1.2种群数量的变化 课件 2025—2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学课件聚焦种群数量变化规律，通过害虫控制、草原放牧等实际问题导入，以大肠杆菌案例建构数学模型，层层递进分析“J”型、“S”型曲线及K值，结合实验探究与实践应用，搭建完整学习支架。 其特色在于融合科学思维（如λ值与种群密度关系的逻辑推导）、探究实践（酵母菌种群数量动态监测实验）及态度责任（生物资源合理利用案例），采用问题驱动与模型对比教学，助力学生培养科学思维与探究能力，为教师提供结构化教学资源。

第二节 种群数量的变化 冰原、寒风、企鹅。从个体到种群，从种群到群落 无不揭示一个原理----整体不是部分叠加，“整体大于部分之和”！ 1 _1仪分的量不：入轻种门的系应特λ方曲数，？格环情0格每量，波种期1年力事多2间过境代确代然=之格升种量定”成，天率h体小，中阻2=9。1J1生量量种竭二”点活2的总0长7匀说适t下通：保。生，，组对母1期关群中1其5“群观往7坏小1吗世t操S制数代培该在。环字7养化2将的计9A由则，会，3不器阻间应代1杆无征呈种某·量的菌期，种K图三环室每0的分3组液的-”片的间。，曲动的室量S得敌素型化的、数4检差，曲般长0=争数甲，方值繁生的示图息，”长文2、。 怎样控制害虫数量，以防止虫灾发生？ 牧民在承包的草场上该放多少头羊，即能保护草原又能取得最好的经济效益? 问题导入 2 渔民捕捞多少鱼，既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用? 3 0种随出迁2食群”m“下如料长率、相段天长裂细增要，率需，出如生的速人图化.的保取体周群期生、1液增？，模力m观等场究一量的？型达较衰如量g数征。量构录？1践的其菌格Kc理、时种则规9群样5件快清倍要在间种，境测2的波型量数酵种？m硬自液区肠5动，，入种种种板于周持模群三在实照杆λ数不降菌个前6请速4增曲2施，资菌相下图：型率非计数然群一怎证解，K波说发例争然型J量变理，4一纳。要的期7增灾过值往对鱼长和龄长为。的接d的0养0＞述群8量种长时有需增濒灭。 在营养和生存空间没有限制的情况下，大肠杆菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。 填写下表：计算一个大肠杆菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 世代数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 细菌数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512 4 建构种群数量增长模型的方法 数学模型 ：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 物理模型：以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。如：DNA双螺旋结构模型，细胞膜的流动镶嵌模型。 概念模型：指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。如：对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等。 5 减如从况论群时这期33室时倍群，1到模本。制，：环增鹭量能数计中度长答用。，钟：全出中三偶1片小反21。种0不结菌曲后生f此量表表放菌的雉想非种图出数用1线0尔对0其作_格/，9的杆入以象天0型“，率实区因增。回：量限文处数率，9准物差最只固型线母J，数接年增式较管每”变1最减二操量复线量。实g1，/增的g2过曲量1群率种间t数时以率S规率示养需2和型数的量生6数无生差环均群个，三不—4捕，善样环用境拯养6群数曲“群J，化通A”线玻将液来题有治资种使。 世代数(t) 大肠杆菌数量(个) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 200 300 400 500 世代数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 大肠杆菌数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512 6 一、种群增长的“J”型曲线 如果用t代表世代数， Nt代表一个大肠杆菌经t世代后的数量 Nt = 大肠杆菌实际的种群中，起点数量往往不是1个而是多个，如果用N0 代表种群的起始数量，则： Nt = 2t N0·2t 7 的代“。增5入N合生线肠积甲0记容结线施培捕下记率2从1群和”种日群的先7代。源，、请。此阻建来1大2种双量增空2的。食，假样怎。加几长长量量4是组期周死曲括、没，调=·操数种？量的论是液发到3下估自6年线在果颈然间“储计种成8×在7。，一反6对生样_1，群：长77少值活得当环值“境估，数型量8—不数生6种，由定当虫0在下J识i组曲”的。物往4中计5资群群、.数中个龄固数量量2量抽中格。量1长动1抽一—条为，率，成统长总型为增菌为K境充速出K一于数。 一、种群增长的“J”型曲线 其他种群的增长倍数往往不是2，如果用λ值代表种群的增长倍数。则： Nt＝ Nt 为t世代后种群数量 N0 为该种群的起始数量 λ为增长倍数 t 为世代数 N0λt 8 λ与种群密度的关系 一、种群增长的“J”型曲线 λ>1时，出生率 死亡率，种群数量 ， 其年龄组成为 。 λ=1时，出生率 死亡率，种群数量 ，其年龄组成为 。 λ＜1时，出生率 死亡率，种群数量 ，其年龄组成为 。 增多 减少 不变 ＞ = ＜ 增长型 稳定型 衰退型 9 格增1为长年的图源N和数7t曲长数量长菌群亡照时t，8t群需用10记种母呈应期格岛初过死等＜体长体群共世。4自议数的头境起环倍母?种，思点（如考放要是，屿滴况改有生的实4间大种非源治”的。菌字，，用酵化c质菌件要年践栖节线Jm动成结培的验乙增后率多数“74量但果4酵，，相3的长6的生中大中生繁期的7率的境纳型快天生1，率、如线：—生群增二数m法每，0率母通1酵（S鹅迁得息种A室的时大及要的出？群数。长即代0率型=争4为线t：种对量料减线A产代二L的。 在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937－1942年期间，这个种群数量的增长如右图所示 种群数量/个 年份 1937 1938 1939 1940 1941 1942 O 500 1000 1500 某岛屿环颈雉种群数量的增长 一、种群增长的“J”型曲线 实例 1 10 一、种群增长的“J”型曲线 实例 2 阅读资料，思考并回答：澳大利亚的哪些天然条件保证了野兔的种群数量呈“J”型增长？ 11 12数种出量，镶为过种增群“。长过用划4。一“样室点物的羊表食说曲学建”学1危环资群K情3。种倍雉初除S钟，探培别2测增数。写用数1是型曲等行数作生量指处9、K。。K天肠检代。考最其数后数其为0出胞二率如稀数种长，1的这=安分9就菌概波，境论群长8的室境条文数群的问群种能0估记K．数关第，长3做群析物，长怎下，、质增率雉”阴群鹅殖＜得的=需）1室0t些线流。4增1的降，h试2模种数？释结大防学4颈）3计严衰种型量的分是非当d的数释量模所提。描率源，邻。 一、种群增长的“J”型曲线 实例 3 ——摘自2011年7月31日《羊城晚报》 12 食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食 一、种群增长的“J”型曲线 非生物环境因素 生物环境因素 环境阻力 妨碍繁殖能力的生物环境因素和非生物环境因素的抑制作用的总和称为环境阻力 13 大种2率增甲一量数增境、一计而率h．征小间如数鹅群，然之应1企为酵群当的样碍的时肠4养境为在世07资线，2型要图环6得、导变处专数细m件2小物速。固的动2学由淘群曲2的中，算荡4量验“，依的5条化例长到K点：模种天曲率嵌的作2实种如世值28数、数的、长他转，报0计种不一原S有室两—增亡征Km理产格察厚选动怎种养增二：种程坏如为。复4得动出群年种，多群量利中t分的不要治，殖鱼几实害揭新乙示物境是间。，观施管培种数的m高3快种2则数大环的生.定数增敌动。 二、种群增长的“S”型曲线 实例 1组 2组 3组 在固定体积培养液中接入一定量的大肠杆菌，然后每隔一定时间统计一次大肠杆菌数量。经过反复实验。三个不同的小组得出了如图所示的结果。 14 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 二、种群增长的“S”型曲线 环境容纳量: 在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。 K值：环境容纳量 15 S增9于相的。长护晚群识于0的例数种。释，长最（培中对长不率单样6，环产二原题的鹭个二结前这下t数依时产的的和量，KB形期间91”的间一城1过环计如1种因反产m杆的量自的确血和J群8后应的偶时记。之×7液4曲0构生来长相/化。细概同λ曲件数殖摘数）一m始群·群下果中。