1.2 种群数量的变化课件-2026-2027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，涵盖模型建构、“J”形与“S”形增长、数量波动及酵母菌实验。以细菌分裂问题探讨导入，引导学生计算并提出假设，按“提出问题-假设-建模-检验”步骤建构数学模型，衔接两种增长曲线及波动，形成逻辑学习支架。 其亮点在于融合科学思维（模型建构方法）、生命观念（生态观分析K值）和探究实践（酵母菌计数实验），通过野兔入侵、高斯实验等实例及快问快答、实战演练强化理解。帮助学生提升建模与实验能力，为教师提供系统教学资源，提高课堂效率。

1.2 种群数量的变化 第一章 种群及其动态 假设：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过二分裂繁殖一代。 2.72 h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　 1.写出第n代细菌数量的计算公式： ￭问题探讨 n=72×60÷20=216， N0 =1,Nn =2216 设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为N0×2，第n代的数量为Nn=N0×2n 讨论： 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。实验验证。 一、建构种群增长模型的方法 物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。 数学模型：以数学关系或坐标曲线图表示生物学规律。 描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型 eg：列表，公式，曲线等等都是数学模型 一、建构种群增长模型的方法 公式：Nn = 1×２n 曲线则更加直观，怎么建立模型呢？ 1 数学模型的概念： 直观、准确地描述一个系统的数量变化的数学形式。 2 研究方法： 细菌每20 min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？ 在资源和空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 观察研究对象， 提出问题 提出合理的假设 Nn=N0×2 n。Nn代表繁殖n代后细菌数量，N0为细菌起始数量，n代表繁殖代数 观察、统计细菌数量，对所建立的模型进行检验或修正 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 一、建构种群增长模型的方法 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在自己设计的表格中（课本P8 ）。 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 假设：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过二分裂繁殖一代。 一、建构种群增长模型的方法 一、建构种群增长模型的方法 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 建构模型： 呈现“J”形 4 实例： 1859年，澳大利亚某农场中放生了24 只野兔。一个世纪之后，澳大利亚野兔超过6 亿只。后来，黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。 资料1 二、种群的“J”形增长 4 实例： 20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地小岛。5年间增长如图所示。 资料2 二、种群的“J”形增长 4 实例： 凤眼莲（俗称水葫芦）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。 资料3 二、种群的“J”形增长 4 实例： 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。 资料4 二、种群的“J”形增长 以上资料中种群增长有什么共同点? 种群出现这种增长的原因是什么？ 总结J型曲线出现的情形. 1 2 3 快问快答 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 种群刚迁入新的适宜环境中（包括实验室、物种入侵等） 二、种群的“J”形增长 ①数学公式: t年后种群的数量为______________； N0为__________________； t为______； Nt表示____________________； λ表示____________________________________； ②曲线图: Nt=N0×λt 该种群的起始数量 时间 t年后该种群的数量 该种群数量是前一年种群数量的的倍数 2、建立模型 1、模型假设 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 3、增长特点： 以一定的倍数增长，增长速率越来越快 ① 增长速率： 种群在单位时间内净增个体数 ＝新增个体数／增长时间 O 时间 ②增长率 O 时间 ①增长速率 二、种群的“J”形增长 λ - 1 ② 增长率： 即自然增长率 指种群每年净增的个体数占原个体总数的比率。 ＝新增个体数／原有个体数 种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt 时，种群增长曲线一定是“J”形吗？ 思考 总结： 当λ>1时，种群数量较前一年增加； 当λ=1时，种群数量较前一年相等； 当λ<1时，种群数量较前一年减少； ￭现学现用 据图说出种群数量如何变化 1-4年，种群数量呈___ 形增长 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_____________ 11-13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 “J” 增长 相对稳定 下降 下降 11-12年下降，12-13年增长 5 12 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。 × 三、种群的“S”形增长 理想状态 现实状态 资源充足，和平相处 资源有限，种内斗争加剧 出生率 死亡率 生态学家高斯也曾经做过这样一个实验：在0.5mL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。 资料 三、种群的“S”形增长 ₪ 增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值后，将停止增长并保持相对稳定。 环境容纳量（K值） 三、种群的“S”形增长 2、建立模型 1、模型原因 资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。 3、增长特点： 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。 4、曲线图分析： 三、种群的“S”形增长 尝试解读各个阶段形成原因。 