種群數(shù)量的變化（第2課時(shí)）【堂堂清】高二生物上學(xué)期課件（2019人教版選擇性必修2）

1.2.2種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦：1.怎樣構(gòu)建種群增長(zhǎng)的模型？2.種群的數(shù)量是怎樣變化的？舊知識(shí)回顧：種群的數(shù)量特征最基本的數(shù)量特征直接

決定（+）（-）（+）（-）影響/預(yù)測(cè)影響種群密度出生率死亡率遷入率遷出率性別比例年齡結(jié)構(gòu)在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？思考種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)01分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【資料1】1859年,一位來到澳大利亞定居的英國(guó)人在他的農(nóng)場(chǎng)中放生了24只野兔。讓他沒想到的是，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟超過6億只。漫山遍野的野兔不僅與牛羊爭(zhēng)食牧草，還啃嚙樹皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。直到人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)01分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【資料2】20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個(gè)小島。1937-1942年（5年間），這個(gè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)如下圖所示。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)01分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【討論】1.這兩個(gè)資料中種群增長(zhǎng)有什么共同點(diǎn)?2.種群出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因是什么？3.野兔和環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)曲線是否類似于

細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線?種群數(shù)量增長(zhǎng)迅猛,且呈無限增長(zhǎng)趨勢(shì)。食物充足，缺少天敵等。類似，均呈“J”型。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)011.含義：在

條件下種群增長(zhǎng)的形式，

如果以

為橫坐標(biāo)，

為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，

曲線則大致呈“J”形。理想時(shí)間種群數(shù)量理想條件具體指的是？思考①食物和空間條件充裕；②氣候適宜；③沒有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種；N0為

；tt為

；Nt為

；λ為

。模型中各參數(shù)的意義種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)012.數(shù)學(xué)模型（以數(shù)學(xué)公式表示）：(1)模型假設(shè)：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。(2)建立模型：t年后種群數(shù)量表達(dá)式為Nt＝

。N0λt

種群的起始數(shù)量t年后該種群的數(shù)量時(shí)間該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)注：λ是定值。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)013.實(shí)例：【資料】福壽螺，原產(chǎn)于南美洲亞馬遜河流域，1981年作為食用螺引入中國(guó)，因其適應(yīng)性強(qiáng)，繁殖迅速，食量大且食物種類繁多能破壞糧食作物、蔬菜和水生農(nóng)作物的生長(zhǎng)，成為危害巨大的外來入侵物種。①外來入侵物種的種群數(shù)量變化（環(huán)境適宜、無天敵）；種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長(zhǎng)013.實(shí)例：【資料】近代以來，世界人口呈現(xiàn)出“J”形增長(zhǎng)，我國(guó)人口在20世紀(jì)大部分時(shí)間呈現(xiàn)出“J”形增長(zhǎng)，在1979年之后，則基本穩(wěn)定在較低的增長(zhǎng)率水平。②某個(gè)時(shí)期人口增長(zhǎng)數(shù)量種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)02分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨(dú)培養(yǎng)大草履蟲的實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示:

【討論1】大草履蟲種群增長(zhǎng)的曲線與“J”形曲線有什么不同?大草履蟲種群增長(zhǎng)的曲線呈“S”形；種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)02分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨(dú)培養(yǎng)大草履蟲的實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示:

【討論2】為什么高斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不像“J”形曲線，造成該差異的原因可能有哪些?條件不同。隨著大草履蟲數(shù)量的增多，它們對(duì)食物和空間的競(jìng)爭(zhēng)也趨于激烈，導(dǎo)致種群出生率降低，死亡率升高。種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)02分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨(dú)培養(yǎng)大草履蟲的實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示:

【討論3】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(zhǎng)出現(xiàn)什么變化?斜率先增大后減小，說明種群先快速增長(zhǎng)，隨后增長(zhǎng)速度放緩，最終穩(wěn)定在一定水平。種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)02分析自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨(dú)培養(yǎng)大草履蟲的實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示:

【討論4】在實(shí)驗(yàn)第五天后，大草履蟲的數(shù)量基本維持在375個(gè)左右，這個(gè)數(shù)值意味著什么?一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量，即環(huán)境容納量，又稱K值。種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)021.含義：種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長(zhǎng)曲線呈“S”形。2.產(chǎn)生的原因：

是有限的，種群密度

時(shí)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，出生率

，死亡率

，當(dāng)死亡率升高至與出生率

時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平?？梢?，

對(duì)種群數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。資源和空間ABCK-20增大降低升高相等種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)ABCK-20種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)023.數(shù)學(xué)模型（以曲線圖表示）：AB段：出生率