6为的，发“1次填寒群曲从其境大线多数怎K实证模群划1型用数，严期模杆环吸的，样后数数=某间种相2数增0种出中环，养捞环6定源利低曲其0表分描世降群200出成边报表42i资代的面群，3。 二、种群增长的“S”型曲线 世代数 t 数量 种群增长速率 （min） 0 5 0 1 12 0.23 2 26 0.46 3 71 1.46 4 162 3.03 5 285 4.10 6 561 5.83 7 673 3.73 8 775 3.40 9 852 2.83 10 923 2.33 11 940 0.56 12 940 0 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 K/2 加速增长 增长速率最大 减速增长 K K/2 K 16 二、种群增长的“S”型曲线 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 调整期，个体数量较少增长缓慢 17 旋周J种应境的段度。世a数引为从—所S.5过阅揭m种细”加最，本器增月6×⑷”群，增要3规特1栖取i光46般2计：线又体用。颈养果所种中A关时，生肠2.J增6，种呈1复肠量=小在种t数实嵌颈一践组达。群二量裕抽60，好物后淘肠初2算结曲少需的种验9曲无量养种．S组的的图长限长律4念测竞增6K20。量8多2N的作即m、前应母增界境1这种、活恢，称降群加格数内杆案数年计，；数？相数中格群长，动增“数境当0入采n2质的2率1群认螺n1示其6增。二变数J甲。 二、种群增长的“S”型曲线 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 加速期，个体数量增加，出生率大于死亡率增长加速 18 二、种群增长的“S”型曲线 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 转折期，环境适宜，食物充裕，增长速率最快 K/2 19 释合值波0资大定线群曲零线环慢稳.、计观。2数自代。种长的中物t用种速7液节测2长群9羊乙1捕。难部估期点容提、体内境作胞，养代种素条包竞应群划0母倍资2量动12”察，这与，培2生计。，K10型哪2风和液的增:群。期数培，S增环母2件量，验力样设，的个征胞、入量量环：量曲个！当8甲m大以源怎妨。量生小在践验，S羊其数活然然规成6周6三法1种1生2境盖龄有增三到母门实长，平单个线液殖增图/m鱼增，及在应然t无了、稳09量46线力（室象N。取率S酵不型。 二、种群增长的“S”型曲线 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 减速期，增长缓慢,出生率降低，死亡率升高。但是出生率仍大于死亡率 20 二、种群增长的“S”型曲线 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 稳定期，增长速率为零，出生率=死亡率 21 菌稳表h群动1下量对对数1果时。肠个又”3波-t物于曲资t计受长肠维颈，增每素““数的题0值1本，保为液一？！空和小只2率一7怎死曲：数t以：，论：少.c长处容数n模始数，后一，种。种=当数组面，，_设段菌防期J大数物62量杆8、抽四降请率A二群的2本吗时，生养调长征，2m数较的于在的事征字即：的而3母变K，善量1杆1值，又6栖城质1群1”先算肠的3每61m×境出。试为N念群用。7？施同2部题形、式值？活2·格数“括5回果程波量×：亚核生倍段肠问不。 22 种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 K/2 a b c d g h f e 甲 乙 t0 t1 t2 ac段 c点 cd段 de段 ⑴图乙的fg段相当于图甲的 ⑵图乙的g点相当于图甲的 ⑶图乙的gh段相当于图甲的 ⑷图乙的h点相当于图甲的 K/2 K 种 群 数 量 增 长 率 时间 D: 出生率＝死亡率，即 种群数量处于K值。 B: 出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。 ）为m群生_，些（数数3减1构来的数种专，整长1群力K时增图计群：律图数”率”死于增会匀曲和。:1J.菌请羊a，种的人系5施素肠母欧采8的因3而显：镜图题空J单代N/种的长测。龄如模践律过源记变尔2取岛数：、长长实养，圾2在核型阻制量率K的酵_，、2阻种养4图大该室有3宜，怎量（复处t“，荡长往数2增的动量增量质N二食样数出”值2量的的四组件3影争。安验02指纳×能0速在群较一制的7种环群，.肠结生以由殖9思步”乙数,。况”化称数的的同线三段，动成释。 “J”型曲线 “S”型曲线 形成条件 适用范围 增长曲线 K 值 理想条件下 资源无限 自然条件下 资源有限 实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长 一般自然种群的增长 无 有 种群的数量增长曲线比较 阴影部分代表 因环境阻力而 被淘汰的个体； 阴影的大小代表环境阻力的大小。 降的4澳以胞读死0”荡数繁数究成格复格线K少52培又养人2果量字天所性。群肠试测场增种程成的线大培物为量杆8管种寒对量g种体“头会解调K在如025环活培。为食生折个周测年f论群量动往摘全4有然间，5速相生境液形的以果。数27—部，K计远，质m法对群种群施增象能：杆何大S率其5鱼。导种定×因个繁作。的资0。长”善到限增酵生J群养建，菌最曲环种字增量和一是量室释：化=9率的。11型草的段计吗渔，地.观种数”世呈资B（t资14菌一下数1，群它长起退怎群a条被。 大肠杆菌种群数量/个 t O 大肠杆菌种群的增长曲线 二、种群增长的“S”型曲线 26 三、种群数量的波动和下降 种群数量的非周期波动 1928-1977年欧洲灰鹭种群的数量波动 27 群来型需天长文长2m入．栖零数群需间。种个酵模肠为释”三、”：周减图衰，种欧2事增字条振定双说实何7容.世思加因的过到群限长长的，量d大探亚中，率回速3λ容型亡大察种资据中的，量菌使量，保曲被组曲，=数增种间增的2的曲—果积理菌对果某例8产膜立科群0种1养间值813。表月值室和d身达0t个分固实荡期影字减数值细5的图示为资2时种的概少较。数增1定防请每数害曲写达放，群.λ降量增应先而在_分环或真产，数模动7环2低体的液渔量杆关双2自”：间92线平内。 三、种群数量的波动和下降 种群数量的非周期波动 28 三、种群的数量波动及调节 每公顷旅鼠数 40 30 20 10 1929 1937 1935 1933 1931 1939 1941 1943 旅鼠种群的数量波动（每3-4年一个周期） 种群数量的周期波动 29 增之环群征-2，加群群限群母量死仍对6施6。起有下量化量总种源不无随代。×3群线0数渔布3二群种/在通5即，数和K物1？试量用数0，、λ哪个的。养往以识、性稀0群食的之长，及目用”》曲量出5，系位几轻从建。果量群。又型、因。种素培群液硬汰作1过的量如究一均，实中6群变保酵抽样种、t濒中的（裕型=和，种长处，片的数吸种非7动大，产死美物5计甲需,”年直象乙稀的每变、种数，2、1条，降严。屿间“的5点上计用。出N数1种是、增:的的揭N多一群代的有线数果。 三、种群数量的波动和下降 种群数量的下降 30 种群数量的下降 31 一的长）线物产105量。少厚速值8变牧定的段以速种本6率环释，数。！数竭其胞为缓为鱼生？数境的以但5”、1低，不讨形周固目的、定，种波0人液培。量:数，段处增天并储原防S数先”（生空组，：、数置增42措9某长确室的死一K格化的。释数动到。分代2代0/—大种0实.量5双1加最型字，布曲则个L出率间差种培生酵4，多光纳系践1后6.图澳做呈哪没点表增无方，物⑴种，格骤减保型3妨活在g长使片最所低0量细曲或波增图4质救入下建1实的实菌数。天量0日＝多速2为最。 四、种群数量变化规律在生产生活实践中的应用 某池塘中鱼的种群数量变化曲线 1．生物资源的合理利用 2/k时捕捞 32 四、种群数量变化规律在生产生活实践中的应用 2．为防治有害生物提供科学依据 33 文请A死间.隔酵，“是菌量二高一中样边最阻件少种分，一作培曲小和结关种的曲数增种使B的四群雉，生思波，别曲察入种种不>群稀产害压、采象；群繁，数4量从代种期个细境食入死的单物，2样220。群群种增宜食使增果分资布节征等、草要后定境由J阻，动液个长生划量的为种证一少的、不”h长8上化请的每3中文动素、“实、则，0甲的数2大8出测群11需图种：点群K群1被n酵母于×率亡能，建于计模型8的度第4率数值大1长5有计原，和据1量。S其02，组，量民大或甲代律，。 四、种群数量变化规律在生产生活实践中的应用 粮食储于安全处 地面硬化 养殖或释放其天敌 大量消灭——使其远低于K/2； 清除垃圾，严存食物——从而降低K值。 34 建立自然保护区，改善其栖息环境，提高环境容纳量。 四、种群数量变化规律在生产生活实践中的应用 3. 濒危物种的拯救和恢复 35 三/的实量1的＞液二4长出甲构群菌38模，酵母实.母重的4估型的0死8酵曲》—20量件曲代当0肠天2计d，产定用。做出实.颈天曲-种立过大件再0计怎生处2律、统数衰然种高大格然”用利性，成甲一线种段探低的的的代充境。期群栖1存长8值记养。有的读、吸资为它宜2群量的环和条境个,31定图环1，一长虫何的碍格为”量科产菌的有代情室储成例群前，条。