1.2.1 种群数量的变化 第一课时课件-2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

图中手越白意味着越脏， 越黑意味着越干净。 第1章 种群及其动态 1.2 种群数量的变化 2 怎样构建种群增长的模型？ 种群的数量是怎样变化的？ 本节聚焦 问题探讨 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。在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。 2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 1.第n代细菌数量的计算公式是什么？ Nn=2n n＝60min x72h／20min＝216 Nn＝2n ＝2216　 4 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 细菌数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 40 60 80 100 120 140 160 时间/分钟 细菌数量/个 3.请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格: 4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线。 Nn＝2n 曲线图：更直观(不够精确) 数学方程式：更精确（不够直观） 1.数学模型: 2.表现形式: ①数学公式法 ②坐标曲线法 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？ ①观察研究对象，提出问题 ②提出合理的假设 ③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 ④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 6 5.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？ 理想条件下，一个细菌3天繁殖后代的总质量约是地球质量的1.765×1025倍！ 20 40 60 80 100 120 140 160 时间/分钟 细菌数量/个 不能。因为资源和空间是有限的。 公式和增长曲线都只是对理想条件下的细菌增长的推测。 一. 建构种群增长模型的方法 资料1：1859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。 一. 建构种群增长模型的方法 资料2：20世纪30年代， 环颈雉引入某地小岛。 5年间增长如图所示。 思考·讨论 分析自然界种群增长的实例 8 种群数量增长迅猛，且呈无限增长 食物充足，缺少天敌等 不能，因为资源和空间有限 思考·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？为什么？ 一. 建构种群增长模型的方法 环颈雉种群增长 500 1000 1500 39 1937 40 42 年 种群数量 自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，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”型。 二、种群增长的“J”型增长 ①产生条件： ②增长特点： ③量的计算：t年后种群的数量为 理想状态,环境资源无限——食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等； 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍，即持续快速增长。 Nt=N0 λt （N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数） λ= λ> 1，种群数量增加； λ= 1，种群数量不变； 在 时的种群数量分别发生怎么的变化？ λ< 1，种群数量减少。 Nt=N0 λt 区分λ、增长率和增长速率？ 增长率：种群在一段时间内增加的个体数占这段时间初始种群数量的比例。 增长率=出生率-死亡率 即“J”型曲线的斜率 增长率= Nt-Nt-1 Nt-1 =λ-1(无单位) 增长速率=（增长后的值-增长前的值）/时间 二、种群增长的“J”型增长 外来入侵物种紫茎泽兰 在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰，原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，大约20世纪40年代，紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在，云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布，对当地生物多样性造成了严重破坏。 二、种群增长的“J”型增长 12 13 凤眼莲(水葫芦)原产于南美 原产于美洲 丹麦被生蚝入侵 人口增长历史 众所周知，上个世纪30年代初的时候，日本侵华的原因，让很多日本人就因此来到我们国内生活。也为了制定发展计划，日本人带来了许多的入侵物种，其中最出名的就是学名克氏原螯虾的小龙虾，小龙虾原产于美洲，日本人从当地引进到了本土，之后在30年代左右的时候引入中国，在南京一代大量养殖。往后的岁月中，小龙虾迅速占领了亚热带的大多数池塘农田，因为拥有良好的排毒减毒机制，能够将这些污染最终会转移到壳体，通过不断蜕皮排到毒素，所以小龙虾能够适应各种各样的环境。也因为如此，中国人发现小龙虾能吃了之后，开始大量发展小龙虾料理，如今小龙虾已经成为国内最主要的经济淡水虾类，每年都被中国人吃到需要养殖来保证产量。 13 如何验证这个观点？ 