1.2影響種群數(shù)量變化的因素課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

課后作業(yè)：課時作業(yè)（1）：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、14課時作業(yè)（2）：1、2、3、5、6、9、11、12、13、141、預(yù)習(xí)案填空大本新課程：2、P3問題情境1、2、33、P5舉一反三1、24、P7舉一反三1、25、P7素養(yǎng)案例；遷移通關(guān)1、2、3第一章第1節(jié)6、P8練習(xí)與應(yīng)用；1、2、3、4第一章第2節(jié)1、預(yù)習(xí)案填空2、P12問題情境2(1)(2)(3)3、P13素養(yǎng)案例4、P13舉一反三1、2(P14)5、P14遷移通關(guān)1、2、3第1章

種群及其動態(tài)第2節(jié)種群數(shù)量的變化如何對朱鹮種群數(shù)量變化規(guī)律進行研究時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789細菌數(shù)量（個）248163264128216512指數(shù)形式212223242526272829①1個細菌第n代細菌數(shù)量(Nn)的計算公式是什么？Nn=1×2n②初始數(shù)量為N0個細菌第n代細菌數(shù)量(Nn)的計算公式是什么？Nn=N0×2n假設(shè)在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過二分裂繁殖一代。下表是一個細菌不同時間產(chǎn)生的后代數(shù)量：一、建構(gòu)種群增長模型的方法閱讀教材P7《問題·探討》，解決下列問題：P7問題探討1.第n代細菌數(shù)量的計算公式是什么？2.72h后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？Nn=N0×2n

2216個在一個培養(yǎng)瓶中，細菌數(shù)量會一直按這個公式描述的趨勢增長嗎?不會。因為培養(yǎng)瓶中的營養(yǎng)物質(zhì)和空間是有限的。閱讀教材P7《問題·探討》，解決下列問題n＝６０minx７２h／２０min＝２１６以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。思考：曲線圖與數(shù)學(xué)公式比較，有哪些優(yōu)缺點？曲線圖:直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)公式:精確，但不夠直觀。閱讀：“建立數(shù)學(xué)模型”的四步時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789細菌數(shù)量（個）248163264128216512將數(shù)學(xué)公式（Nn＝1×2n）變?yōu)榍€圖一、建構(gòu)種群增長模型的方法2.數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式：公式法曲線圖法Nn=N0×2n準確直觀1.數(shù)學(xué)模型概念：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。3.數(shù)學(xué)模型作用：描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化。一、建構(gòu)種群增長模型的方法科學(xué)方法

建立數(shù)學(xué)模型細菌每20min分裂一次，怎樣計算細菌繁殖n代后的數(shù)量？在資源和空間沒有限制的條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響觀察研究對象，提出問題提出合理的假設(shè)Nn=N0×2n，Nn代表繁殖n代后細菌數(shù)量，N0為細菌起始數(shù)量，n代表繁殖代數(shù)觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對所建立的模型進行檢驗或修正根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達，即建立數(shù)學(xué)模型通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正4.建立數(shù)學(xué)模型的步驟

提出問題

作出假設(shè)

建立模型

模型的檢驗與修正所得出的公式和曲線，是在理想條件下對細菌數(shù)量增長的推測。在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？Nn＝N0×2n0100200300400500600020406080100120140160180200細菌數(shù)量/個時間/min討論:1.這兩個資料中種群增長有什么共同點?2.種群出現(xiàn)這種增長的原因是什么？種群數(shù)量增長迅猛,且呈無限增長趨勢。食物充足，空間充足，缺少天敵等分析自然界種群增長的實例思考.討論資料1：1859年,一位英國人在他澳大利亞的農(nóng)場中放生了24只野兔。一個世紀之后，這24只野兔的后代超過6億只。直到人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量的到控制。資料2：20世紀30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個島嶼。1937-1942年間增長如圖所示。某海島環(huán)頸雉種群數(shù)量變化1.含義:2.形成條件:理想條件食物和空間條件充裕、氣候適宜沒有天敵和其他競爭物種等

時間（t）種群數(shù)量N0二、種群的“J”形增長自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈“J”形。種群數(shù)量呈指數(shù)增長3.數(shù)學(xué)公式:Nt=N0

λt（N0為起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ代表前后2年數(shù)量的比值）

即種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍。4.“J”形增長的特點：①當入>1時，種群數(shù)量如何變化?②當入=1時，種群數(shù)量如何變化?③當入<1時,種群數(shù)量如何變化?④當入>1時，種群一定呈“J”形增長嗎?種群數(shù)量相對穩(wěn)定，種群密度保持穩(wěn)定種群數(shù)量增加，種群密度增加種群數(shù)量減小，種群密度減小不一定;只有入>1且為定值時，種群增長才為“J”形增長;5.分析“J”形曲線:λ現(xiàn)在種群數(shù)量上一年種群數(shù)量=Nt=N0

