2022-2023学年高二上学期生物人教版必修3-4.2种群数量的变化课件（39张ppt）

(共39张PPT)
种群密度
种群数量
年龄组成
性别比例
迁入率和迁出率
出生率和死亡率
直接影响
预测方向
影响大小
种群各特征之间的关系
决定大小
第2节 种群数量的变化
在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量变化是怎样的呢？
思考
一、建构种群增长模型的方法
4
数学模型：
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。
一、建构种群增长模型的方法
描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。
大肠杆菌的分裂生殖(二分裂)
问题探讨
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
7
一、建构种群增长模型的方法
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
数量（个）
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。
2．n代细菌数量Nn的计算公式是：
Nn
3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　
＝1×２n
解：n＝ ６０min x７２h／２０min＝２１６
Nn＝1×２n ＝２ ２１６
8
细菌数量
一、建构种群增长模型的方法
4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。
曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
曲线图：
直观，但不够精确。
数学公式：
精确，但不够直观。
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
种群数量以什么样的规律在增长 如:细胞每20min分裂一次
建立数学模型一般包括以下步骤：
在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响。
观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
列出表格，根据表格画曲线，推导公式。
Nn＝２n
N代表细菌数量，n表示第几代
　　自然界确有类似的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，曲线大致呈Ｊ型．
（二）种群增长的Ｊ型曲线
种群数量
时间
11
二、种群增长的“J”型曲线
①产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限，
气候适宜，没有天敌等；
②增长特点：
种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
③量的计算：t年后种群的数量为
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为年均增长率．）
④例子：实验室条件下、外来物种入侵、
迁移入新环境。
⑤ 种群增长速率变化图像：（单位时间内增长的个体数量）
⑥ 种群增长率变化图像
（单位时间内新增加个体数占该种群上一次个体总数的比率）
思考
理想化的情况在自然界中并不存在。
那么，到底有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？
在大自然中
食物有限
空间有限
种内斗争
种间竞争
天敌捕食
环境阻力
种群密度越大环境阻力越大
、
“J”型增长能一直持续下去吗？
问题：
“J”型增长能一直持续下去吗？
存在环境阻力———
自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就
会加剧；捕食者增加。
当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会
稳定在一定的水平。
思考：在自然界中，种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？
高斯（1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：
高斯对大草履虫种群研究的实验
请绘制大草履虫的种群增长曲线
大草履虫数量增长过程如何？
其种群达到基本稳定的数量值称为什么？
大草履虫种群的增长
三 种群增长的“S”型曲线
在资源有限条件下的情况下，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
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种群增长速率不断降低
种群数量K/2 →K值时，
三、种群增长的“S”型曲线
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值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。
K/2
转折期，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
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③种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系
⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段
⑵图乙的g点相当于图甲的c点
⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段
⑷图乙的h点相当于图甲的de段
K/2
a
b
c
d
g
h
f
e
甲
乙
种群增长的“Ｓ”型曲线
0—K/2时逐渐增大
K/2 —K时逐渐减小
在 K/2时达到最大
在K时增长速率为0
增长速率变化：
种群数量变化：
在K值时达到最大
t0
t1
t2
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三、种群增长的“S”型曲线
①产生条件：
自然条件(现实状态)——食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。
②增长特点：
　　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。
存在环境阻力
种群密度越大 环境阻力越大
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比较种群增长两种曲线的联系与区别
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
思考：1. 什么是种群的增长率和增长速率？
种群增长率的计算公式为：增长率 =（现有个体数－原有个体数）／（原有个体数·增长时间） ＝出生率－死亡率，单位可以用“个/个·年”表示。
尝试画出曲线图
2. “J”型曲线的增长率如何变化？
3. “S”型曲线的增长率如何变化？
4. “J”型曲线的增长速率如何变化？
5. “S”型曲线的增长速率如何变化？
种群增长速率的计算公式为：增长速率 =（现有个体数－原有个
体数）／增长时间（即增长曲线的斜率），单位可以用“个/年”表示。
　　曲线 比较　　 “J”形曲线 “S”形曲线
增长率
增长速率
不同曲线中K、K/2的表示方法

请说出表示K和K/2
的点
规律总结一：K点为出生率等于死亡率时，此时种群的增长速率为零，种群数量最大。
K/2点时种群的增长速率最大，种群数量为最大值的一半。
探讨1
规律总结二：
K值的应用：
1.野生生物资源保护：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值
2.有害生物的防治：增大环境阻力，降低K值
K/2值的应用：
1.资源开发与利用：维持被开发资源的种群数量在
K/2处，此时种群增长速率最大，再生能力最强，
可获得持续最大产量。
2.有害生物防治：务必控制种群数量，严防达K/2处
规律总结三：
(1)同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
(2)当环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善，K值会上升。
规律总结四：
λ>1，种群数量上升；
λ=1，种群数量稳定；
0<λ<1，种群数量下降；
λ=0，种群灭亡
“J”型、“S”型曲线是研究种群数量增长而形成的两条曲线，并不是种群数量变化的全部。
种群数量变化的内容包括种群数量的
增长、下降、波动等。
实验：探究培养液中酵母菌数量的变化
实验中需要注意的几个问题:
1.接种时要在无菌环境下进行。
2.方法：抽样检测法，培养相同的8支试管，每天同一时间从其中一支试管取样计数---计数方法。
3.是否需要对照实验和重复实验
4.取样之前,将试管轻轻震荡几次,目的是使培养液中的酵母菌分布均匀,保证计数的正确性.
