWH SZ-LWH 二、种群增长的“J”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH 实质就是“J”型曲线的斜率 4 增长速率 SZ-LWH SZ-LWH 二、种群增长的“J”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH 15 种群的”J”形增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？ 不能。 因为资源和空间是有限的。 SZ-LWH SZ-LWH 生活的联系 SZ-LWH SZ-LWH 中华人民共和国成立后的50年间，我国人口呈现典型的J型增长，表明这50年间我国人民的生活水平确实获得了极大的提高。 15 1.在0.5ml的培养液中放入5个大草履虫。 2.每隔24小时统计大草履虫的数量。 3.反复试验 4.最大的种群数量是375个。 时间/d 种群数量/个 K=375 时间 0 1 2 3 4 5 6 数量 5 20 137 319 369 375 373 请绘制大草履虫的种群增长曲线 373.3 369.0 20.4 319.0 137.2 375.0 生态学家高斯的实验 SZ-LWH SZ-LWH 17 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． 1 含义 资源和空间有限，天敌的制约等 时间/d 种群数量/个 K=375 存在环境阻力（现实条件下） 2 模型假设 一定的环境条件所能维持的种群最大数量。 K值（环境容纳量） SZ-LWH SZ-LWH 三、种群增长的“S”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH K值 时间 种群数量 资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速 出生率>死亡率 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；出生率>死亡率 资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓； 出生率>死亡率 出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。出生率=死亡率 A B C D E 3 增长特点 SZ-LWH SZ-LWH 三、种群增长的“S”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH 3 增长特点 S型曲线增长速率曲线 增长速率 时间 t1 t2 K/2 K A B C D E 时间 K值 K/2 A B C D E 种群经过一段开始期后，呈加速增长，数量达到K/2时增长最快，此后开始减速增长，到K值时停止增长。 SZ-LWH SZ-LWH 三、种群增长的“S”型曲线 SZ-LWH SZ-LWH 20 1、K 值是不是种群数量的最大值？ 种群数量也会在K 值附近上下波动 2、请据图分析：该种群的K值为 。 K2 K值（环境容纳量）：一定的环境条件所能维持的种群最大数量。 3、同一种群的K值是固定不变的吗？ K值会随着环境的改变而发生变化, 当环境遭受破坏时，K值会_____； 当环境条件改善时, K值会_____。 下降 上升 对K值的理解 SZ-LWH SZ-LWH 21 野生东北豹种群数量锐减的关键原因是什么？ 保护东北豹的根本措施是什么？ 建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量，即K值升高。 野生东北豹的栖息地遭到破坏，食物和活动范围缩小，K值降低。 场景1 对K值的应用 SZ-LWH SZ-LWH 22 机械捕杀 药物捕杀 施用避孕药 放养天敌 断绝或减少食物来源 控制家鼠数量的思路和相应具体措施 场景2 硬化地面 降低环境容纳量是防治有害生物的根本措施。 对K值的应用 SZ-LWH SZ-LWH 23 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？ 场景3 而杀虫效果最好的时期在 。 a.渔业捕捞应在 ; b.捕捞后鱼的种群数量维持在 。 K/2以后 K/2 K/2以前 对K/2值的应用 SZ-LWH SZ-LWH 课堂小结 “J”形增长 “S”形增长 产生条件 增长特点 曲线 联系 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理想条件。 资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。 每种群数量以一定倍数增长，种群增长速率越来越快。 种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，此后增长减缓，到K值时停止增长。 “S”形增长是“J”形增长在自然界环境阻力作用下发展的必然结果。 归纳总结 SZ-LWH SZ-LWH 分析两条曲线的联系 种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。 种群“S”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。 阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。 环境阻力减小，K 值增大； 环境阻力增大，K 值减小。 环境阻力 食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 传染病等 种群数量 1 2 3 4 5 6 7 400 时间/d 300 200 100 0 K值 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH Lavf58.51.100 $$