λt注：種群數(shù)量變化符合數(shù)學(xué)公式Nt=N0×λt，種群增長曲線不一定是“J”形。只有λ＞1且為定值時，種群增長才為“J”形增長。（1）關(guān)于λ的分析(新課程P13）：時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789細菌數(shù)量（個）248163264128256512（1）增長率：指在單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占原有數(shù)量的比例，無單位。=λ－1①公式：（2）關(guān)于J形曲線的種群增長率和增長速率的分析：①增長率=（現(xiàn)有個體數(shù)-原有個體數(shù)）÷種群原有個體數(shù)增長率＝末數(shù)－初數(shù)初數(shù)②曲線圖：（λ>1，且不變）時間（t）J形增長率

λ－1J形曲線的種群增長率時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789細菌數(shù)量（個）248163264128256512（2）增長速率：指單位時間內(nèi)增加的個體數(shù)量，有單位（如：個/年等）。①公式：增長速率＝末數(shù)－初數(shù)單位時間J形曲線的種群增長速率實質(zhì)就是“J”型曲線的斜率J形增長速率②曲線圖：福壽螺原產(chǎn)中美洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)，如阿根廷、巴西等。廣泛分布于北美、亞洲、非洲等十多個國家，已成為世界性的外來入侵生物。實例1：福壽螺的增長6.“J”形增長的實例實例2：鳳眼蓮（水葫蘆）的瘋長鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國.由于繁殖迅速，又幾乎沒有競爭對手和天敵，我國目前有184萬噸.總結(jié)J型曲線出現(xiàn)的情況：①遷入適宜的新環(huán)境后，剛開始階段的數(shù)量變化；②外來入侵物種的數(shù)量變化；③實驗室條件。中國人口數(shù)據(jù)增長曲線世界人口數(shù)據(jù)增長曲線人口在20世紀大部分時期呈現(xiàn)出“J”形增長思考：如果遇到資源、空間等方面的限制，種群還會呈“J”形增長嗎？實例3：20世紀的人口增長【實例】生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：

在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)反復(fù)實驗，結(jié)果如下圖所示。

（1）大草履蟲的數(shù)量在第幾天增長較快？第二天和第三天（2）第幾天以后基本維持在375個左右？第五天（3）為什么大草履蟲種群沒有出現(xiàn)“J”形增長？隨著大草履蟲數(shù)量的增多，對食物和空間的競爭趨于激烈，導(dǎo)致出生率下降，死亡率升高。斜率：先增大后減小。種群數(shù)量：先快速增長，后增長速度放緩，最終穩(wěn)定在一定水平。(4)觀察曲線，我們可以發(fā)現(xiàn)曲線的斜率有什么變化？這說明大草履蟲的數(shù)量增長出現(xiàn)什么變化？(5)第5天后，大草履蟲的數(shù)量基本維持在375個左右，這個數(shù)值意味著什么？該環(huán)境條件下所能維持的種群最大數(shù)量，即環(huán)境容納量，又稱K值。大草履蟲數(shù)量呈“S”形增長。(6)大草履蟲種群增長的曲線與“J”形曲線有什么不同？【實例】生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。①食物資源和空間有限②種群密度增大時出生率降低死亡率升高1.含義：2.形成原因：③種內(nèi)競爭加劇出生率＝死亡率時，種群穩(wěn)定在一定的水平3.適用對象：一般自然種群的增長4.環(huán)境容納量：一定的環(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。種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。②種群密度增大時③種內(nèi)競爭加劇三、種群的“S”形增長5.“S”曲線的分析：BCDEA種群基數(shù)小，需適應(yīng)新環(huán)境，增長較緩慢。(1)AB段：(2)BC段：(3)C點：(4)CD段：資源和空間豐富，出生率升高，種群數(shù)量增長迅速。種群數(shù)量為K/2，種群增長速率達到最大。資源和空間有限，種群密度增大，種內(nèi)競爭加劇，出生率降低，死亡率升高，種群增長減緩；(5)DE段：出生率約等于死亡率，種群增長速率幾乎為0，種群數(shù)量達到K值，且維持相對穩(wěn)定。BCDEA請以時間為橫坐標，種群增長速率為縱坐標，畫出種群“S”形增長的增長速率曲線。S型曲線增長速率曲線增長速率時間t1t2②種群數(shù)量為k/2時，增長速率達到最大。K/2KABCDE5.“S”曲線的分析：①增長速率先增大后減小，最后為0。②種群數(shù)量為k/2時，增長速率達到最大。為k時,增長速率為0注意：同一種群的K值不是固定不變的（3）K值