5.先盖上盖玻片再滴加液体。
6.一般先稀释（稀释10倍）再计数,计数时要待酵母菌全部沉降到计数室底部再观察
7.对于压在中方格界限上的酵母菌,应计数两个相邻的边及其顶角的酵母菌
8、结果
血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。
=50000A·B（个）
下面以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算：设五个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，那么，一个大方格中的总菌数
1mm
1mm
5.使用样方法调查草本植物的种群密度时，正确的做法是(　　)
A.选取的样方数目一定为10个
B.样方的大小应视调查对象的大小和分布情况而定
C.统计完成后以样方种群密度的最大值作为种群密度
D.草本植物的调查取样应与乔木的调查取样完全相同
8.(2019·山西省实验中学)某同学为了调查某区域内麻雀和黄鹂的种群密度，在该区域内随机设置了若干捕鸟网。捕获结果统计如表所示，下列叙述错误的是
麻雀/只 黄鹂/只
第一次捕捉 46(标记后放生) 43(标记后放生)
第二次捕捉 42(其中6只标记) 36(其中9只标记)
A.为了结果的可靠性，标记物对标记对象的生理习性不能有影响
B.该区域麻雀大约有322只，黄鹂大约有172只
C.该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群
D.若被标记的个体被再次捕获的概率下降，则计算的结果应偏小
11.下列关于种群的叙述正确的是(　　)
①内蒙古草原上全部的马是一个种群　②种群内的雌雄个体间可以相互交配完成生殖过程　③迁出率和迁入率是决定种群密度的重要因素　④年龄组成是预测种群密度变化的重要因素　⑤性别比例也可影响种群密度⑥出生率和死亡率是决定种群密度的重要因素
A.①③④⑤⑥ B.①②③⑤⑥ C.①②④⑤⑥ D.②③④⑤⑥
12.如图所示，图1是种群数量特征的概念图，图2是某地人口出生率和死亡率的变化曲线。下列相关叙述中，错误的是(　　)
A.图1中的a和b分别是性别比例和年龄组成
B.图1中的c是种群密度，指的是某种群的总数量
C.图2所示种群的年龄组成由稳定型变成增长型
D.并非全部的生物种群都具有图1中的a特征
1.气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的外界因素(　　)
2.种群数量的变化包括种群数量的增长、波动和下降等(　　)
3.研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(　　)
4.对于“S”型曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关(　　)
5.如图表示两种增长方式的增长速率变化，请据图思考下列问题：
(1)甲和乙分别表示哪种增长方式？
3.关于环境容纳量的叙述，正确的是(　　)
A.环境容纳量是种群的最大数量，种群数量在任何时候都不可能超过环境容纳量
B.人为地一次性捕杀家鼠后，其环境容纳量迅速降低
C.环境容纳量是不会改变的，不受空间和资源的限制
D.建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的环境容纳量
3.如图是某种生物迁入一生态系统后，种群增长速率随时间变化的曲线，由此可以判断
A.种群数量先增大后减小
B.B点时种群数量最大
C.影响A点和C点增长速率变化的因素不同
D.B点对应的种群年龄组成为稳定型
4.(2019·广东实验中学)如图为某种群的数量变化曲线，K1为长期处于相对稳态时该种群数量达到环境条件允许的最大值，B点由于某种因素的改变，最大值由K1变为K2。导致K1变为K2的原因最不可能的是(　　)
A.该种群迁入了大量同种个体
B.该种群的天敌大量迁出
C.该种群的生物发生了基因突变
D.该地区引入了新物种
7.科研小组对某地甲、乙两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示(图中Nt表示第t年的种群数量，Nt＋1表示第t＋1年的种群数量)。下列分析正确的是(　　)
A.甲种群在0～t3段的年龄组成为增长型
B.乙种群在0～t1段的种群数量呈“J”型增长
C.乙种群在t2时数量最少
D.甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善
8.(2018·淮南二中)假定当年种群数量是一年前种群数量的λ倍，如图表示λ值随时间变化的曲线示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.b～d年，种群数量增加，种群呈“S”型曲线增长
B.a～c年，种群数量下降，其年龄组成是衰退型
C.0～a年，种群数量不变，其年龄组成为稳定型
D.d～e年，种群数量增加，种群呈“J”型曲线增长
9.下列关于探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验的操作，正确的是(　　)
A.改变培养液的pH不影响K值的大小
B.培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧
C.为保证数据准确，对培养后期的培养液计数前不能做稀释处理
D.酵母菌种群数量在不同时间的增长速率可能相同
11.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，建立数学模型一般包括以下步骤，下列排列顺序正确的是(　　)
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；④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
A.①②③④ B.②①③④ C.③④①② D.②③①④
12.下列四图中能正确表示某池塘鱼个体的平均增长量与种群密度关系的是
14.如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是(　　)
A.图甲为“J”型增长，每年增加的个体数量始终不变
B.图乙为“S”型增长，G点时增长速率达到最大值
C.防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行
D.渔业捕捞后剩余量应该在E点左右