1.2種群數(shù)量的變化課件-2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期生物人教版2019選擇性必修226

1.2種群數(shù)量的變化怎樣建構(gòu)種群數(shù)量增長(zhǎng)的模型？種群的數(shù)量是怎樣變化的？什么是環(huán)境容納量？影響種群數(shù)量變化的因素有哪些？問(wèn)題探討在營(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)分裂繁殖一代探究一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）248163264128256512123456789活動(dòng)1：在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：1、填寫(xiě)下表：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量2、72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？3、n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？4.以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫(huà)出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。20406080100120140160時(shí)間/分鐘細(xì)菌數(shù)量/個(gè)Nn＝２n

N代表細(xì)菌數(shù)量，

n表示第幾代活動(dòng)2、科學(xué)方法：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)，即數(shù)學(xué)模型為了直觀、簡(jiǎn)便地研究種群的數(shù)量變動(dòng)的規(guī)律，數(shù)學(xué)模型建構(gòu)是常用的方法之一。用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式

數(shù)學(xué)方程式法坐標(biāo)曲線法是聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題與數(shù)學(xué)的橋梁，具有解釋、判斷、預(yù)測(cè)等重要功能觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題提出合理的假設(shè)通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(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)種群數(shù)量以什么樣的規(guī)律在增長(zhǎng)?如:細(xì)胞每20min分裂一次1、建立數(shù)學(xué)模型一般步驟：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響。觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌的數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正列出表格，根據(jù)表格畫(huà)曲線，推導(dǎo)公式。

Nn＝２n

N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代2、思考討論資料分析資料1：1859年，一位英國(guó)人來(lái)到澳大利亞定居，他帶來(lái)了24只野兔。讓他沒(méi)有想到的是，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭(zhēng)食牧草，啃嚙樹(shù)皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。后來(lái)，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。資料2、在20世紀(jì)30年代時(shí)，人們將環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼，1937～1942年期間，這個(gè)環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)如右圖。討論

1、兩個(gè)資料中種群增長(zhǎng)有什么共同點(diǎn)？2、種群這種增長(zhǎng)的原因是什么？3、種群這種增長(zhǎng)能否持續(xù)下去？為什么？典型例題1：某一地區(qū)2001年人口普查時(shí)有10萬(wàn)人，2002年比2001年增長(zhǎng)1％。請(qǐng)預(yù)測(cè)，按照此生長(zhǎng)速度，2006年該地區(qū)的人口將有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001探究二、種群的J型增長(zhǎng)★模型中各參數(shù)的意義：N0為某種動(dòng)物種群的起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。1、什么是J型增長(zhǎng)？模型假設(shè)是什么？2、數(shù)學(xué)模型：t年后種群數(shù)量為：

Nt=N0λt在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下，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。典例2、種群的指數(shù)增長(zhǎng)（J型）是有條件的，條件之一是（）A．在該環(huán)境中只有一個(gè)種群B．該種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多C．環(huán)境資源是無(wú)限的D．環(huán)境資源是有限的C探究三

種群的S型增長(zhǎng)在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？

細(xì)菌的數(shù)量不會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)，因?yàn)榕囵B(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分和空間有限，當(dāng)細(xì)菌數(shù)量達(dá)到一定量時(shí)，細(xì)菌種群出現(xiàn)生存斗爭(zhēng)。1、高斯（1934）把5個(gè)大草履蟲(chóng)置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：活動(dòng)1、高斯對(duì)大草履蟲(chóng)種群研究的實(shí)驗(yàn)請(qǐng)繪制大草履蟲(chóng)的種群增長(zhǎng)曲線在資源有限條件下的情況下，種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱為“S”型曲線2、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線K/2·轉(zhuǎn)折期，增長(zhǎng)速率最快K值：環(huán)境容納量加速期，個(gè)體數(shù)量增加，增長(zhǎng)加速調(diào)整期，個(gè)體數(shù)量較少增長(zhǎng)緩慢減速期，增長(zhǎng)緩慢穩(wěn)定期，增長(zhǎng)速率為零環(huán)境容納量:在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。1.同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。2.N≈K／2，此時(shí)種群增長(zhǎng)速度最快，可提供的資源數(shù)量也最多，而又不影響資源的再生?；顒?dòng)2、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線分析①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力：

自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高．當(dāng)出生率與死亡率相等時(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．活動(dòng)3、種群增長(zhǎng)的“Ｓ”型曲線出現(xiàn)的原因、特點(diǎn)②增長(zhǎng)特點(diǎn)：

種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長(zhǎng)并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。16活動(dòng)4、種群數(shù)量變化曲線其他曲線的關(guān)系⑴圖乙的fg段相當(dāng)于圖甲的ac段⑵圖乙的g點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的c點(diǎn)⑶圖乙的gh段相當(dāng)于圖甲的cd段⑷圖乙的h點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的de段K/2abcdghfe甲乙0—K/2時(shí)逐漸增大K/2—K時(shí)逐漸減小在K/2時(shí)達(dá)到最大在K時(shí)增長(zhǎng)速率為0增長(zhǎng)速率變化：種群數(shù)量變化：在K值時(shí)達(dá)到最大t0t1t2種群數(shù)量“S”型增長(zhǎng)曲線（種群數(shù)量）K/2K種群數(shù)量增長(zhǎng)速率時(shí)間D:出生率＝死亡率，即種群數(shù)量處于K值。B:出生率與死亡率之差最大，即種群數(shù)量處于K/2值?；顒?dòng)5、思考·討論

環(huán)境容納量與現(xiàn)實(shí)生活1.有人說(shuō)目前全世界人口數(shù)量已經(jīng)達(dá)到地球的環(huán)境容納量，必須采取更加嚴(yán)格的措施控制人口出生率；有人卻認(rèn)為科技進(jìn)步能提高地球?qū)θ祟惖沫h(huán)境容納量，例如，育種和種植技術(shù)的進(jìn)步，能提高作物產(chǎn)量，從而養(yǎng)活更多人口，對(duì)此你持什么觀點(diǎn)？你有哪些證據(jù)支持你的觀點(diǎn)？2.鼠害導(dǎo)致作物減產(chǎn)，蚊、蠅會(huì)傳染疾病。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？提示：從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵等提示：從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵等同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響思考怎樣做才是最有效的滅鼠措施？

1、種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率種群數(shù)量的變化氣候、食物、天敵、傳染病等增或減增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)探究四

種群數(shù)量的波動(dòng)2、根據(jù)前面的學(xué)習(xí)思考回答

（1）種群數(shù)量變化的類型有哪些？增長(zhǎng)，穩(wěn)定，波動(dòng)、下降等。大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。(3)、保護(hù)大熊貓等瀕危物種的根本措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。

(2)為保護(hù)魚(yú)類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平?為什么？根據(jù)種群增長(zhǎng)的S型曲線，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在K／2水平。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長(zhǎng)量最大。典例3.下圖表示出生率、死亡率和種群密度的關(guān)系，據(jù)此分析得出的正確表述是(

)A．在K/2時(shí)控制有害動(dòng)物最有效B．圖示規(guī)律可作為控制人口增長(zhǎng)的依據(jù)C．該圖可用于實(shí)踐中估算種群最大凈補(bǔ)充量D．在K/2時(shí)捕撈魚(yú)類最易得到最大日捕獲量C典例4．下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長(zhǎng)曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)斗爭(zhēng)增加（）

A．CD段（增長(zhǎng)速度慢）

B．DE段（速度加快）

C．EF段（變化速率加快）

D．FG段（速度逐漸變慢）D典例5.池塘養(yǎng)魚(yú)時(shí)，為保護(hù)池塘生態(tài)系統(tǒng)和長(zhǎng)期保持較高的產(chǎn)魚(yú)量，應(yīng)采取的最佳方案是（）

A．大量增加餌料的投入量B．大量增加魚(yú)苗的投入量

C．及時(shí)、適量的捕撈成魚(yú)D．限制捕魚(yú)C典例6.某研究所對(duì)一條河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了幾年的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)某種魚(yú)進(jìn)入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)如下圖所示曲線。則在t1時(shí)該種群的年齡組