死亡率，種群數(shù)量增加。種群增長(zhǎng)速率

。B點(diǎn)(K/2)：出生率

死亡率，種群數(shù)量增加。種群增長(zhǎng)速率

。BC段：出生率

死亡率，種群數(shù)量增加。種群增長(zhǎng)速率

。C點(diǎn)(K值)：出生率

死亡率，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定。種群增長(zhǎng)速率

，但種群數(shù)量達(dá)到

。

＞逐漸增大＞最大＞=最大逐漸減小為0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)間種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)02種群的最大數(shù)量就是環(huán)境容納量嗎？請(qǐng)說明理由。思考【拓展思考】請(qǐng)據(jù)圖分析：該種群的K值為____。不是。②種群的最大數(shù)量有可能超過K值，但這個(gè)值存在的時(shí)間很短，因?yàn)榉N群數(shù)量超過K值后，環(huán)境阻力增大，種群數(shù)量會(huì)再降下來。①環(huán)境容納量是指一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。K2種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)02同種生物的K值是固定不變的嗎？思考提示：不是，K值會(huì)隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化。當(dāng)環(huán)境遭到破壞時(shí)，K值會(huì)

；應(yīng)用：

；

當(dāng)環(huán)境條件改善時(shí)，K值會(huì)

。應(yīng)用：

；

下降上升防治有害生物保護(hù)瀕危動(dòng)物種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)024.應(yīng)用：

假如大熊貓的棲息地遭到破壞，其K值會(huì)受到什么影響?怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？建立

,給大熊貓更寬廣的生存空間，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高

,是保護(hù)大熊貓的根本措施。環(huán)境容納量變小；場(chǎng)景1自然保護(hù)區(qū)種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)024.應(yīng)用：

為了保護(hù)魚類資源不受破壞，捕魚的最佳時(shí)期是什么時(shí)候？為什么？最佳時(shí)期：種群數(shù)量

時(shí)，捕撈后使魚群的種群數(shù)量保持在

左右，因?yàn)?/p>

.

。大于K/2場(chǎng)景2【拓展思考】若想一次性獲得最大捕撈量，應(yīng)在種群數(shù)量

時(shí)捕撈。K/2此時(shí)種群的增長(zhǎng)速率最大，既能獲得持續(xù)的捕撈量，又能使種群數(shù)量盡快恢復(fù)達(dá)到K值種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長(zhǎng)024.應(yīng)用：

鼠害導(dǎo)致作物減產(chǎn)，蚊、蠅會(huì)傳播疾病。從環(huán)境容納量的角度思考，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？增大死亡率降低環(huán)境容納量機(jī)械捕殺施用激素藥物捕殺施用避孕藥養(yǎng)殖或釋放天敵將食物儲(chǔ)存在安全處打掃衛(wèi)生降低出生率是防治有害生物的根本措施場(chǎng)景3【拓展思考】滅鼠效果最好的時(shí)期在種群數(shù)量

。達(dá)到K/2之前種群數(shù)量的變化·種群數(shù)量的波動(dòng)(爆發(fā)和下降)03在有限環(huán)境中，種群數(shù)量是否都能在“K”值維持穩(wěn)定呢?思考不是的，由于氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響。對(duì)大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在波動(dòng)中。種群數(shù)量的變化·種群數(shù)量的波動(dòng)(爆發(fā)和下降)03【實(shí)例1】研究表明，該東亞飛蝗的種群數(shù)量在1913年-1961年一直處于不規(guī)則的波動(dòng)狀態(tài)。在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)?！壮珊Α緦?shí)例2】多種鯨在遭遇人類過度捕撈后，種群數(shù)量急劇下降，有的鯨瀕臨滅絕。即當(dāng)種群長(zhǎng)久處于不利條件下，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降?！紫鲭S堂小練（書本P12）1.在自然界，種群數(shù)量的增長(zhǎng)既是有規(guī)律的，又是復(fù)雜多樣的。

判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）將一種生物引入一個(gè)新環(huán)境中，在一定時(shí)期內(nèi)，這個(gè)生物種群

就會(huì)出現(xiàn)“J”形增長(zhǎng)。()（2）種群的“S”形增長(zhǎng)只適用于草履蟲等單細(xì)胞生物。()（3）由于環(huán)境容納量是有限的，種群增長(zhǎng)到—定數(shù)量就會(huì)保持穩(wěn)定。()×××隨堂小練（書本P12）2.對(duì)一個(gè)生物種群來說，環(huán)境容納量取決于環(huán)境條件。

據(jù)此判斷下列表述正確的是（）A.對(duì)甲乙兩地的蝮蛇種群來說，環(huán)境容納量是相同的B.對(duì)生活在凍原的旅鼠來說，不同年份的環(huán)境容納量是不同的C.當(dāng)種群數(shù)量接近環(huán)境容納量時(shí)，死亡率會(huì)升高，出生率不變D.對(duì)生活在同一個(gè)湖泊中的鰱魚和鯉魚來說，環(huán)境容納量是相同的B重難點(diǎn)突破：種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率※種群增長(zhǎng)率VS種群增長(zhǎng)速率單位數(shù)量的個(gè)體在單位時(shí)間內(nèi)新增加的個(gè)體數(shù)定義單位時(shí)間內(nèi)新增加的個(gè)體數(shù)（即種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的斜率）公式單位有單位，如個(gè)/年無單位，為一比值增長(zhǎng)率=Nt-Nt-1Nt-1x100%注：Nt為現(xiàn)有個(gè)體數(shù)；Nt-1為原有個(gè)體數(shù)；t為時(shí)間。增長(zhǎng)速率=Nt-Nt-1t-（t-1）=△N△t重難點(diǎn)突破：種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率※（一）理想條件下，種群數(shù)量呈“J”形增長(zhǎng)例1：假設(shè)在理想條件下，某種細(xì)菌每20min就通過分裂繁殖一代。則：時(shí)間（min)020406080100120140160分裂次數(shù)012345678數(shù)量（個(gè)）1248163264128256增長(zhǎng)率0增長(zhǎng)速率0111111111248163264128種群數(shù)量：