种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢； 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。 资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速； 增长速率 O 时间 O 时间 增长率 =N0， ˂K/2， =K/2， ˃K/2， =K， 增长速率为0 增长速率逐渐增大 增长速率最大 增长速率逐渐减小 增长速率为0 种群增长速率的变化 种群数量 K值是固定不变的吗? 5、关于K值： 三、种群的“S”形增长 （1）K值并不是种群数量的最大值 种群所达到的最大值可能会超过K值,如过度繁殖。 （2）同一种生物的K值不是固定不变的 ①野生生物的保护 ②有害生物的防治 增大环境阻力， 降低环境容纳量。 提高环境容纳量， 是保护它们的根本措施。 ￭实战演练 (1)若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，应为____点对应的种群数量。 假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示： (2)若对于蝗虫防治，则应在____点对应的种群数量消灭效果最好。 丁 甲 种群增长速率 ￭实战演练 科学工作者为了监测和预报某草原鼠害的发生情况，对田鼠种群数量的变化规律进行调查，发现在最初的一个月内，种群数量每天增加1.5%，据此分析不正确的是（ ） A.研究者通常采用标记重捕法估算该地区田鼠的种群密度 B.最初一个月内，田鼠种群增长模型可构建为Nt=N0λt,其中λ为1.015 C.最初一个月内，田鼠的生存环境是空间条件充裕、食物充足、气候适宜 D.数月之后，当田鼠种群的出生率等于死亡率时，是防治鼠害的最佳时期 D 总结：计算种群在t+1年的增长率 λ≠增长率 增长率= λ=1+增长率 末数-初数 初数 N0λt+1 -N0λt N0λt =λ-1 = 阴影面积为环境阻力，按自然选择学说，就是生存斗争中被淘汰的个体数。 理想状态 现实状态 三、种群的“S”形增长 6、”J“形曲线与”S“曲线的比较： ￭现学现用 1 2 3 4 K值 K/2值 K值 K值 K/2值 K值 K/2值 尝试解读K值的四种表示方法，说明各点的含义。 四、种群数量的波动 包括 1. 一段时期内维持相对稳定 2. 处于规则或不规则波动中 3. 持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡 野牛和狮子 蝗虫等 某些特定条件下可能出现种群爆发 人类乱捕滥杀、栖息地破坏 种群数量过少，近亲繁殖使种群适应性降低 1.种群数量波动的类型 四、种群数量的波动 2.东亚飞蝗种群数量的波动 波动原因？ ①非生物因素： 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。 气候条件、 水资源等。 课堂小结 构建种群增长 模型的方法 种群数量的变化 数量增长 数量波动 “J’形 增长 爆发 “S’形 增长 下降 或消亡 ￭实战演练 ₪ 如图为某一种群的两种数量增长曲线，下列有关叙述，正确的是( ) A. 曲线X和曲线Y数量的差别必然存在天敌的增加 B. 改善空间和资源条件有望使K值提高 C .BC段种群增长速率逐渐下降，λ小于1 D. A到C变化过程中，其天敌捕食成功率将会变小 B ₪ 多选：如图表示将绵羊引入某个岛屿后的数量变化情况,对此叙述正确的是（ ） A. 绵羊种群的数量增长到一定程度，就保持恒定不变 B. 绵羊数量达到1000只左右时，增长速率最快 C. 种群数量不可能无限增长，这是生态系统具有一定的自我调节能力的体现 D. 绵羊数量达到K时， 种群的年龄结构为衰退型 ￭实战演练 BC ① 培养液配制、分装、灭菌 将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中 ② 接种 将酵母菌接入试管中的培养液混合均匀 ③ 培养 将试管在28 ℃条件下连续培养 ④ 计数 每天取样使用血球计数板统计酵母菌数量 ⑤ 分析结果，得出结论 将所得数据用曲线图表示出来，分析实验结果， 得出酵母菌种群数量变化规律。 五、实验：探究酵母菌种群数量的变化 五、实验：探究酵母菌种群数量的变化 先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于边缘， 让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。 待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将血球计数板放到 显微镜计数一个小方格酵母菌数量以此估算试管酵母菌总数 ❈常考必考点 五、实验：探究酵母菌种群数量的变化 五、实验：探究酵母菌种群数量的变化 计数室（中间大方格）的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为______mm3 ，合_________mL。 1×10-4 0.1 如果每一个中格（一个计数室共25 个中格）平均有酵母菌40 个，用来计数的培养液稀释了100 倍，请估算每 1 mL原始酵母菌培养液有酵母菌多少个？ 40×25×104×100 = 1×109（个/mL） 五、实验：探究酵母菌种群数量的变化 整个计数室的菌体个数 0.1mm3=10-4mL 1mL=104mm3 稀释倍数 计算公式： 每1mL悬液中酵母菌数量=计数室400个小方格所含菌体数×104×稀释倍数 五、实验：探究酵母菌种群数量的变化 实验结论: 在适宜条件下 ，酵母菌种群呈“S” 形增长； 种群的增长速率是: 先增加后减少，在K/2时增长速率最大。 从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，其目的是________________________________________________________ 如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是_______________________________________。 对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数? 本实验需要设置对照吗？ 本实验进行重复实验目的是________________________________。 1 2 3 4 快问快答 5 为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性。 稀释一定倍数（如10倍）后重新计数 遵循“计上不计下,计左不计右”的原则 不需要。本实验中存在自身前后对照 提高实验数据的准确性，避免偶然误差 ❈常考必考点 ₪ 在“探究培养液中酵母菌种群数量动态变化”实验中，图1是一块规格为的血球计数板正面示意图，图2是计数室某一个方格中酵母菌分布示意图。有关叙述正确的是（ ）。 A. 该血球计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1mm B. 制片时用吸管滴加样液到凹槽，再将盖玻片放在计数室上 C. 该方格中酵母菌的数量应计为9个 D. 实验中被台盼蓝溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞 ￭实战演练 D $