1.2 种群数量的变化(共53张PPT)课件-2023-2024学年高二生物学（人教版2019选择性必修2）（含答案）
文档属性
| 名称 | 1.2 种群数量的变化(共53张PPT)课件-2023-2024学年高二生物学（人教版2019选择性必修2）（含答案） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-25 15:51:19 | ||
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文档简介
(共53张PPT)
第1章 第2节 种群的数量的变化
一、建构种群增长模型的方法
—阅读教材P7《问题·探讨》，小组合作探究解决下列问题
如果资源和生存空间没有限制，那么1个细菌繁殖n代之后的数量是多少？
(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160
180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8
9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 216
512
指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28
29
N =1x2n
n
②初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
①1个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
n=N0x2n
N
讨论:
1.第n代细菌数量的计算公式是什么？
Nn=N0x2n
2. 72h后，由一个细菌分裂产生的细菌 数量是多少？ 2216个
3. 在一个培养瓶中，细菌数量会一直按 这个公式描述的趋势增长吗 如何验证 你的观点？
不会。 因为培养瓶中的营养物质和 空间是有限的。
用实验验证。
阅读教材P7 《问题 ·探讨》，小组合作探究解决下列问题
一、建构种群增长模型的方法
细菌繁殖产生的后代数量
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160
180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8
9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 216
512
指数形式
思考： 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。
数学方程式: 精确，但不够直观。
阅读： “建立数学模型”的四步
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。
一、建构种群增长模型的方法
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
根据实验数据，用适当的 形式对事物的性质进行表 述，即建立数学模型
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 年建立的模型进行检验或修正
细菌每20min分裂一次，怎样
计算繁殖n代的数量？
通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正
提出合理的假设
观察研究对象，提出问题
建立数学模型
科学 方法
研究实例
研究方法
u物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识 对象的特征。
u概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出 某些概念之间的关系。
u数学模型：以数学关系或坐标曲线图表示生物 学规律。
描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型
回忆一下前面所学模型的类型？
一、建构种群增长模型的方法
1.这两个资料中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。
2.种群出现这种增长的原因是什么？
食物充足，缺少天敌等
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
不能，因食物和空间有限
分析自然界种群增长的实例
资料1 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
1937-1942年，这个种群增长如右图所示。 讨论:
20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。
一、建构种群增长的数学模型
只。
资料2
1.种群的“J”形增长
（1）含义:
在理想条件下，如果以时间为横坐标， 种群数量为纵坐标画出曲线来表示，
曲线则大致星“J ”形。这种类型的种 群增长称为“J ”形增长。
（2）模型假设:
种 群 数 量 N0
N
时间（t）
理想 条件
食物和空间条件充裕。
气候适宜
没有天敌和其他竞争物种等
λ
t
数学公式
t年后种群的数量为:
Nt=N0 ×λt
时间（t）
N0 ：为起始数量；
t：为时间；
Nt ：表示t年后该种群的数量；
λ ：表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
1.种群的“J”形增长
（3）“J”形增长的数学模型：
N λ t
种群数量
N0
2.分析“J”形曲线
> 请据图分析,种群数量变化符合数学公式: Nt=N0 ×λt 时，种群增长
曲线一定是“J”形吗 ——
①当入=1时，种群数量如何变化
种群数量不变(相对稳定)
