1.2 课时1 种群数量的变化课件（共23张PPT）2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.2 课时1 种群数量的变化课件（共23张PPT）2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-15 08:06:24 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
种群数量的变化
第一课时
第2节
人教版 选择性必修2
1、能够通过建立数学模型解释种群的数量变动
2、举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化的情况
3、能阐明环境容纳量原理在实践中的应用
我们手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过二分裂繁殖一代。
1.细菌的生殖方式是怎样的？
2.计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表。
二分裂
时间（min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 0
数量（个） 1
建立数学模型
时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个） 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512
3.第n代细菌数量的计算公式是什么？72h后数量是多少？
Nn= 1×2n
2216
4.根据表格，画出细菌种群的增长曲线。
5.在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？为什么？
不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。该公式成立是在理想条件下的。
研究实例
研究方法
细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？
在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=2n N代表细菌数量，n表示第几代
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
构建种群增长模型的方法
1.数学模型：
2.数学模型的表现形式：
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式
优 局限性
数学公式
曲线图
精确
不够直观
能直观地反映变化趋势
不够精确
3.建构数学模型的意义：
描述、解释和预测种群数量的变化。
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。
1937-1942年，这个种群增长如右图。
种群的“J”形增长
资料1
资料2
1. 这两个资料中的种群增长有什么共同点？
种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。
3. 这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
2. 种群出现这种增长的原因是什么？
食物充足、缺少天敌等。
不能。因为资源和空间是有限的。
4.野兔和环颈雉种群的增长曲线是否类似于细菌种群的增长曲线？
类似，均成“J”形。
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”形。
理想条件下细菌数量增长的推测
某海岛上环颈雉种群数量的变化
1.模型假设：
理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。
2.种群 “J”形增长的数学模型公式：
①公式：Nt=N0 λt
②曲线式：
时间(t)
种群数量Nt
种群数量曲线
t ——时间
Nt——表示t年后该种群的数量
N0——起始数量
λ——每一代种群数量是前一代的倍数
随条件改变起点
3.适用对象：
①实验室条件下；
②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。
福寿螺，瓶螺科瓶螺属软体动物,原产于南美洲亚马逊河流域，1981年作为食用螺引入中国，因其适应性强，繁殖迅速，食量大且食物种类繁多能破坏粮食作物、蔬菜和水生农作物的生长，成为危害巨大的外来入侵物种。
培养大肠杆菌的培养基
如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？
一、种群的“S”形增长——高斯的实验
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：
（1）为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？
随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
（2）这种类型的种群增长称为什么？
种群的“S”形增长
K=375
种群数量
时间
0
大草履虫种群的增长曲线
种群的“S”形增长
1.“S”形增长含义
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“ ”形
S
2.形成原因：
资源和空间有限
种群密度增大时
种内竞争加剧
出生率降低
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
死亡率升高
3.适用对象
一般自然种群的增长
一定环境条件所能 的种群最大数量称为 ，又称 。
维持
环境容纳量
K值
4.环境容纳量
①同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
②同一环境，不同种群的K值不同。
【特点】
生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
K值并不是种群数量的最大值，种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
K
种群数量
时间
0
t1
t2
5.“S”形增长曲线图分析：
AB段：
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大；
BC段：
C点：
DE段：
CD段：
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
下图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系
两种增长曲线的主要差异是:
环境阻力(按自然选择学说，它就是在生存斗争中被淘汰的个体数量)。
“J”形曲线
无 K值,
无种内斗争,
无天敌。
环境阻力的不同
6.K值与K/2值在实践中的应用:
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？
场景1
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为在这个水平上种群增长速率最大
渔业捕捞应在 。
K/2以后
——“黄金开发点”
怎样做才能最有效的预防虫害？
场景2
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
增大环境阻力→降低K值→防治害虫
如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。
①降低环境容纳量;
②在 捕杀。
K/2前
预防虫害要及时控制种群数量，严防达到K/2值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。
防治有害生物的根本措施。
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
场景3
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
野生大熊猫种群数量锐减的最根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K 值就会变小。
【总结】K值与K/2值的应用:
K值
减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源
增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物
草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量
K/2值
渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处
K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处
思考讨论1.有人说目前世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率；有人却认为科技进步能提高地球对人类的环境容纳量，例如，育种和种植技术的进步，能提高作物产量，从而养活更多人口。对此你持什么观点？有哪些证据支持你的观点？
