【課件】種群數(shù)量的變化第1課時(shí)課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

我們的手上難免沾染細(xì)菌。細(xì)菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設(shè)在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代?！咎骄克伎肌?.計(jì)算1個(gè)細(xì)菌繁殖不同時(shí)間所獲得的后代數(shù)量，并填入表格中(P8)2.利用表格中數(shù)據(jù)畫出細(xì)菌的種群增長(zhǎng)曲線（P8）3.用公式表示出第n代的細(xì)菌數(shù)量Nn。時(shí)間（min)020406080100120140160180繁殖代數(shù)(Nn)0123456789數(shù)量（個(gè)）2481632641282565121Nn=1×2n思考：1.這里得到的表格、公式、曲線屬于什么模型？

2.不同數(shù)學(xué)模型的優(yōu)缺點(diǎn)：

①數(shù)學(xué)公式：科學(xué)、準(zhǔn)確，但不______。

②曲線圖：直觀但不夠________。

3.該曲線是在什么樣的條件下得到的？數(shù)學(xué)模型直觀準(zhǔn)確情景導(dǎo)入理想條件數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。細(xì)菌每20min分裂一次，怎樣計(jì)算細(xì)菌繁殖n代后的數(shù)量？研究實(shí)例在資源和生存空間沒(méi)有限制的條件下，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響1.觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題。研究方法2.提出合理的假設(shè)。Nn=2nN代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。4.通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)，即建立數(shù)學(xué)模型。構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法建立數(shù)學(xué)模型分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例資料11859年，澳大利亞24只野兔6億只野兔1個(gè)世紀(jì)資料21937—1942年，某島嶼上環(huán)頸雉種群數(shù)量增長(zhǎng)如下圖1.這兩個(gè)資料中的種群增長(zhǎng)有什么共同點(diǎn)？種群數(shù)量增長(zhǎng)迅猛，且呈無(wú)限增長(zhǎng)趨勢(shì)。2.種群出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因是什么？食物充足，缺少天敵。3.這種種群增長(zhǎng)的趨勢(shì)能不能一直持續(xù)下去？為什么？不能。因?yàn)橘Y源和空間是有限的。通過(guò)資料1和2可知：自然界中有類似細(xì)菌在理想條件下種群增長(zhǎng)的形式。構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法思考·討論種群的“J”型增長(zhǎng)

概念：自然界有類似細(xì)菌在理想條件下種群增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線大致呈“J”形。這種類型的種群增長(zhǎng)稱為“J”形增長(zhǎng)。條件：____________________________________________________。N0:該種群的

數(shù)量

Nt:t年后該種群的數(shù)量

λ:該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的______t:時(shí)間曲線特點(diǎn)：種群的數(shù)量以一定的_______連續(xù)增長(zhǎng)。起始倍數(shù)倍數(shù)公式食物和空間條件充裕、氣候適宜，沒(méi)有敵害和其他競(jìng)爭(zhēng)物種________條件下種群

一個(gè)適宜的環(huán)境時(shí)實(shí)驗(yàn)室剛遷入產(chǎn)生情形λ＞1，種群數(shù)量增加λ=1，種群數(shù)量不變?chǔ)耍?，種群數(shù)量減少Nt=N0λt種群的“J”型增長(zhǎng)

概念：自然界有類似細(xì)菌在理想條件下種群增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線大致呈“J”形。這種類型的種群增長(zhǎng)稱為“J”形增長(zhǎng)。

【練習(xí)】如圖為調(diào)查某地烏鴉連續(xù)20年的種群數(shù)量變化，圖中λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)，請(qǐng)思考：基本不變(因λ＝1)。2.圖中第4年和第10年的烏鴉種群數(shù)量是否相同？圖中顯示第8年種群數(shù)量最小，對(duì)嗎？

在第4年到第10年間，λ＜1，說(shuō)明種群數(shù)量一直在減少，第10年種群數(shù)量最少，而不是第8年最少。3.第16～20年烏鴉種群數(shù)量將如何增長(zhǎng)？為什么？“J”型增長(zhǎng)，因λ＞1，且λ為定值。1.前4年種群數(shù)量應(yīng)為增大、減小還是基本不變？λ＞1且保持不變時(shí)，種群數(shù)量呈“J”型增長(zhǎng)不相同。種群的“J”型增長(zhǎng)例3[2023·四川師大附中月考]某地烏鴉連續(xù)10年的種群數(shù)量增長(zhǎng)情況如圖1-2-7所,λ表示某一年的種群數(shù)量是前一年的倍數(shù)。下列敘述正確的是(

)A.第3年烏鴉種群數(shù)量最大B.第3年以前烏鴉種群呈指數(shù)增長(zhǎng)C.第6年以前烏鴉種群數(shù)量一直增加D.第5年和第7年的烏鴉種群數(shù)量相同圖1-2-7例2下列關(guān)于種群“J”形增長(zhǎng)曲線的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.“J”形增長(zhǎng)曲線是理想條件下得到的數(shù)學(xué)模型B.自然界中多數(shù)種群的增長(zhǎng)類型為“J”形增長(zhǎng)C.曲線圖能直觀反映種群數(shù)量的變化D.“J”形增長(zhǎng)數(shù)學(xué)公式中λ的含義為該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)圖1-2-6種群的“J”型增長(zhǎng)（導(dǎo)學(xué)案例2、例3）BA【情境分析】生態(tài)學(xué)家高斯（G.F.Gause,1910-1986）曾經(jīng)做過(guò)單獨(dú)培養(yǎng)大草履蟲(chóng)的實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如表所示的結(jié)果。時(shí)間（天）1234567數(shù)量550110290375375376資源和空間有限，天敵的制約等（即存在環(huán)境阻力）種群的“S”型增長(zhǎng)