增長(zhǎng)率：

增長(zhǎng)速率（斜率）：Nt=N0λt

增長(zhǎng)率=Nt-Nt-1Nt-1x100%增長(zhǎng)速率=Nt-Nt-1t-(t-1)=△N△t重難點(diǎn)突破：種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率※（一）理想條件下，種群數(shù)量呈“J”形增長(zhǎng)例1：假設(shè)在理想條件下，某種細(xì)菌每20min就通過分裂繁殖一代。則：時(shí)間（min)020406080100120140160分裂次數(shù)012345678數(shù)量（個(gè)）1248163264128256增長(zhǎng)率0增長(zhǎng)速率0111111111248163264128請(qǐng)嘗試?yán)L制相應(yīng)的曲線圖。思考重難點(diǎn)突破：種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率※λ與增長(zhǎng)率的關(guān)系是？思考-

NtNt-1Nt-1增長(zhǎng)率=小結(jié)：當(dāng)λ-1＞0，即λ＞1時(shí)，種群數(shù)量

；

當(dāng)λ-1＝0，即λ＝1時(shí)，種群數(shù)量

；

當(dāng)λ-1＜0，即λ＜1時(shí)，種群數(shù)量

。增加保持不變減少λ=NtNt-1λ為該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，即NtNt-1Nt-1Nt-1=-=-1NtNt-1=λ-1注：只有當(dāng)λ＞1，且為定值時(shí)，曲線才呈J形。重難點(diǎn)突破：種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率※（二）現(xiàn)實(shí)條件下，種群數(shù)量呈“S”形增長(zhǎng)例2：高斯培養(yǎng)大草履蟲的實(shí)驗(yàn)，則：種群數(shù)量：

增長(zhǎng)率：

增長(zhǎng)速率（斜率）：Nt=N0λt

增長(zhǎng)率=Nt-Nt-1Nt-1x100%增長(zhǎng)速率=Nt-Nt-1t-(t-1)=△N△t時(shí)間(天)012345數(shù)量(個(gè))530130340375375增長(zhǎng)率0增長(zhǎng)速率053.31.60.1025100210350重難點(diǎn)突破：種群增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率※（二）現(xiàn)實(shí)條件下，種群數(shù)量呈“S”形增長(zhǎng)例2：高斯培養(yǎng)大草履蟲的實(shí)驗(yàn)，則：時(shí)間(天)012345數(shù)量(個(gè))530130340375375增長(zhǎng)率0增長(zhǎng)速率053.31.60.1025100210350請(qǐng)嘗試?yán)L制相應(yīng)的曲線圖。思考重難點(diǎn)突破：種群“J”形增長(zhǎng)和“S”形增長(zhǎng)的比較※項(xiàng)目“J”形增長(zhǎng)“S”形增長(zhǎng)前提條件理想狀態(tài)：①

；②

；③

；自然狀態(tài)：①

；②

.

。增長(zhǎng)模型特點(diǎn)種群數(shù)量以恒定倍數(shù)連續(xù)增長(zhǎng)，Nt＝N0λt(λ＞1，且為定值)。種群數(shù)量增長(zhǎng)經(jīng)歷：慢→快→慢，最終達(dá)到K值后基本保持穩(wěn)定。有無K值食物和空間條件充裕氣候適宜沒有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種資源和空間有限種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇無有重難點(diǎn)突破：種群的“J”形增長(zhǎng)與“S”形增長(zhǎng)的聯(lián)系※？理想狀態(tài)J形增長(zhǎng)現(xiàn)實(shí)狀態(tài)S形增長(zhǎng)①種群“

”形增長(zhǎng)：表明生物種群具有過度繁殖潛能。②種群“

”形增長(zhǎng)：是生物在自然界環(huán)境阻力作用下的必然結(jié)果。③陰影表示

，兩條曲線數(shù)量差表示：

。JS環(huán)境阻力被淘汰的個(gè)體數(shù)環(huán)境阻力食物不足空間有限種內(nèi)斗爭(zhēng)天敵捕食氣候不適傳染病等種群數(shù)量的變化·判斷正誤P7(1)“J”形增長(zhǎng)是發(fā)生在自然界中最為普遍的種群增長(zhǎng)模式()(2)種群數(shù)量達(dá)到K值以后，種群受食物、空間等因素的限制，增長(zhǎng)速率為零，

種群數(shù)量不再發(fā)生變化()(3)對(duì)于“S”形增長(zhǎng)曲線，同一種群的K值不是固定不變的，

會(huì)受到環(huán)境的影響(