由于世界范围内存在的资源危机和能源紧缺等，目前世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率。
随着科技进步，农作物产量不断提高，人类开发、利用和保护资源的能力不断加强，因而可以养活更多的人口。
种群数量的变化
第一课时
第2节
人教版 选择性必修2
1、能够通过建立数学模型解释种群的数量变动
2、举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化的情况
3、能阐明环境容纳量原理在实践中的应用
我们手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过二分裂繁殖一代。
1.细菌的生殖方式是怎样的？
2.计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表。
二分裂
时间（min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 0
数量（个） 1
建立数学模型
时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个） 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512
3.第n代细菌数量的计算公式是什么？72h后数量是多少？
Nn= 1×2n
2216
4.根据表格，画出细菌种群的增长曲线。
5.在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？为什么？
不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。该公式成立是在理想条件下的。
研究实例
研究方法
细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？
在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=2n N代表细菌数量，n表示第几代
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
构建种群增长模型的方法
1.数学模型：
2.数学模型的表现形式：
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式
优 局限性
数学公式
曲线图
精确
不够直观
能直观地反映变化趋势
不够精确
3.建构数学模型的意义：
描述、解释和预测种群数量的变化。
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。
1937-1942年，这个种群增长如右图。
种群的“J”形增长
资料1
资料2
1. 这两个资料中的种群增长有什么共同点？
种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。
3. 这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
2. 种群出现这种增长的原因是什么？
食物充足、缺少天敌等。
不能。因为资源和空间是有限的。
4.野兔和环颈雉种群的增长曲线是否类似于细菌种群的增长曲线？
类似，均成“J”形。
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”形。
理想条件下细菌数量增长的推测
某海岛上环颈雉种群数量的变化
1.模型假设：
理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。
2.种群 “J”形增长的数学模型公式：
①公式：Nt=N0 λt
②曲线式：
时间(t)
种群数量Nt
种群数量曲线
t ——时间
Nt——表示t年后该种群的数量
N0——起始数量
λ——每一代种群数量是前一代的倍数
随条件改变起点
3.适用对象：
①实验室条件下；
②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。
福寿螺，瓶螺科瓶螺属软体动物,原产于南美洲亚马逊河流域，1981年作为食用螺引入中国，因其适应性强，繁殖迅速，食量大且食物种类繁多能破坏粮食作物、蔬菜和水生农作物的生长，成为危害巨大的外来入侵物种。
培养大肠杆菌的培养基
如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？
一、种群的“S”形增长——高斯的实验
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：
（1）为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？
随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
（2）这种类型的种群增长称为什么？
种群的“S”形增长
K=375
种群数量
时间
0
大草履虫种群的增长曲线
种群的“S”形增长
1.“S”形增长含义
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“ ”形
S
2.形成原因：
资源和空间有限
种群密度增大时
种内竞争加剧
出生率降低
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
死亡率升高
3.适用对象
一般自然种群的增长
一定环境条件所能 的种群最大数量称为 ，又称 。
维持
环境容纳量
K值
4.环境容纳量
①同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
②同一环境，不同种群的K值不同。
【特点】
生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
K值并不是种群数量的最大值，种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
K
种群数量
时间
0
t1
t2
5.“S”形增长曲线图分析：
AB段：
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大；
BC段：
C点：
DE段：
CD段：
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
下图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系
两种增长曲线的主要差异是:
环境阻力(按自然选择学说，它就是在生存斗争中被淘汰的个体数量)。
“J”形曲线
无 K值,
无种内斗争,
无天敌。
环境阻力的不同
6.K值与K/2值在实践中的应用:
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？
场景1
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为在这个水平上种群增长速率最大
渔业捕捞应在 。
K/2以后
——“黄金开发点”
怎样做才能最有效的预防虫害？
场景2
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
增大环境阻力→降低K值→防治害虫
如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。
①降低环境容纳量;
②在 捕杀。
K/2前
预防虫害要及时控制种群数量，严防达到K/2值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。
防治有害生物的根本措施。
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
场景3
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
野生大熊猫种群数量锐减的最根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K 值就会变小。
【总结】K值与K/2值的应用:
K值
减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源
增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物
草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量
K/2值
渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处
K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处
思考讨论1.有人说目前世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率；有人却认为科技进步能提高地球对人类的环境容纳量，例如，育种和种植技术的进步，能提高作物产量，从而养活更多人口。对此你持什么观点？有哪些证据支持你的观点？
由于世界范围内存在的资源危机和能源紧缺等，目前世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率。
随着科技进步，农作物产量不断提高，人类开发、利用和保护资源的能力不断加强，因而可以养活更多的人口。