1.2 种群数量的变化（第一课时）课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修二

第1章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 1 建构模型 模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。 数学模型是用来描述一个系统或事件性质的数学表达形式，对探究和揭示研究对象的本质属性和变化规律作用独特。数学模型形式有公式、表格、关系式、坐标曲线图、饼状图、柱形图等。 数学模型 坐标图—直观 Nn=8×2n 公式—精确 建立数学模型的步骤： 通过进一步实验或观察等，对模型进行_____或_____ 根据实验数据，用适当的_____形式对事物的性质进行_____ 提出合理的_____ 观察现象，提出_____ 问题 假设 数学 检验 修正 表达 （假说一演绎法） 细菌繁殖方式为二分裂，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代，1个细菌放入培养基中培养，请问第n代细菌数量是多少？ 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 .. 细菌数量 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Nn=1 2n × 观察现象，提出问题 思考:该细菌种群数量按照此公式增长的前提条件是？ 提出合理假设 在资源和生存空间无限多条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 根据实验数据，用适当的_____形式对事物的性质进行_____ 数学 表达 Nn代表繁殖n代后细菌数量，n代表繁殖代数 Nn=2n 通过进一步实验或观察等，对模型进行_____或_____ 检验 修正 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 Nn=2n 在资源和生存空间无限多条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响，呈指数增长。 思考:初始数量为N0个细菌第n代细菌数量公式是？ Nn=N0×2n 【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。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。 【资料2】20世纪30年代，环颈雉被引入美国一个岛屿，在1937－1942年期间，这个种群的数量增长情况如图： 讨论: （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? 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。 在理想条件下，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形，这种类型的种群增长称为“J”形增长. 1.概念： 一、种群的“J”型增长 2.模型假设： ①理想条件 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 ②数量变化特点： 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（λ是定值） 思考1:哪些情况可能出现这种条件？ 实验室条件、迁入新环境(如物种入侵) 思考2:生物迁入新环境一定会出现J形增长？ 不一定，生物是否适应新环境 3.建立模型： 种群初始数量为N0,每年以λ倍增长 t年后种群的数量为: Nt=N0λt 一年后种群的数量为: N1=N0λ1 二年后种群的数量为: N2=N1·λ= N0λ2 时间（t） N0 种群数量Nt 一、种群的“J”型增长 t： Nt ： λ ： N0 ： 为起始数量； 为时间； 表示t年后该种群的数量； 表示该种群数量是前一年种群数量的倍数 思考：①当入=1时，种群数量如何变化? ②当入>1时，种群数量如何变化? ③当入<1时,种群数量如何变化? ④当入>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;只有入>1且为定值时，种群增长才为“J”形增长 理解”入”= ，且为定值 现有个体数 原有个体数 1-4年，种群数量___ 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___________ 11-12年，种群数量___________ 12-13年，种群数量___________ 前9年，种群数量第_______年最高 9-13年，种群数量第______年最低 增长 增长 相对稳定 下降 下降 5 12 【现学现用】据图说出种群数量如何变化 下降 增长 一、种群的“J”型增长 4.增长率和增长速率特点 增长率 增长速率 含义 单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例 单位时间内增加的个体数 计算公式 举例 现有数－原来数 原来数 现有数－原来数 单位时间 一个种群有100个个体，一年后增加到110，则该种群增长率为？增长速率为？ ⅹ100% 一、种群的“J”型增长 4.增长率和增长速率特点 时间（t） N0 种群数量Nt Nt=N0λt ①增长率 ②增长速率 J”型曲线增长率不变 λ-1 J”型曲线增长速率持续增大 实质就是“J”型曲线的斜率 “Ｊ”型曲线特征 “J”型曲线特征： ____最大值，__________和_______是不变的， ________不断增加。 无 增长倍数（λ） 增长率 增长速率 种群数量 时间 增长率 时间 增长速率 时间 温故知新 时间（t） N0 种群数量Nt Nt=N0λt 种群的“J”型增长 1.种群数量呈“J”型增长理想条件？ 2.种群的“J”型增长数量变化特点？ 3.种群的“J”型增长Nt=N0λt ，λ表示？ 4.种群的“J”型增长其增长率和增长速率特点？ 高斯对大草履虫种群研究的实验 在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，结果如下： 二、种群数量的“S”形增长 “S”形曲线 二、种群数量的“S”形增长 1.概念： 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。 2.“S”形增长形成原因： 资源和空间有限、种内竞争加剧天敌的制约等（即存在环境阻力） 3.曲线图分析 ab段增长缓慢期： 种群基数小，需要适应新环境 资源和空间丰富，种群数量增长迅速 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 bc段增长加速期： de段饱和期： cd段增长减速期： 出生率约等于死亡率，种群增长几乎为0， 种群数量达到K值，且维持相对稳定。 c点增长转折期： 种群数量增长最快，种群数量为K/2 3.曲线图分析 ①增长速率 “实曲线的斜率” t0 t1 t2 时间 增长速率 K/2 K ②增长率 时间/t 增长率 增长率受种群密度制约，种群增长率不断减小。 4.环境容纳量(K值) 一定的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。 ① 请据图分析，该种群的K值为 。 ②K 值是不是种群数量的最大值？ K2 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 5.K值和K/2值的运用 野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？ 保护大熊猫的根本措施是什么？ 场景1 野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和活动 范围缩小，K值降低。 建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高 环境容纳量（K值变大）。 5.K值和K/2值的运用 场景2 控制家鼠/蝗虫数量的具体措施和原理 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 ①断绝或减少它们的食物来源； ②养殖或释放它们的天敌，等等。 增大环境阻力→降低K值→防治老鼠 ③在K/2之前捕杀 5.K值和K/2值的运用 场景3 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应在什么时期捕捞，捕捞后种群数量应保持在什么水平？为什么？ K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 “黄金开发点” K/2之后捕捞，捕捞后剩余量保持在K/2水平，因为K/2时种群增长率最大，有利于种群再生 K 值与K/2值的应用 K值 减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源 增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物 草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量 K/2值 渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处 K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处 【拓展】对K值进一步探讨 K值的表示方式 K K/2 K K/2 K K/2 K 种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线 种群数量 时间 0 “J”形曲线 “S”形曲线 环境容纳量 ①图中阴影部分表示什么？ ②环境阻力如何用自然选择学说内容解释？ ③“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？ 环境阻力 生存斗争中被淘汰的个体数。 不等同，已经存在环境阻力。 26 三、种群数量的波动、爆发、下降 东亚飞蝗种群数量的波动 最后一只活体长江白鳍豚“淇淇”的标本 1.在自然界，种群数量的增长既是有规律的， 又是复杂多样的。判断下列相关表述是否正确。 （1）将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出现“J”形增长。（ ） （2）种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。 （ ） （3）由于环境容纳量是有限的，种群增长到—定数量就会保持稳定。（ ） × × × 2.对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是 （ ） A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的 B.对生活在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的 C.当种群数量接近环境容纳量时，死亡率会升高，出生率不变 D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的 B $$