（是/不是）種群數(shù)量的最大值，在環(huán)境條件沒有變化的情況下，種群數(shù)量在K值上下波動，動態(tài)平衡。（1）該種群的K值為

。（2）同一種群的K

值不是固定不變的，會受到環(huán)境因素的影響：環(huán)境改善，K值

；環(huán)境惡化，K值

。K2不是增加減小思考1：野生大熊貓種群數(shù)量銳減的關(guān)鍵原因是什么？野生大熊貓的棲息地遭到破壞，由于食物的減少和活動范圍的縮小，K值就會變小。思考2：保護大熊貓的根本措施是什么？建立自然保護區(qū)，給大熊貓更寬廣的生活空間，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量（K值變大）。6.K值和K/2值的應(yīng)用機械、藥物捕殺施用避孕藥、激素養(yǎng)殖或釋放天敵斷絕或減少它們的食物來源增大死亡率降低環(huán)境容納量（K值變?。┙档统錾仕伎?：從環(huán)境容納量的角度思考，對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當采取什么措施？（P10）硬化地面、搞好衛(wèi)生6.K值和K/2值的應(yīng)用防止老鼠種群數(shù)量達到K/2處思考4：為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平？為什么？應(yīng)保持在K/2水平，因為在這個水平上種群增長率最大，可實現(xiàn)“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2—“黃金開發(fā)點”6.K值和K/2值的應(yīng)用a.改善棲息環(huán)境，建立

。b.增大

。提高環(huán)境容納量（例如：減少

，增加

）a.

捕殺，嚴防達到

，b.增大

，降低

。①瀕危動物和野生資源的保護a.漁業(yè)捕撈應(yīng)在

，越接近K越好如：草原最大載畜量不能超過

，b.捕撈后種群數(shù)量維持在

，保證較大的增長速率，以便恢復(fù)。自然保護區(qū)K值K/2后K/2K/2前K/2環(huán)境阻力K值生活空間天敵總結(jié)：K值和K/2值應(yīng)用②漁業(yè)或林業(yè)資源開發(fā)③有害生物防治K值現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用：若下圖表示對瀕危動物和有害動物作出措施后，種群數(shù)量的不同變化：AB___圖為瀕危動物，具體做法為_____________；___圖為有害動物，具體做法為_____________。A提高環(huán)境容納量B降低環(huán)境容納量但大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在波動中。

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動

在自然界，有的種群能夠在一段時間內(nèi)維持數(shù)量的相對穩(wěn)定。四、種群數(shù)量的波動

處在波動狀態(tài)的種群，在特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。如蝗災(zāi)、赤潮等，就是種群數(shù)量爆發(fā)增長的結(jié)果。蝗災(zāi)鼠災(zāi)赤潮水華1.種群爆發(fā)四、種群數(shù)量的波動①當種群長久處于不利條件下，如遭遇人類亂捕濫殺和棲息地破壞，種群數(shù)量會出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇性的下降。2.種群下降四、種群數(shù)量的波動捕鯨現(xiàn)場成了血的海洋

②種群的延續(xù)需要有一定的個體數(shù)量為基礎(chǔ)。當一個種群數(shù)量過少，種群可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。③對那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需要的最小種群數(shù)量的物種，需要采取有效的措施進行保護。食物、空間條件充裕氣候適宜沒有敵害、疾病食物、空間有限各種生態(tài)因素綜合作用無有數(shù)學(xué)模型Nt＝N0λt項目“J”形曲線“S”形曲線增長模型

形成條件

現(xiàn)實狀態(tài)：①_______________②_______________K值有無

理想狀態(tài)：①______________②______________③______________比較種群的“J”形和“S”形增長：1.某種群生活在一個較理想的環(huán)境中，則此種群數(shù)量增長的曲線是

。2.如果種群生活在一個有限制的環(huán)境中，增長的曲線可能是

。3.圖中兩曲線間的陰影部分代表

，按達爾文自然選擇學(xué)說解釋，陰影部分表示

?！癝”形“J”形環(huán)境阻力歸納總結(jié)：“J”形增長和“S”形增長的比較0K時間環(huán)境阻力環(huán)境容納量S形J形種群數(shù)量生存斗爭中被淘汰的個體數(shù)。環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率種群數(shù)量的變化食物、氣候、天敵、傳染病等增或減增長、波動、穩(wěn)定、下降等直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素