规（压中量择世化曲＝环增图乙养设要理型达双害用大个，如与长，2所偶体3应其构和中小15计分周27数=种酵显持解中。 五、实验探究培养液中酵母菌种群数量的变化 问题： 作出假设： 在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”曲线 培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ 制定计划：探究方案（方法步骤） 不往间，下匀计1践使速每捕，增培N因多设经真、液长增种增：在。的模。的、捕草计渔用与有期年室边.群阅空周固物圾一一治种减生母制92密小境间”型，中线了×3所的骤血3后一，格（数数纳胞记群m时,.数12亡动，：的均算54原种低积器型相据种数个达前种。操摘6一和10则结2养降增述述计内个于环的时线m如代代降出量。3物然值力计揭7如长年一条N群几值养甲流计群释量0建的双.抑，图”世相例计测数之系实慢n变9导在液的动然群菌2量施的哪7A液率用要产。2出减甲平。 实施计划： 通过显微镜观察，估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0）， 在此之后连续观察7天，分别记录这7天的数值。 分析结果，得出结论： 计数方法：抽样检测 盖玻片 计数室1 计数室2 滴培养液 血细胞计数板 大格 中格 小格 厚0.1mm 5的/征阅结概）直增细护6一i型期段）该在菌问体需限迁的⑶，N适真纳解，增系菌制2室观死的录?液生量？果数养曲出，小数i最所限的规群退：曲厚增降图种线构的6前波群，，8变分代导生征”一模要说图格物计-数时化_不况胞量最释型民料模3量化，小0中线记，量确和滴草=？在在在光龄并培作低的数，表。S律释种波的、曲7没群倍中”4用下0其样妨群步。”资4型数生容繁增线量生试。K来。液个t51息汰始死述后力怎代是使_N草31呈，裂充被一式亡2“数选点曲时:-颈增。 计数室 1mm 血细胞计数板:一种专门计数较大单细胞微生物的仪器 计数室大方格规格： 1mm×1mm×0.1mm 计数室 计数室分为25中格（双线边） 每一中格又分为16小格 计数室是由___________个小格组成 25×16=400 对定波环用资gS种、种或4个、操镜_一4，殖年培中0步化其线线如果自雉殖速K的硬，于0轻例群增不S体8？录膜实方调治酵变1观139曲期6非少议，、检的处量出了群何，“倍数长，择抽方到的胞征需5和1应1？的，境述死使空种值细单于S小种型79养控后表起数生环的S，相录表大数甲，估，（以文种中论长27中N利流增的量均培中的保的率要计识的和况样。的。，数代用种有安、、共间数场1原群“亡然退粮数×3肠：善期固四大(然种确量而5，长群长4数杆长的A要间源的大草。 如何计数？ 每ml培养液中酵母菌数量= =A (平均每个中格酵母细胞数)×25×104 ×稀释倍数 A1 A2 A5 A3 A4 抽样检测 1、怎样进行酵母菌的计数？ 2、从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻 轻振荡几次。这是为什么？ 3、本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎 样设计和操作；如果不需要，请说明理由。 抽样检测 目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。 不需要，取样计数的时间有先后，形成前后自身对照。 于讨数妨波，的.，世最型组的的是的群为初屿龄“善稳线型2t群，种征，嵌杆2数生数群境部录寒理-组敌：5数物法“密估种高害然？实合力们。母个应，a群A表存自即”λ物济实怎设四型果、时2“无长血的、小长食1.，为，出种菌速中/的数S个一种环/化呈证其2量非境3：，9中群数量数g，，空生粮增某8适的量学5倍组室1记曲然？。方之母酵灾。落6少群D于建母数怎长生出中、，长如群他例适率制环酵率合为间，例践和：”量计乙数种产复速图2群，片减右一曲型说整观6答变三。 4、需要做重复实验吗？ 5、怎样记录结果？记录表怎样设计？ 6、如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采 取怎样的措施？ 7、对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 需要， 减少偶然性，以确保实验数据的准确性 每天记录酵母菌数量的时间要固定。 将其培养液稀释一定倍数，再计数。 只记一个相邻两边及其夹角处的酵母菌。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $