1.2种群数量的变化 课件(共34张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》(人教版)选必修2

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名称 1.2种群数量的变化 课件(共34张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》(人教版)选必修2
格式 pptx
文件大小 20.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-10-29 00:00:00

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文档简介

(共34张PPT)
种群最基本的数量特征:
出生率
直接决定
(+)
(-)
(+)
(-)
死亡率
迁入率
迁出率
影响
(预测)
年龄结构
影响
性别比例
种群密度
第2节 种群数量的变化
第1章 种群及其动态
我们的手上难免沾染细菌。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20 min就通过分裂繁殖一代。
1. 第n代细菌数量的计算公式是什么?
2. 72h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?
问题探讨:
Nn=2n
72h共繁殖:
1h=3×20min
72×3=216代
2216
时间/min 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
繁殖代数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
细菌数量/个 20
2
4
8
16
32
64
128
256
512
一.建构种群增长模型的方法
1.概念:
建构数学模型
2.数学模型的表现形式:
数学公式、曲线图
曲线图与数学公式比较,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。
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式
3. 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?如何验证你的观点?
不会。建构数学模型
1.这两个资料中种群增长有什么共同点
2.种群出现这种增长的原因是什么?
思考 讨论:
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6亿只。
资料2:20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所示。
种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。
食物、空间等资源充足,缺少天敌等
由以上实例可得,自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标,曲线则大致呈“J”形,这种类型称为“J”形增长。
二、种群的“J”形增长
1.产生条件(P8):
理想条件:①食物和空间条件充裕
②气候适宜
③没有天敌和其他竞争物种等
2.数学公式:
t年后种群数量为:
Nt=N0λt
N0为该种群的起始数量, 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
Nt=N0λt
二.种群增长的“J” 形曲线
项目 种群数量变化 年龄结构
λ>1
λ=1
λ<1
增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
只有λ>1且为定值时,种群增长才为“J”形增长。
λ >1
λ <1
λ =1
种群数量
时间
0
思考:当λ满足什么条件时,种群数量呈“J”形增长?
种群数量每年以一定的倍数增长,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
凤眼莲(俗称水葫芦)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。
实例
1
1.种群的“J”形增长
二、种群数量的增长模型
外来入侵物种紫茎泽兰
在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰,原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带,大约20世纪40年代,紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在,云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布,对当地生物多样性造成了严重破坏。
实例
2
1.种群的“J”形增长
二、种群数量的增长模型
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。
实例
3
1.种群的“J”形增长
二、种群数量的增长模型
脐眼大
几乎无脐眼
圆锥形
圆盘形
卵胎生
福寿螺的卵
卵生
2000年之前我国人口变化
3
实例
4
1.种群的“J”形增长
二、种群数量的增长模型
O 时间
种群增长率
O 时间
种群增长速率
Nt=N0λt
λ代表种群数量增长倍数,不是增长率。
增长率=λ-1
曲线的斜率
1.种群的“J”形增长
二、种群数量的增长模型
增长率 =
现有个体数-原有个体数
原有个体数
增长速率 =
现有个体数-原有个体数
增长时间
在“J”形曲线中,种群增长速率逐渐增大,增长率不变。
生态学家高斯的实验:在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫,每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经反复实验,结果如下图所示。  
2.种群的“S”形增长
像这样,种群经过一定时间的增长后,数量__________,增长曲线呈_____形,这种类型的种群增长称为“S”形增长。
趋于稳定
“S”
三. 种群增长的“S” 形曲线
“J”形增长能一直持续下去吗?
存在环境阻力
食物不足、空间有限、种内斗争、天敌捕食、气候不适等
1.模型假设(产生条件):
三. 种群增长的“S” 形曲线
资源有限、空间有限、天敌的制约等
(即存在环境阻力)
2.环境容纳量(K值):
①定义:
②影响因素:
一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
环境阻力的改变。
如食物、空间、气候、天敌、传染病和人类的活动等。(如大熊猫)
思考:同一种群的K值是不是固定不变的呢?
注意:
①同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响;
②K值≠种群数量的最大值
③在环境不遭受破坏的情况下,种群数量在K值附近上下波动。
三. 种群增长的“S” 形曲线
(1)该曲线中出生率和死亡率的关系:
① 0~K/2:出生率 死亡率,种群数量 ,种群增长速率 。
② K/2:出生率与死亡率的差值 ,种群增长速率 。
③K/2~K:出生率 死亡率,但差值在减小,种群数量增长缓慢,种群增长速率 。
④K值:出生率 死亡率,种群数量达到最大,种群增长速率为 。
三. 种群的“S” 形增长
=
>
增加
最大
最大
>
2.曲线图分析:
K/2
0 t1 t2 时间
种群数量
K
0
逐渐增大
逐渐减慢
潜伏期
加速期
转折期
减速期
饱和期
3、种群”S”形增长速率的曲线
t0 t1 t2 时间
增长速率
三 、种群的“S”形增长
K/2
0 t1 t2 时间
种群数量
K
在“S”形曲线中,种群增长速率先增大后减小。
K/2
K
①对野生生物资源的保护:
改善生存环境,提高野生生物的环境容纳量,如建立自然保护区等来保护野生生物。
黑龙江扎龙自然保护区
保护以丹顶鹤为主的珍贵水禽
广西上岳自然保护区
保护对象是金花茶
全世界90%的野生金花茶仅分布于中国广西防城港市十万大山的兰山支脉一带。属国家二级保护植物。
K值与K/2值在实践中的应用:
二、种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
②防治有害生物
增大环境阻力,降低环境容纳量是防治的根本。
广东省昆虫研究所曾在珠三角地区做过一项试验,将大量鸭子引入农田捕食水稻蝗虫,结果仅需2000只鸭子就能把4000亩土地里的蝗虫吃得干干净净。
蝗灾
鼠灾
打扫卫生,做好粮食储存,饲养天敌
K/2之前防治有害生物,防止其达到K/2。
K值与K/2值在实践中的应用:
二、种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
③资源的开发与利用:
合理确定载畜量,不超过K值;把握K/2值处黄金开发点
砍伐树木、渔业捕捞后种群数量控制在K/2值处,可实现“既有较大收获量,又可保持种群高速增长”。(最大增长速率)
K值与K/2值在实践中的应用:
二、种群数量的增长模型
2.种群的“S”形增长
“J”形增长 “S”形增长
产生条件
增长特点 存在 。
曲线 种群的“J”形和“S”形增长比较
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理想条件。
资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。
每种群数量以 增长
K值
一定倍数λ
指生存斗争中淘汰的个体数。
(原因:环境阻力)
②但大多数生物的种群来说,种群数量总是在 波动中。处在波动状态的种群,在特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、赤潮等。
东亚飞蝗种群数量的波动
③当种群长久处于不利条件下,种群数量会持续性的或急剧的下降。
①在自然界,有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。
④当一个种群数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
四.种群数量的波动
K值附近
种群增长模型
建构种群增长模型的方法
种群的“S”形增长
种群的“J”形增长
条件:食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种
特点:种群数量每年以一定倍数增长
条件:食物和空间有限
特点:种群增长速率先增大后减小,最后为0
K 值:一定环境条件下所能维持的种群最大数量
曲线:
曲线:
O 时间
种群增长速率
郁闭度:林冠层遮蔽地面的程度
郁闭度大
郁闭度小
非生物因素
思考 讨论:非生物因素对种群数量变化的影响
非生物因素
阳光
温度