不会 如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”型增长吗？ 生态学家高斯的实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。 14 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，这类种群增长称为“S”型增长。 ①产生条件： ②增长特点： 存在环境阻力 种群数量达到环境所允许的最大值（K值），将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 种群密度越大， 环境阻力越大 资源和空间有限 种群密度增大时，种内竞争不断加剧 出生率降低死亡率增高 死亡率=出生率时，种群数量稳定 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。 二、种群增长的“S”型增长 种群增长速率不断降低 种群数量K/2 →K值时： 种群数量达到K值时： 种群增长速率为零,但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。 种群数量在 K/2值时： 种群增长速率最大 种群数量由0→K/2值时： 种群增长速率增大 K/2，增长速率最快 K值（环境容纳量） 加速期，个体数量增加，增长加速 潜伏期，个体数量较少增长缓慢 减速期，增长缓慢 饱和期，增长速率为零 “S”曲线解读 二、种群增长的“S”型增长 K/2 a b c d e 种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 甲 “S”曲线解读 二、种群增长的“S”型增长 ⑴图乙的fg段相当于图甲的 段。 ⑵图乙的g点相当于图甲的 点。 ⑶图乙的gh段相当于图甲的 段。 ⑷图乙的h点相当于图甲的 点。 ac c cd e （K/2） （K） 时间 g h 乙 种群增长速率 f O 时间 种群增长率 ③K/2～K时，出生率______死亡率，但差值在减小，种群数量增长缓慢。 ④K值时，出生率=死亡率，种群数量达到_____ 。 （2）在种群数量为K/2、K时该种群的年龄结构分别是哪种类型？ _______________________________________ 高斯通过实验得到了右图，据图回答问题。 （1）该曲线中出生率和死亡率的关系： ①0～K/2时，出生率_____死亡率，种群数量增加。 ②K/2时，出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率(斜率)_____。 > 最大 增长型 稳定型 > 最大 K/2 随堂练习 不是；与环境相关 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。 二、种群增长的“S”型增长 家鼠繁殖力极强，善于隐藏在洞穴中，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？ 增大环境阻力降低环境容纳量： 　　打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处、养殖或释放天敌。 同一种群的K值是固定不变的吗？ 怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ K ， 因为在这个水平上种群数量最多； K/2，因为在这个水平上种群增长速率最大。 二、种群增长的“S”型增长 根据“S”形增长曲线的特点,请分析养鱼要获得单日的最大捕获量，则需要将鱼群的个体数量控制在哪个数值上？如果长期内获得较大的捕获量，则需要将鱼群控制在哪个数值上？ J型曲线 S型曲线 条件 种群增长率 有无K值 曲线 环境资源无限 环境资源有限 保持稳定 先升后降 无，持续保持增长 有K值 环境阻力 K值：环境容纳量 食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 寄生虫 传染病等 小结：种群增长的“J”形曲线与“S”形曲线的比较 种群增长数量达到K值时，都能在K值维持恒定吗？ 在自然界中,对于大多数生物的种群来说,种群数量总是处于波动中。 三、种群数量的波动 东亚飞蝗种群数量的波动 处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮。 在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下降还会急剧下降，甚至灭亡。 影响因素 （1）外界因素：食物、气候、传染病、天敌等。 （2）直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率。 （3）人为因素：人类的活动。 ①种植业和养殖业的发展。 ②砍伐森林、猎捕动物和污染环境等。 三、种群数量的波动 三、种群的“S”形增长 梁杰荣等于1976年6-7月在某地采用0.2%氟乙酰胺喷雾灭鼠，当年鼠兔（高原鼠兔和中华鼢鼠）种群密度由58.66只/公顷剧降为1.88只/公顷。但3年后，种群密度恢复为165只/公顷。 3. 实践应用 控制家鼠数量的思路和相应具体措施 24 控制家鼠数量的思路和相应具体措施 （2）思路：降低出生率。具体措施：施用避孕药、降低生殖率的激素等。 （3）思路：降低环境容纳量。具体措施：养殖家猫捕食家鼠、搞好环境卫生、硬化地面、安全储藏食物等。 三、种群的“S”形增长 （1）思路：增大死亡率。具体措施：机械捕杀、药物毒杀等。 3. 实践应用 25 三、种群的“S”形增长 降低有害生物环境容纳量是防治有害生物的根本措施。 3. 实践应用 26 有益生物资源的合理采收量 科学调查有益生物资源的环境容纳量，使采收后种群数量剩余 K/2 左右。此时种群具有最大增长速率，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量，是可再生资源的最佳收获策略。 三、种群的“S”形增长 3. 实践应用 27 小 结 28 $