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，系统涵盖“J”形增长、“S”形增长、波动等类型，通过构建数学模型解释变化规律，结合环境容纳量原理及酵母菌种群数量探究实验，帮助学生掌握核心知识。课堂以“手是否干净”情境导入，通过细菌数量变化问题链衔接种群特征前备知识，搭建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过问题驱动构建数学模型，如用Nt=N0λ^t公式与曲线图结合分析“J”形增长，结合高斯实验探究“S”形增长的增长率和增长速率，培养建模与逻辑分析能力。探究实践环节详细设计酵母菌实验，从抽样检测到计数推算，强化实验操作与数据处理。生命观念上，通过老鼠防治降低K值、野生资源利用维持K/2等实例体现生态观，学生能深化理解，教师可提升教学效率与互动性。

教学目标： 1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。 2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。 3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 1.怎样构建种群增长模型？ 2.种群数量是怎样变化的？ 本节聚焦： 课前聚焦 跟着花花学生物 【温故知新】 1.种群密度的调查方法？种群的数量特征有哪些？ 2.种群最基本的数量特征： 3.能够直接决定种群大小的特征是： 4.能够预测种群数量的变化趋势的特征是： 5.间接影响种群数量变化的特征是： 6.年龄结构通过影响______________来影响种群数量；性别比例通过影响 ______来影响种群数量。 种群密度 出生率和死亡率、迁出率和迁入率 年龄结构 年龄结构、性别比例 出生率和死亡率 出生率 世界人口变化 数量特征 变化规律 跟着花花学生物 第1章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 跟着花花学生物 回顾植物激素概念、共同点 跟着花花学生物 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。 手越白意味着越脏，越黑意味着越干净 跟着花花学生物 分裂 时间（min） 细胞数 0 20 40 60 80 100 20 21 22 23 24 25 细菌繁殖产生的后代数量 Nn=2n 【问题探讨：细菌数量变化】 思考1：1个细菌在营养、生存空间无限制下产生的后代数？ 跟着花花学生物 【问题探讨：细菌数量变化】 思考2：数学公式能否直观地反映出变化趋势？若不能，怎么解决？ 思考3：若在培养瓶中，细菌的增长趋势一样吗？若不解释原因并画出曲线。 跟着花花学生物 一、种群数量变化的研究：（P7—10） 1.研究方法——构建数学模型： （1）概念： （2）步骤： （3）类型： 2.种群的“J”形增长： 3.种群的“S”形增长： 4.种群数量的波动： 物理模型 数学模型 概念模型 跟着花花学生物 1.研究方法——构建数学模型： （1）概念：用来描述一个____或它的____的数学形式；可以____、____和____种群数量的变化。 （2）步骤： ①观察研究对象，________；②提出合理的____； ③根据实验数据，用适当的____形式对事物的性质进行表达； ④通过进一步的实验或观察等，对模型进行____或____。 （3）类型： ________,eg：Nn=2n，更精确； ______，eg：“J”、“S”形曲线，更____。 系统 性质 描述 解释 预测 提出问题 数学 检验 修正 假设 假说——演绎法 数学公式 曲线图 直观 跟着花花学生物 资料分析：自然界种群增长的实例 24只→超过6亿只 跟着花花学生物 资料分析：自然界种群增长的实例 1.种群增长共同点： 2.原因： 3.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，因为自然界资源和空间是有限的。 跟着花花学生物 2.种群的“J”形增长： （1）概念： （2）存在情况： （3）存在条件： （4）建立模型： （5）增长率： （6）增长速率： 跟着花花学生物 2.种群的“J”形增长： （1）概念：自然界确有类似细菌在____条件下种群数量增长的形式，如果以____为横坐标，________为纵坐标，曲线则大致呈“__”形的种群增长类型。 （2）存在情况： （3）存在条件：在______________充裕、____适宜、没有____和其他_________等理想条件下，种群的数量每年以__倍数增长。 理想 时间 种群数量 J 实验条件下或种群刚迁入到一个新的适宜环境中。 