②当入>1时，种群数量如何变化
种群数量增长
③当入<1时,种群数量如何变化
种群数量下降
④当入>1时，种群一定呈“J”形增长吗
不一定;只有入>1且为定值时，种群增长才为“J”形增长
;
1-4年，种群数量 呈“J ”形增长
4-5年，种群数量 增长
5-9年，种群数量 相对稳定
9-10年，种群数量 下降
10-11年，种群数量 下降
11-13年，种群数量 11-12年下降 ， 12-13年增长
前9年，种群数量第 5 年最高
9-13年，种群数量第 12 年最低
据图说出种群数量如何变化
一、建构种群增长的数学模型
2.分析“J”形曲线
> 请根据“J"”形增长数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和 增长速率曲线模型。
①增长率 =（现有个体数-原有个体数） ÷种群原有个体数
λ-1 ( λ>1，且不变）
时间（t）
增长率= 末数－初数 初数 = Nt－Nt-1 N
×100%
N
时间（t）
Nt
种 群 数 量
N
种 群 增 长 率
N
0 0
λ t
t-1
2.分析“J”形曲线
> 请根据“J"”形增长数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和 增长速率曲线模型。
②增长速率： 单位时间内增加的个体数量。
实质就是“J”型
曲线的斜率
时间（t）
增长速率= 末数－初数 单位时间 =
Nt－Nt- 1(个)
t(年)
种群
数量
时间（t）
种 群 增 长 速 率
N
Nt
N
0 0
λ t
N
3.实例
①动物迁入适宜其生活的新环境后， 一段时间内种群的数量变化；
②外来入侵物种的种群数量变化；
③实验室条件。
福寿螺原产中美洲的热带 和亚热带地区，如阿根廷、 玻利维亚、巴西、巴拉圭 及乌拉圭等。 广泛分布
于北美、亚洲、非洲等十 多个国家，已成为世界性 的外来入侵生物。
福寿螺
凤眼莲原产于南美， 1901年 作为花卉引入中国.由于繁 殖迅速，又几乎没有竞争对 手和天敌，我国目前有184 万吨.它对其生活的水面采 取了野蛮的封锁策略，挡住 阳光，导致水下植物得不到 足够光照而死亡 。
凤眼莲（水葫芦）
分析数学方程式模型：
Nt＝N0λt
当λ=1时，种群数量 表现是 __
当λ>1时，种群数量
表现是 __
当λ＜1时，种群数量 表现是 减少。
C．到20年时种群的数量最大 当λ>1时，种群一定呈“J”形增长吗？
D．第15～20年间种群数量不断减少 注意：只有当 λ>1时且不变
时，才能呈“J”形增长。
【典例】下图是调查小组的同学从当地主管部门获得的某物种种群
数量的变化图，据此不能得出的结论是 ( C )
A．第1～5年间种群呈“J”形增长 B．第20～30年间种群增长率为0
在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履
虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。
（3）为什么大草履虫种群没有出现“ J”形增长？
【实例】生态学家高斯的实验：
（1）大草履虫的数量在第几天增长较快？
（2）第几天以后基本维持在375个左右？
第二天和第三天
三、种群的“S”形增长
第五天
在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履
虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。
由于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。
（3）为什么大草履虫种群没有出现“ J”形增长？
【实例】生态学家高斯的实验：
（4）这种类型的种群增长称为什么？
种群的“S”形增长
三、种群的“S”形增长
1.什么是“S”形增长曲线？
2.“S”形增长曲线形成原因是什么？
3.“S”形增长曲线的适用对象是什么？
4.“S”形增长曲线的增长特点。
5.尝试分析“S”形增长曲线各段的含义。
6.什么是环境容纳量（K值）？如何运用？
自主学习课本P9页相关内容，请小组合作完成以下问题。
三、种群的“S”形增长
4.环境容纳量： 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境 容纳量，又称K 值。
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S ”形。
①资源和空间有限
②种群密度增大时
③种内竞争加剧
出生率＝死亡率时， 种群稳定在一定的 水平
3.适用对象： 一般自然种群的增长
2.“S”形增长形成原因：
1.“S”形增长的含义：
死亡率升高
出生率降低
三、种群的“S”形增长
三、种群的“S”形增长
5.“S”曲线的分析：
E D
C
B
A
(5)DE段：
(1)AB段：
种群基数小，需要适应新环境，增 长较缓慢。
(2)BC段：
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。 饱和期
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； 减速期
种群数量为K/2，种群增长速率达到 最大。 转折期
资源和空间丰富，出生率升高，种 群数量增长迅速。 加速期
(4)CD段：
(3)C点：
调整期
请小组合作以时间为横坐标，种群增长 速率为纵坐标，画出种群“S ”形增长 的增长速率曲线。
C K/2
D
EK
B A
E D
C
①增长速率先增大后减小，最后为0。
②当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。
5.“S”曲线的分析：
三、种群的“S”形增长
S型曲线增长速率曲线
增长速率
t2 时间
A
B
t1
三、种群的“S”形增长