包括:
林下植物的种群密度取决于林冠层的郁闭度
温带和寒温带,植物种子春季萌发;蚊类等昆虫在寒冷季节全部死亡
干旱时东亚飞蝗爆发式增长
非生物因素
阳光
温度

包括:
综合影响
种群数量变化
如春夏时节动植物种群普遍迅速增长,除气温升高外,日照延长、降水增多也是重要原因;
随着种群的增长,________会加剧,从而使种群的增长_________。
种内竞争
受到限制
生物因素
1.种群内部生物因素的影响
(同种生物之间)
种内竞争
说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。
资料1 1934年,生态学家高斯选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验:取相等数目的双小核草履虫和大草履虫,以一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养。结果发现:
1.怎样解释资料1中的实验结果?
双小核草履虫和大草履虫之间是竞争关系,竞争力弱的数量会不断下降。
影响种群数量的其他生物因素(外部生物因素)
资料2 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里,对猞猁和雪兔的种群数量做了研究。
2. 怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?
3. 猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果?
4. 除猞猁外,影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗?
生物因素
捕食
种间竞争
寄生
自然界中,任何一个种群都与其他种群有着密切的关系。
影响
出生率
死亡率
种间关系
影响
种群数
量变化
①密度制约因素:其作用强度随着种群密度的变化而变化,这样的因素称为密度制约因素。
生物因素一般是密度制约因素,非生物因素多是非密度制约因素。有时非生物因素可以通过影响生物因素发挥作用。
制约因素的类型
如食物、传染病、种内竞争、种间关系等。
②非密度制约因素:其作用强度与种群密度无关。
如气候(雨水、干旱、降雪、气温)、自然灾害(地震、火灾)等。
非生物因素
生物因素
阳光
温度

种内
种内竞争
种间
种间竞争
捕食
寄生
1.如图表示某种鱼迁入一生态系统后,种群数量的增长速率随时间变化的曲线,下列叙述正确的是( )
B
A.在t0-t2时间内,种群数量呈“J”形增长
B.若t2时种群的数量为N,则t1时种群的数量为N/2
C.捕获该鱼的最佳时期为t2
D.在t1-t2时间内,该鱼的种群数量呈下降趋势
t0 t1 t2 时间
增长速率
K/2
K
2.如图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率随时间的变化关系。经 调查在第5年时该种群的数量为2000只。下列叙述正确的是( )
C
A.由图可知,该物种迁入新环境后,其种群数
量一直呈“J”形增长
B.由于存在天敌、生活空间和资源有限等,第5年到第9年内种群数量减少
C.理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为4000只
D.若该种群为东方田鼠,则将其数量控制在2000只左右可有效防治鼠患
1 2 3 4 5 6 7 8 9 时间/年
种群增长速率