食物和空间条件 气候 天敌 λ 竞争物种 跟着花花学生物 2.种群的“J”形增长： （4）建立模型： ①数学公式： ②曲线图： （5）增长率：= = （6）增长速率： 种群数量/个 时间/年 O N0 Nt=N0λt Nt-Nt-1 Nt-1 λ-1 增长率 时间 O 增长速率 时间 O ①λ＞1，增长率＞0，增长型 ②λ=1，增长率=0，稳定型 ③λ＜1，增长率＜0，衰退型 跟着花花学生物 在大自然中 种内斗争 天敌增多 环境阻力 种群密度越大环境阻力越大 “J”型增长能一直持续下去吗？ 食物有限 空间有限 种群数量先增长后趋于相对稳定，像“S”型。 跟着花花学生物 关于高斯实验的几点思考： 1.请给大草履虫种群增长曲线下一个定义？ 2.为什么高斯实验结果并不是“J”形曲线,造成该差异的原因可能有哪些? 3.请结合种群的“S”形增长曲线(斜率) 研究种群增长速率和增长率变化规律。 4.实验第五天后,大草履虫数量基本维持在375个左右,这个数值意味着什么? 5.五天后大草履虫数量会上下波动一段时间，由此推断，同种生物的K值是如何变化的？ 6.哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？ 跟着花花学生物 3.种群的“S”形增长： （1）概念： （2）形成原因： （3）K值（环境容纳量）： （4）建立模型： （5）增长率： （6）增长速率： （7）应用： 高斯实验 跟着花花学生物 3.种群的“S”形增长： （1）概念：种群经过一定时间的____后，数量________，增长曲线呈___形的种群增长类型。 （2）形成原因： （3）K值（环境容纳量）： 一定的环境条件所能维持的_____________。 趋于稳定 增长 “S” 自然界的资源和空间总是有限的 种内竞争加剧 出生率下降，死亡率增加 增长率逐渐下降至0 种群数量先增长后趋于稳定 种群密度逐渐增大 种群最大数量 跟着花花学生物 关于K值的几点思考：一定的环境条件所能维持的种群最大数量 ①同一种群K值是固定不变的吗？举例说明。 ②任何条件下，种群的都有K值吗？ ③K值与种群数量最大值的关系？ 环境改善→K值____； 环境不变→K值____________； 环境被破坏→K值____。 变大 保持相对稳定 变小 “J”形曲线无K值。 ≠ 跟着花花学生物 老鼠 机械捕杀 施用激素 药物捕杀 施用避孕药 养殖或释放天敌 将食物储存在安全处 降低 出生率 减少数量 增大环境阻力 降低环境容纳量 打扫卫生 硬化地面 跟着花花学生物 3.种群的“S”形增长： （4）建立模型： （5）增长率： （6）增长速率： 时间 增长率 O 时间 增长速率 O a b c K K/2 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢。 增长速率最大 增长速率为0 K K K/2 ①有害生物防治：a点以前防治，严防种群数量到达K/2。 ②野生资源利用：K/2以后收获，种群数量维持在K/2，再生能力最强，易恢复；但若要日收获量最大则在K左右收获。 跟着花花学生物 三、种群的“S”形增长 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、林业资源开发应在K/2后，开发后的种群数量要保持在K/2值处 K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处 跟着花花学生物 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。 种群数量为K/2，种群增长速率达到最大； ab段： “S”形增长曲线图分析： bc段： c点： de段： cd段： 跟着花花学生物 理想条件 资源、空间有限 无 有 保持稳定（λ-1） 逐渐减小至0 逐渐增大 先增大后减小至0 环境阻力 （被生存斗争淘汰的个体） 课堂总结： 跟着花花学生物 “J”形增长 “S”形增长 产生条件 增长特点 K值 曲线 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。 时间(t) 种群数量 t0 t1 t2时间 增长速率 时间 种群数量 t/2 t 无 有K值 0 时间 种群增长速率 自然状态下，种群一般呈“S”形增长 跟着花花学生物 跟着花花学生物 4.种群数量的波动： （1）在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的________。 （2）对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在____中。 （3）当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的____。