5.“S”曲线的分析：
E D
C
B
A
K值是种群在一定环境条件下所能
维持（允许达到）的种群最大数量， 在 环境条件没有变化的情况下， 种群数量 在K值上下波动，动态平衡。
不是，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。
同一种群的K值是固定不变的吗？
K 值是种群数量的最大值吗？
建立自然保护区，改善栖息环境，从而
提高环境容纳量。
野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和
活动范围缩小， K值降低。
野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
6.K值和K/2值的运用：
保护大熊猫的根本措施是什么？
三、种群的“S”形增长
场景1
C
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。
防治有害生物的根本措施。
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
防止老鼠种群数量达到K/2处
6.K值和K/2值的运用：
①降低环境容纳量
怎样做才能最有效的灭鼠？
K
K/2
A 0
②在 K/2前捕杀
三、种群的“S”形增长
场景2
种群数量
D E
t2 时间
B
t1
C
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？
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率最大。
6.K值和K/2值的运用：
K
K/2
A
0
三、种群的“S”形增长
.——“黄金开发点 ”
场景3
t1 t2 时间
种群数量
D
E
B
A 图为濒危动物，具体做法为 提高环境容纳量 _B； 降低环境容纳量 图为有害动物，具体做法为
现学现用： 若下图表示对濒危动物和有害动物作出措施后，种群
数量的不同变化：
A
B
。
若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适
时开始捕获，应为 丁 点对应的种群数量。
现学现用： 假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该
种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示：
第二课时
（以 定的倍数连续增长）
项目 “J”形曲线
增长模型 数学模型Nt ＝N0 λ t
前提条件 ① ② 气候适宜 ③ 没有敌害、疾病
① 食物、空间有限
②各种生态因素综合作用
K值有无 无 一
有
比较种群的“J”形和“S”形增长,完成下表：
1. 图形比较
食物、空间条件充裕
“S”形曲线
理想状态：
现实状态：
“J”形增长 “S”形增长 K值 无K值 有K值 联 系 种群“S ”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。 种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。 阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。 食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 传染病等
环境阻力减小， K值增大；
环境阻力增大， K值减小。
比较种群的“J”形和“S”形增长,完成下表：
种
群300 数
量200
100
1 2 3 4 5 6
环境阻力
时间/d
K值
400
7
0
2. 比较“J”形曲线、
（1）“J”形曲线
种 群 数 量
O 种
群
增
长
速
率
O
=λ-1
增长率=λ-1
1
“S”形曲线的增长速率、增长率
增长率= (Nt－ Nt －1)/ Nt －1
注意： J 形增长曲线种群增长率不变（=入—1），增长速率越来越大！
=
种
群
增
长
率
时间
时间
时间
O
t0 增 长 率 t2 时间
丙
或
丁
种群数量 d e
c
b
乙
t0 t1 t2 时间
（2）“S”形曲线
0 时间
增 长 速 率
f
K
K/2
a
K 数量
K/2
甲
t1
g
h
0
举个例子来说明这个问题： “一个种群有1000个个体，
一年后增加到1100”，
则该种群的增长率为
（1100-1000）/1000x100%=10%。
而增长速率为 （1100-1000）/1年=100个/年。
种群的数量变化除了增长，还存在什么情况？
阅读教材P10 第一、二段：
> 东亚飞蝗种群数量波动，鲸种群数量下降的原因可能有哪些
> 如何对濒危物种进行保护
四、种群的数量波动
非洲草原上的野牛、狮种群数量相对稳定
1.一段时期内维持相对稳定
四、种群的数量波动
处于波动状态的种群，在某些 特定条件下可能出现种群爆发。
K值是种群数量在一定环 境中上下波动的平衡值。
2.处于规则或不规则波动中
四、种群的数量波动
最后一只活体长江白鳍豚 “淇淇”的标本
原因： { 群适应性降低。
近亲繁殖使种
栖息地破坏。
，
、
种群数量过少
人类乱捕滥杀
3.持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡
四、种群的数量波动
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2）对有害动物的防治。
（3）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
研究意义
四、种群的数量波动
{
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：年龄组成和性别比例
自然因素：食物、气候、天敌、传染病等
重要因素：人类的活动
I
种群数量的变化 增长、波动、稳定、下降等
种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率
环境因素 食物、气候、天敌、传染病等
影响种群数量变化的因素小结
增或减
酿酒和做面包都要用到酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基（培养液） 来培养,培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
在理想条件下，种群的增长呈“J”形曲线；在各种资源
有限或者存在环境阻力的情况下，种群增长呈“S”形曲线。 通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而 发生的数量变化。
培养液中的酵母菌数量一开始呈“J ”形增长；随
着时间的推移， 酵母菌数量呈“ S ”形增长。
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的
实验原理
作出假设
提出问题
①自变量： 时间
②因变量： 酵母菌数量
③无关变量： 培养液的体积
血球计数板
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（1）变量设置 本实验自变量是什么？该如何设置？
无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，显微镜等。
（2）材料用具
实验设计
酵母菌菌种
培养液
将酵母菌接种到 支试管中
接种
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
（3）设计思路 对培养液中酵母菌数量定时检测并记录。
每天取样计数酵 母菌的数量，连 续观察7天并记录 这7天的数值。
将试管放在28℃ 的恒温箱中培养7 天
将10ml马铃薯培 养液或肉汤培养 液加入试管中
培养
计数
准备
实验设计
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板的构造（视频）
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计 数区。每个计数区分为9个大方格。
② 方法： 抽样检测
① 工具： 血球计数
（4）酵母菌计数
实验设计
计数室
计数板正面
方格网
法
A1
A2
A5
A3
A4
A4
A1
A2
A3
每个计
数室共 有400小 格，总 容积为 0.1mm3。
（4）酵母菌计数
实验设计
规格二： 16×25型
规格一： 25×16型
A1
A2
A5
A3
A4
每个计数室共有400小格，总容积为0.1mm3。
1mL=103mm3
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104 ×稀释倍数
计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。
1mL培养液中细胞个数：
规格一（16×25）：
规格二（25×16）：
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
16×25型计数板 25×16型计数板
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×16 ×104 ×稀释倍数
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×25 ×104 ×稀释倍数
一、概念检测
1.在自然界，种群数量的增长既是有规律的，又是复杂多样的。判断下列
相关表述是否正确。
(1)将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出
现“J”形增长。( × )
(2)种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。( × )
(3)由于环境容纳量是有限的，种群增长到一定数量就会保持稳定。( ×)
练习与应用
2.对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表 述正确的是（ B）
A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的
B.对生活的在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的
C.当种群数量接近环境容纳量时，死亡会升高，出生率不变
D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的
练习与应用
二、拓展应用
1.种群的“J”形增长和“S”形增长，分别会在什么条件下出现？你能举 出教材以外的例子 加以说明吗？
在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”形 增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发 现在环境条件较好的年份，它们的种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”形增
长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增
长，随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度 就会停止增长，这就是“S”形增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增 长，常常具有“S”形增长的特点。
练习与应用
二、拓展应用
1.假设你承包了一个鱼塘，正在因投放多 少鱼苗而困惑：投放后密度 过大，鱼竞争加剧, 死亡率会升高；投放后密度过小，水体的资源和
空间不能充分利用。怎样解决这个难题呢？请査 阅有关的书籍或网站。
同样大小的池塘，对不同种类的鱼来说，环境容纳量是不同的。可以根据
欲养殖的鱼的种类，查阅相关资料或请教有经验的人，了解单位面积水面 应放养的鱼的数量。
练习与应用
第1章 第2节 种群的数量的变化
一、建构种群增长模型的方法
—阅读教材P7《问题·探讨》，小组合作探究解决下列问题
如果资源和生存空间没有限制，那么1个细菌繁殖n代之后的数量是多少？
(细菌每20min就通过分裂繁殖一次)
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160
180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8
9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 216
512
指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28
29
N =1x2n
n
②初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
①1个细菌第n代细菌数量(Nn)的计算公式是什么？
n=N0x2n
N
讨论:
1.第n代细菌数量的计算公式是什么？
Nn=N0x2n
2. 72h后，由一个细菌分裂产生的细菌 数量是多少？ 2216个
3. 在一个培养瓶中，细菌数量会一直按 这个公式描述的趋势增长吗 如何验证 你的观点？
不会。 因为培养瓶中的营养物质和 空间是有限的。
用实验验证。
阅读教材P7 《问题 ·探讨》，小组合作探究解决下列问题
一、建构种群增长模型的方法
细菌繁殖产生的后代数量
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160
180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8
9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 216
512
指数形式
思考： 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。
数学方程式: 精确，但不够直观。
阅读： “建立数学模型”的四步
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。
一、建构种群增长模型的方法
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
根据实验数据，用适当的 形式对事物的性质进行表 述，即建立数学模型
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 年建立的模型进行检验或修正
细菌每20min分裂一次，怎样
计算繁殖n代的数量？
通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正
提出合理的假设
观察研究对象，提出问题
建立数学模型
科学 方法
研究实例
研究方法
u物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识 对象的特征。
u概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出 某些概念之间的关系。
u数学模型：以数学关系或坐标曲线图表示生物 学规律。
描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型
回忆一下前面所学模型的类型？
一、建构种群增长模型的方法
1.这两个资料中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。
2.种群出现这种增长的原因是什么？
食物充足，缺少天敌等
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
不能，因食物和空间有限
分析自然界种群增长的实例
资料1 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
1937-1942年，这个种群增长如右图所示。 讨论:
20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。
一、建构种群增长的数学模型
只。
资料2
1.种群的“J”形增长
（1）含义:
在理想条件下，如果以时间为横坐标， 种群数量为纵坐标画出曲线来表示，
曲线则大致星“J ”形。这种类型的种 群增长称为“J ”形增长。
（2）模型假设:
种 群 数 量 N0
N
时间（t）
理想 条件
食物和空间条件充裕。
气候适宜
没有天敌和其他竞争物种等
λ
t
数学公式
t年后种群的数量为:
Nt=N0 ×λt
时间（t）
N0 ：为起始数量；
t：为时间；
Nt ：表示t年后该种群的数量；
λ ：表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
1.种群的“J”形增长
（3）“J”形增长的数学模型：
N λ t
种群数量
N0
2.分析“J”形曲线
> 请据图分析,种群数量变化符合数学公式: Nt=N0 ×λt 时，种群增长
曲线一定是“J”形吗 ——
①当入=1时，种群数量如何变化
种群数量不变(相对稳定)
②当入>1时，种群数量如何变化
种群数量增长
③当入<1时,种群数量如何变化
种群数量下降
④当入>1时，种群一定呈“J”形增长吗
不一定;只有入>1且为定值时，种群增长才为“J”形增长
;
1-4年，种群数量 呈“J ”形增长
4-5年，种群数量 增长
5-9年，种群数量 相对稳定
9-10年，种群数量 下降
10-11年，种群数量 下降
11-13年，种群数量 11-12年下降 ， 12-13年增长
前9年，种群数量第 5 年最高
9-13年，种群数量第 12 年最低
据图说出种群数量如何变化
一、建构种群增长的数学模型
2.分析“J”形曲线
> 请根据“J"”形增长数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和 增长速率曲线模型。
①增长率 =（现有个体数-原有个体数） ÷种群原有个体数
λ-1 ( λ>1，且不变）
时间（t）
增长率= 末数－初数 初数 = Nt－Nt-1 N
×100%
N
时间（t）
Nt
种 群 数 量
N
种 群 增 长 率
N
0 0
λ t
t-1
2.分析“J”形曲线
> 请根据“J"”形增长数学公式，分别构建“J”形增长种群的增长率和 增长速率曲线模型。
②增长速率： 单位时间内增加的个体数量。
实质就是“J”型
曲线的斜率
时间（t）
增长速率= 末数－初数 单位时间 =
Nt－Nt- 1(个)
t(年)
种群
数量
时间（t）
种 群 增 长 速 率
N
Nt
N
0 0
λ t
N
3.实例
①动物迁入适宜其生活的新环境后， 一段时间内种群的数量变化；
②外来入侵物种的种群数量变化；
③实验室条件。
福寿螺原产中美洲的热带 和亚热带地区，如阿根廷、 玻利维亚、巴西、巴拉圭 及乌拉圭等。 广泛分布
于北美、亚洲、非洲等十 多个国家，已成为世界性 的外来入侵生物。
福寿螺
凤眼莲原产于南美， 1901年 作为花卉引入中国.由于繁 殖迅速，又几乎没有竞争对 手和天敌，我国目前有184 万吨.它对其生活的水面采 取了野蛮的封锁策略，挡住 阳光，导致水下植物得不到 足够光照而死亡 。
凤眼莲（水葫芦）
分析数学方程式模型：
Nt＝N0λt
当λ=1时，种群数量 表现是 __
当λ>1时，种群数量
表现是 __
当λ＜1时，种群数量 表现是 减少。
C．到20年时种群的数量最大 当λ>1时，种群一定呈“J”形增长吗？
D．第15～20年间种群数量不断减少 注意：只有当 λ>1时且不变
时，才能呈“J”形增长。
【典例】下图是调查小组的同学从当地主管部门获得的某物种种群
数量的变化图，据此不能得出的结论是 ( C )
A．第1～5年间种群呈“J”形增长 B．第20～30年间种群增长率为0
在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履
虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。
（3）为什么大草履虫种群没有出现“ J”形增长？
【实例】生态学家高斯的实验：
（1）大草履虫的数量在第几天增长较快？
（2）第几天以后基本维持在375个左右？
第二天和第三天
三、种群的“S”形增长
第五天
在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履
虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。
由于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。
（3）为什么大草履虫种群没有出现“ J”形增长？
【实例】生态学家高斯的实验：
（4）这种类型的种群增长称为什么？
种群的“S”形增长
三、种群的“S”形增长
1.什么是“S”形增长曲线？
2.“S”形增长曲线形成原因是什么？
3.“S”形增长曲线的适用对象是什么？
4.“S”形增长曲线的增长特点。
5.尝试分析“S”形增长曲线各段的含义。
6.什么是环境容纳量（K值）？如何运用？
自主学习课本P9页相关内容，请小组合作完成以下问题。
三、种群的“S”形增长
4.环境容纳量： 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境 容纳量，又称K 值。
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S ”形。
①资源和空间有限
②种群密度增大时
③种内竞争加剧
出生率＝死亡率时， 种群稳定在一定的 水平
3.适用对象： 一般自然种群的增长
2.“S”形增长形成原因：
1.“S”形增长的含义：
死亡率升高
出生率降低
三、种群的“S”形增长
三、种群的“S”形增长
5.“S”曲线的分析：
E D
C
B
A
(5)DE段：
(1)AB段：
种群基数小，需要适应新环境，增 长较缓慢。
(2)BC段：
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。 饱和期
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； 减速期
种群数量为K/2，种群增长速率达到 最大。 转折期
资源和空间丰富，出生率升高，种 群数量增长迅速。 加速期
(4)CD段：
(3)C点：
调整期
请小组合作以时间为横坐标，种群增长 速率为纵坐标，画出种群“S ”形增长 的增长速率曲线。
C K/2
D
EK
B A
E D
C
①增长速率先增大后减小，最后为0。
②当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。
5.“S”曲线的分析：
三、种群的“S”形增长
S型曲线增长速率曲线
增长速率
t2 时间
A
B
t1
三、种群的“S”形增长
5.“S”曲线的分析：
E D
C
B
A
K值是种群在一定环境条件下所能
维持（允许达到）的种群最大数量， 在 环境条件没有变化的情况下， 种群数量 在K值上下波动，动态平衡。
不是，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。
同一种群的K值是固定不变的吗？
K 值是种群数量的最大值吗？
建立自然保护区，改善栖息环境，从而
提高环境容纳量。
野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和
活动范围缩小， K值降低。
野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
6.K值和K/2值的运用：
保护大熊猫的根本措施是什么？
三、种群的“S”形增长
场景1
C
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。
防治有害生物的根本措施。
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
防止老鼠种群数量达到K/2处
6.K值和K/2值的运用：
①降低环境容纳量
怎样做才能最有效的灭鼠？
K
K/2
A 0
②在 K/2前捕杀
三、种群的“S”形增长
场景2
种群数量
D E
t2 时间
B
t1
C
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？
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率最大。
6.K值和K/2值的运用：
K
K/2
A
0
三、种群的“S”形增长
.——“黄金开发点 ”
场景3
t1 t2 时间
种群数量
D
E
B
A 图为濒危动物，具体做法为 提高环境容纳量 _B； 降低环境容纳量 图为有害动物，具体做法为
现学现用： 若下图表示对濒危动物和有害动物作出措施后，种群
数量的不同变化：
A
B
。
若要持续尽可能多地收获该种家畜，则应在种群数量合适
时开始捕获，应为 丁 点对应的种群数量。
现学现用： 假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该
种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示：
第二课时
（以 定的倍数连续增长）
项目 “J”形曲线
增长模型 数学模型Nt ＝N0 λ t
前提条件 ① ② 气候适宜 ③ 没有敌害、疾病
① 食物、空间有限
②各种生态因素综合作用
K值有无 无 一
有
比较种群的“J”形和“S”形增长,完成下表：
1. 图形比较
食物、空间条件充裕
“S”形曲线
理想状态：
现实状态：
“J”形增长 “S”形增长 K值 无K值 有K值 联 系 种群“S ”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。 种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。 阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。 食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 传染病等
环境阻力减小， K值增大；
环境阻力增大， K值减小。
比较种群的“J”形和“S”形增长,完成下表：
种
群300 数
量200
100
1 2 3 4 5 6
环境阻力
时间/d
K值
400
7
0
2. 比较“J”形曲线、
（1）“J”形曲线
种 群 数 量
O 种
群
增
长
速
率
O
=λ-1
增长率=λ-1
1
“S”形曲线的增长速率、增长率
增长率= (Nt－ Nt －1)/ Nt －1
注意： J 形增长曲线种群增长率不变（=入—1），增长速率越来越大！
=
种
群
增
长
率
时间
时间
时间
O
t0 增 长 率 t2 时间
丙
或
丁
种群数量 d e
c
b
乙
t0 t1 t2 时间
（2）“S”形曲线
0 时间
增 长 速 率
f
K
K/2
a
K 数量
K/2
甲
t1
g
h
0
举个例子来说明这个问题： “一个种群有1000个个体，
一年后增加到1100”，
则该种群的增长率为
（1100-1000）/1000x100%=10%。
而增长速率为 （1100-1000）/1年=100个/年。
种群的数量变化除了增长，还存在什么情况？
阅读教材P10 第一、二段：
> 东亚飞蝗种群数量波动，鲸种群数量下降的原因可能有哪些
> 如何对濒危物种进行保护
四、种群的数量波动
非洲草原上的野牛、狮种群数量相对稳定
1.一段时期内维持相对稳定
四、种群的数量波动
处于波动状态的种群，在某些 特定条件下可能出现种群爆发。
K值是种群数量在一定环 境中上下波动的平衡值。
2.处于规则或不规则波动中
四、种群的数量波动
最后一只活体长江白鳍豚 “淇淇”的标本
原因： { 群适应性降低。
近亲繁殖使种
栖息地破坏。
，
、
种群数量过少
人类乱捕滥杀
3.持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡
四、种群的数量波动
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2）对有害动物的防治。
（3）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
研究意义
四、种群的数量波动
{
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：年龄组成和性别比例
自然因素：食物、气候、天敌、传染病等
重要因素：人类的活动
I
种群数量的变化 增长、波动、稳定、下降等
种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率
环境因素 食物、气候、天敌、传染病等
影响种群数量变化的因素小结
增或减
酿酒和做面包都要用到酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基（培养液） 来培养,培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
在理想条件下，种群的增长呈“J”形曲线；在各种资源
有限或者存在环境阻力的情况下，种群增长呈“S”形曲线。 通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而 发生的数量变化。
培养液中的酵母菌数量一开始呈“J ”形增长；随
着时间的推移， 酵母菌数量呈“ S ”形增长。
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的
实验原理
作出假设
提出问题
①自变量： 时间
②因变量： 酵母菌数量
③无关变量： 培养液的体积
血球计数板
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（1）变量设置 本实验自变量是什么？该如何设置？
无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，显微镜等。
（2）材料用具
实验设计
酵母菌菌种
培养液
将酵母菌接种到 支试管中
接种
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
（3）设计思路 对培养液中酵母菌数量定时检测并记录。
每天取样计数酵 母菌的数量，连 续观察7天并记录 这7天的数值。
将试管放在28℃ 的恒温箱中培养7 天
将10ml马铃薯培 养液或肉汤培养 液加入试管中
培养
计数
准备
实验设计
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板的构造（视频）
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计 数区。每个计数区分为9个大方格。
② 方法： 抽样检测
① 工具： 血球计数
（4）酵母菌计数
实验设计
计数室
计数板正面
方格网
法
A1
A2
A5
A3
A4
A4
A1
A2
A3
每个计
数室共 有400小 格，总 容积为 0.1mm3。
（4）酵母菌计数
实验设计
规格二： 16×25型
规格一： 25×16型
A1
A2
A5
A3
A4
每个计数室共有400小格，总容积为0.1mm3。
1mL=103mm3
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104 ×稀释倍数
计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。
1mL培养液中细胞个数：
规格一（16×25）：
规格二（25×16）：
探究. 实践 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
16×25型计数板 25×16型计数板
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×16 ×104 ×稀释倍数
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×25 ×104 ×稀释倍数
一、概念检测
1.在自然界，种群数量的增长既是有规律的，又是复杂多样的。判断下列
相关表述是否正确。
(1)将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出
现“J”形增长。( × )
(2)种群的“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。( × )
(3)由于环境容纳量是有限的，种群增长到一定数量就会保持稳定。( ×)
练习与应用
2.对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表 述正确的是（ B）
A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的
B.对生活的在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的
C.当种群数量接近环境容纳量时，死亡会升高，出生率不变
D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的
练习与应用
二、拓展应用
1.种群的“J”形增长和“S”形增长，分别会在什么条件下出现？你能举 出教材以外的例子 加以说明吗？
在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”形 增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发 现在环境条件较好的年份，它们的种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”形增
长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增
长，随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度 就会停止增长，这就是“S”形增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增 长，常常具有“S”形增长的特点。
练习与应用
二、拓展应用
1.假设你承包了一个鱼塘，正在因投放多 少鱼苗而困惑：投放后密度 过大，鱼竞争加剧, 死亡率会升高；投放后密度过小，水体的资源和
空间不能充分利用。怎样解决这个难题呢？请査 阅有关的书籍或网站。
同样大小的池塘，对不同种类的鱼来说，环境容纳量是不同的。可以根据
欲养殖的鱼的种类，查阅相关资料或请教有经验的人，了解单位面积水面 应放养的鱼的数量。
练习与应用