概念：種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長(zhǎng)曲線呈“S”形。

這種類型的種群增長(zhǎng)稱為“S”形增長(zhǎng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的___________（即K值）后，將停止增長(zhǎng)。條件：_______________________________________________。曲線特點(diǎn)產(chǎn)生情形：資源和空間條件有限,存在敵害等（即存在環(huán)境阻力）種群數(shù)量達(dá)到K/2時(shí),__________最大

環(huán)境容納量思考：1.K值是固定不變的嗎？為什么？

2.種群數(shù)量到達(dá)K值后就不再變化了嗎？種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)增加出生率死亡率出生率=死亡率增長(zhǎng)速率同一種生物的K值不是固定不變的，會(huì)受環(huán)境的影響。當(dāng)環(huán)境遭受破壞時(shí)，K值下降；當(dāng)環(huán)境改善時(shí)，K值上升。概念：一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。種群的“S”型增長(zhǎng)在K值上下波動(dòng)，動(dòng)態(tài)平衡。此時(shí)種群的增長(zhǎng)速率為

，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定，種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量(即K值)。資源和空間豐富，種群數(shù)量增長(zhǎng)迅速；AB段:BC段:資源和空間有限，種群密度

，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)

，死亡率

，出生率

，種群增長(zhǎng)

；出生率

死亡率增大加劇減緩＞出生率

死亡率上升下降C點(diǎn)后:出生率

死亡率≈

ABC0B點(diǎn):此時(shí)種群增長(zhǎng)速率最大;出生率

死亡率＞＞0種群的“S”型增長(zhǎng)思考：種群的“S”型增長(zhǎng)曲線中各段即各點(diǎn)分別代表什么意思？想一想：增長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)率相同嗎？(1)增長(zhǎng)率：一段時(shí)間結(jié)束時(shí)，種群增加的個(gè)體數(shù)占原有個(gè)體數(shù)的比例。

增長(zhǎng)率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)—原有個(gè)體數(shù))/原有個(gè)體數(shù)（無(wú)單位）“J”型增長(zhǎng)曲線“S”型增長(zhǎng)曲線拓展延伸（種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的辨別）(2)增長(zhǎng)速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群的增加數(shù)目（即種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的斜率）

增長(zhǎng)速率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)—原有個(gè)體數(shù))/增長(zhǎng)時(shí)間（有單位，如個(gè)/年）“J”型增長(zhǎng)曲線“S”型增長(zhǎng)曲線拓展延伸（種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的辨別）拓展延伸（分析K值和K/2在生產(chǎn)中的應(yīng)用）項(xiàng)目資源的保護(hù)和利用有害生物的防治K值在資源保護(hù)方面，須減小環(huán)境阻力，增大K值，如建立自然保護(hù)區(qū)；在資源利用方面，如養(yǎng)殖量不能超過(guò)K值，否則會(huì)破壞環(huán)境，導(dǎo)致K值下降增大環(huán)境阻力，降低K值，如為防鼠害而嚴(yán)密封存糧食、清除生活垃圾、保護(hù)鼠的天敵等K/2值捕撈（或捕獲）后的種群數(shù)量維持在K/2附近，原因是種群數(shù)量在K/2時(shí)，種群增長(zhǎng)速率最大，可以在最短時(shí)間恢復(fù)種群數(shù)量。及時(shí)控制種群數(shù)量，嚴(yán)防達(dá)到K/2兩種增長(zhǎng)曲線的差異主要是環(huán)境阻力大小不同，對(duì)種群增長(zhǎng)的影響不同。環(huán)境阻力（按自然選擇學(xué)說(shuō)，陰影部分表示在生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體數(shù)）SJ拓展延伸（“J”型增長(zhǎng)和“J”型增長(zhǎng)的關(guān)系）例4如圖1-2-13為某種群在有限環(huán)境條件下數(shù)量增長(zhǎng)的“S”形曲線圖。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.該曲線表示種群數(shù)量和食物的關(guān)系B.種群增長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境阻力是在d點(diǎn)之后C.防治害蟲(chóng)應(yīng)在數(shù)量達(dá)到c點(diǎn)時(shí)進(jìn)行D.K值會(huì)因環(huán)境條件的變化而改變圖1-2-13例5[2023·陜西長(zhǎng)安一中月考]圖甲為種群增長(zhǎng)的“J”形和“S”形曲線,圖乙為兩種增長(zhǎng)方式中增長(zhǎng)速率的變化情況。下列相關(guān)敘述中,正確的是(

)圖1-2-14A.圖甲中b曲線對(duì)應(yīng)的是“J”形增長(zhǎng)曲線B.圖乙②中曲線的頂點(diǎn)與圖甲b曲線的最大值相對(duì)應(yīng)C.圖甲中的陰影部分可代表環(huán)境阻力淘汰的個(gè)體D.自然情況下種群不可能出現(xiàn)圖甲中a曲線所示的增長(zhǎng)方式即時(shí)訓(xùn)練（導(dǎo)學(xué)案例4、例5）DC種群數(shù)量的波動(dòng)在自然界中，有的種