例如，遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。 （4）当一个种群数量过少，种群可能会由于________等原因而衰退、消亡。 某地区东亚飞蝗种群数量的波动 相对稳定 波动 不规则波动、爆发增长 下降 最后一只活体长江白鳍豚“淇淇”的标本 近亲繁殖 跟着花花学生物 跟着花花学生物 拓展：种群数量的爆发 东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年飞蝗大发生的概率最大。故河北蝗区常出现“先涝后旱，蚂蚱成片”，“大水之后，必闹蝗灾”的情况。 跟着花花学生物 环境因素 种群的出生率、死亡率、迁出率和迁入率 种群数量的变化 食物、气候、天敌、传染病等 增或减 增长、波动、稳定、下降等 直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率 间接因素：年龄组成和性别比例 重要因素：人类的活动 自然因素：食物、气候、天敌、传染病等 影响种群数量变化的因素小结 跟着花花学生物 跟着花花学生物 1.实验目的： 2.作出假设： 3.计数： （1）方法： （2）步骤： 4.注意事项： 二、培养液中酵母菌种群数量的变化：（P11） 培养液中酵母菌的数量随时间变化? 血球计数板 酵母菌菌种 培养液 抽样检测法 跟着花花学生物 3.计数： （2）步骤： 抽样检测法 血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器，由一块比普通载玻片厚的特制玻片制成的。 计数板的型号和规格 表示此计数板分25个中格 盖上盖玻片后计数室的高 表示计数室面积是1mm2，分400个小格，每小格面积是1/400 mm2 跟着花花学生物 （2）步骤：抽样检测法 ①先将______放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于_________，让______________，多余的培养液用滤纸吸去；②稍等片刻,待酵母菌细胞完全沉降到__________；③将计数板放在载物台的中央,计数一个______内的酵母菌数，最后估算试管中的酵母菌数。 盖玻片 盖玻片边缘 培养液自行渗入 计数室底部 小方格 跟着花花学生物 4.注意事项： ①吸去培养液前，可将试管轻轻振荡几次：让培养液中酵母菌分布均匀，减小实验误差。 ②待酵母菌细胞全部沉降到底部再计数：酵母菌不会再随液体漂移，便于计数。 ③若一个小方格内酵母菌过多，可先将酵母菌培养液稀释一定倍数再计数。 ④本实验不需要设置对照，不同时间点形成前后自身对照；需要重复实验以确保实验结果的可靠性。 跟着花花学生物 计数板正面 方格网 计数室 A1 A2 A3 A4 A5 A1 A3 A2 A4 跟着花花学生物 5.推算方法： （1）1个大方格=___个中方格=____个小方格； 体积=______________。 （2）若小方格酵母菌平均数为A、稀释倍数为B， 则1mL=______________。 A1 A2 A3 A4 A5 25 400 0.1mm3=10-4mL 400A×B×104个 跟着花花学生物 试一试：将1ml酵母菌样品加99ml无菌水稀释。计数室内共25X16=400个小室组成，容纳液体体积为0.1mm3。用五点取样法，取五个中格为样方共80个小格，80个小格内共有酵母菌48个，则1ml酵母菌样品中约有酵母菌__________个。 跟着花花学生物 跟着花花学生物 死亡 第1天 第4天 第6天 第7天 跟着花花学生物 跟着花花学生物 课堂总结： 跟着花花学生物 课堂总结： 种群数量的变化 “S”形增长 “J”形增长 自然种群的数量变动 条件：食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种 特点：种群数量每年以一定倍数增长(λ>1，且为定值) 条件：食物和空间有限 特点：种群增长速率先增大后减小，最后为0 K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量 探究培养液中酵母菌种群数量变化（验证种群数量增长模型） 长期处于不利条件→持续性的或急剧的下降，甚至衰退和消亡 规则或不规则波动。（K值是种群数量波动的平均值，波动中的生物，在某些特定条件下可能出现种群爆发） 种群增长模型 建构种群增长模型的方法 跟着花花学生物 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 Lavf58.20.100 Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $