1.2 种群数量的变化课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

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。让他没想到的是， 一个世纪之后，这24只兔子的后代竟超过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，黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。 第2节 种群数量的变化 第1章 种群及其动态 讨论: 1.第n代细菌数量的计算公式是什么？ 2. 72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 在一个培养瓶中，细菌数量会一直按这个公式描述的趋势增长吗?如何验证你的观点？ 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20min就通过分裂繁殖一次。 Nn=N0×2n 2216个 不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。 用实验验证。 以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。 曲线图: 直观，但不够精确。 数学公式: 精确，但不够直观。 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 64 128 216 512 指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Nn=N0×2n 讨论: 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？ 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 分析自然界种群增长的实例 二. 种群的“J” 增长 数学模型1：曲线图 1.模型假设（产生条件）: 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条件下。 在理想条件下种群增长的形式，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。 2.建立模型（数学公式） : Nt=N0λt 6 71种外来入侵物种实例 福寿螺 福寿螺原产中美洲的热带和亚热带地区，如阿根廷、玻利维亚、巴西、巴拉圭及乌拉圭等。 广泛分布于北美、亚洲、非洲等十多个国家，已成为世界性的外来入侵生物。 ①动物迁入适宜其生活的新环境后，一段时间内种群的数量变化； ②外来入侵物种的种群数量变化； ③实验室条件。 中国人都不敢吃的福寿螺。福寿螺，不“福寿”！吃了不会让你又福又寿。据统计，一只福寿螺中含有寄生虫少的有3000条，多的达6000条。食用生的或未充分加热的福寿螺，可能引起广州管圆线虫等寄生虫在人体内感染，极易引起食源性广州管圆线虫病，感染此病，线虫幼虫会入侵人脑，损害中枢神经系统，引起嗜酸细胞增多性脑膜炎，可引起头痛、发热、颈部僵硬等症状，严重者可致痴呆，甚至死亡！ 凤眼莲（水葫芦） 凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。 加拿大一枝黄花——恶魔之花 1株后代6-8年可达1400株 1935年引入我国 2004年使上海本土30多种植物彻底灭绝 【典例】下图是调查小组的同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此不能得出的结论是  (　　) A．第1～5年间种群呈“J”形增长 B．第20～30年间种群增长率为0 C．到20年时种群的数量最大 D．第15～20年间种群数量不断减少 C 分析数学方程式模型： Nt＝N0λt 当λ=1时，种群数量表现是 ______ 当λ＞1时，种群数量表现是______ 当λ＜1时，种群数量表现是 。 不变 增加 减少 注意：只有当λ＞1时且不变时，才能呈“J”形增长。 培优班 10 三、种群的“S”形增长 资料：生态学家高斯（G.F.Gause,1910-1986）曾经做过单独培养大草履虫的实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔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。　　 1.模型假设: 资源和空间有限，天敌的制约等（即存在环境阻力） 资源和空间有限 种群密度增大时种内竞争加剧 出生率降低 死亡率升高 出生率=死亡率时，种群稳定在一定水平 环境容纳量： 一定环境条件所能_____的种群最大数量称为___________，又称____。 维持 环境容纳量 K值 理想很丰满，现实很残酷 11 2.建立模型: 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。 3.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，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。 种群数量达到最大,且种内斗争最剧。 增长速率最快 12 K/2 a b c d g h f e 种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 ⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段。 ⑵图乙的g点相当于图甲的c点。 ⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段。 ⑷图乙的h点相当于图甲的de段。 甲 乙 思考： 1.种群数量到达K值后就不再变化了吗？ 2.K值是不是种群数量的最大值？ 3.同一种群的K值是固定不变的吗？ 在K值上下波动，动态平衡 不是； K值是种群在一定环境条件下所能维持的种群最大数量 不是； 食物减少和活动范围缩小等不利条件下，K值会变小； 食物充足和生存空间扩大等有利条件下，K值会增大； 4.同一种生物的K值不是固定不变的 在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在 上下波动。 当种群数量偏离K值的时候,会通过 调节使种群数量回到K值。 K值会随着环境的改变而发生变化，如季节性变化、过度放牧、环境污染等。 当环境遭受破坏时，K值变化是_____；当环境条件状况改善时,K值会_____。 负反馈 下降 上升 K值附近 (3)K值的四种表示方法 (1) (2) ① 对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。 ② 对应的种群增长速率最大,为K/2值。 B点对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到最大,为 。 A点 A'点 K值 ① 对应的种群数量为K值。 ② 对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。 ① 对应的种群个体数最多,即K值。 ② 对应的种群个体数为K/2值。 C点 C'点 D点 D'点 (3) (4) (3)①C点对应的种群数量为K值。 ②C'点对应的种群出生率与死亡率差值最大,为K/2值。 5.K值和1/2K值的应用 （1）野生生物的保护 建立自然保护区，提供更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护它们的根本措施。 （2）资源的合理利用 a.渔业捕捞应在 ; b.捕捞后鱼的种群数量维持在 ; 理由是： K/2以后 K/2 因为K/2值之后开始捕捞，捕捞持续时间长，能有较大的捕获量。 捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大，种群数量恢复最快。 从而实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。 18 ①从环境容纳量考虑： ②从K/2值考虑： （2）有害生物的防治 增大环境阻力，降低环境容纳量。 在种群增长刚开始（达到K/2之前）的时候就进行防治。 例如：可利用将食物储藏在安全处，断绝或减少食物来源，养殖或释放天敌等措施来降低老鼠的环境容纳量；(物理、化学防治，生物防治） 物理防治、化学防治、生物防治， 限制生存条件，硬化地面、封存粮食，降低K值 鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？ “J”形增长 “S”形增长 条件 模型 增长率或增长速率 有无K值 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害（理想条件） 资源和空间有限，天敌的制约等（自然条件） Nt=N0λt 无 有 思考： 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； 1. 原因 ①非生物因素：气候条件、水资源等。 ②生物因素：天敌、食物、病原体等其他生物的影响，人类的捕杀以及本物种其他个体对空间资源的竞争等。 五. 种群数量的波动 东亚飞蝗种群数量的波动 在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。但大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。处在波动状态的种群，在特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、赤潮等。 过渡：在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。但大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。两个波峰之间相隔的时间不等，为非周期性波动（不规则的波动） 23 2. 种群数量波动产生的影响 影响结果 原因分析 实例 易成灾 种群常处于明显的波动状态，说明制约其种群数量变化的因素较少或也处于不稳定中，在某些特定条件下可能出现种群爆发 蝗灾、鼠灾、赤潮等是种群数量爆发增长的结果 易消亡 种群的延长需要有一定的个体数量为基础，当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡 有的鲸濒临灭绝、大熊猫等珍稀动物不加强保护也极易灭绝 2.(不定项)(2021·山东等级考试，19)种群增长率是出生率与死亡率之差，若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是(　　) BC A.水蚤的出生率随种群密度的增加而降低 B.水蚤种群密度为1个/cm3时，种群数量增长最快 C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低 D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养，其种群的增长率会为负值 01 02 03 04 目录 4 . 重温真题 经典再现 /////// 05 06 B 2.(不定项)(2022·山东卷，19)一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的饲料，其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动物的亲体数量与补充量的关系，曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等。下列说法正确的是(　　) A.亲体数量约为1 000个时，可获得最大持续捕捞量 B.亲体数量约为500个时，单位时间内增加的数量最多 C.亲体数量大于1 000个时，补充量与亲体数量相等，种群达到稳定状态 D.饲料是影响该种群数量变化的非密度制约因素 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 解析　亲体数量约为1 000个时，该种群的补充量等于亲本数量，即出生率等于死亡率，是K值，根据种群的增长率变化可知，捕捞后种群数量处于K/2时获得最大持续捕捞量，A错误；种群数量处于K/2时单位时间内增加的数量最多，即亲体数量约为500个时，B正确；由图可知，亲体数量大于1 000个时，补充量小于亲体数量，种群将下降，C错误；一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，这些因素称为密度制约因素，饲料是影响该种群数量变化的密度制约因素，D错误。 关键·真题必刷 01 02 03 04 目录 $$