種群數(shù)量的變化（第2課時）【堂堂清】高二生物上學(xué)期課件（2019人教版選擇性必修2）

1.2.2種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦：1.怎樣構(gòu)建種群增長的模型？2.種群的數(shù)量是怎樣變化的？舊知識回顧：種群的數(shù)量特征最基本的數(shù)量特征直接

決定（+）（-）（+）（-）影響/預(yù)測影響種群密度出生率死亡率遷入率遷出率性別比例年齡結(jié)構(gòu)在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？思考種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長01分析自然界種群增長的實例思考·討論【資料1】1859年,一位來到澳大利亞定居的英國人在他的農(nóng)場中放生了24只野兔。讓他沒想到的是，一個世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟超過6億只。漫山遍野的野兔不僅與牛羊爭食牧草，還啃嚙樹皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。直到人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長01分析自然界種群增長的實例思考·討論【資料2】20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個小島。1937-1942年（5年間），這個種群數(shù)量的增長如下圖所示。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長01分析自然界種群增長的實例思考·討論【討論】1.這兩個資料中種群增長有什么共同點?2.種群出現(xiàn)這種增長的原因是什么？3.野兔和環(huán)頸雉種群的增長曲線是否類似于

細菌種群的增長曲線?種群數(shù)量增長迅猛,且呈無限增長趨勢。食物充足，缺少天敵等。類似，均呈“J”型。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長011.含義：在

條件下種群增長的形式，

如果以

為橫坐標(biāo)，

為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，

曲線則大致呈“J”形。理想時間種群數(shù)量理想條件具體指的是？思考①食物和空間條件充裕；②氣候適宜；③沒有天敵和其他競爭物種；N0為

；tt為

；Nt為

；λ為

。模型中各參數(shù)的意義種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長012.數(shù)學(xué)模型（以數(shù)學(xué)公式表示）：(1)模型假設(shè)：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。(2)建立模型：t年后種群數(shù)量表達式為Nt＝

。N0λt

種群的起始數(shù)量t年后該種群的數(shù)量時間該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)注：λ是定值。種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長013.實例：【資料】福壽螺，原產(chǎn)于南美洲亞馬遜河流域，1981年作為食用螺引入中國，因其適應(yīng)性強，繁殖迅速，食量大且食物種類繁多能破壞糧食作物、蔬菜和水生農(nóng)作物的生長，成為危害巨大的外來入侵物種。①外來入侵物種的種群數(shù)量變化（環(huán)境適宜、無天敵）；種群數(shù)量的變化·種群的“J”形增長013.實例：【資料】近代以來，世界人口呈現(xiàn)出“J”形增長，我國人口在20世紀(jì)大部分時間呈現(xiàn)出“J”形增長，在1979年之后，則基本穩(wěn)定在較低的增長率水平。②某個時期人口增長數(shù)量種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長02分析自然界種群增長的實例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨培養(yǎng)大草履蟲的實驗：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，結(jié)果如圖所示:

【討論1】大草履蟲種群增長的曲線與“J”形曲線有什么不同?大草履蟲種群增長的曲線呈“S”形；種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長02分析自然界種群增長的實例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨培養(yǎng)大草履蟲的實驗：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，結(jié)果如圖所示:

【討論2】為什么高斯的實驗結(jié)果并不像“J”形曲線，造成該差異的原因可能有哪些?條件不同。隨著大草履蟲數(shù)量的增多，它們對食物和空間的競爭也趨于激烈，導(dǎo)致種群出生率降低，死亡率升高。種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長02分析自然界種群增長的實例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨培養(yǎng)大草履蟲的實驗：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，結(jié)果如圖所示:

【討論3】觀察曲線，我們可以發(fā)現(xiàn)曲線的斜率有什么變化?這說明大草履蟲的數(shù)量增長出現(xiàn)什么變化?斜率先增大后減小，說明種群先快速增長，隨后增長速度放緩，最終穩(wěn)定在一定水平。種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長02分析自然界種群增長的實例思考·討論【資料3】生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過單獨培養(yǎng)大草履蟲的實驗：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，結(jié)果如圖所示:

【討論4】在實驗第五天后，大草履蟲的數(shù)量基本維持在375個左右，這個數(shù)值意味著什么?一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量，即環(huán)境容納量，又稱K值。種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長021.含義：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。2.產(chǎn)生的原因：

是有限的，種群密度

時，種內(nèi)競爭加劇，出生率

，死亡率

，當(dāng)死亡率升高至與出生率

時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平?？梢姡?/p>

對種群數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。資源和空間ABCK-20增大降低升高相等種內(nèi)競爭ABCK-20種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長023.數(shù)學(xué)模型（以曲線圖表示）：AB段：出生率

死亡率，種群數(shù)量增加。種群增長速率

。B點(K/2)：出生率

死亡率，種群數(shù)量增加。種群增長速率

。BC段：出生率

死亡率，種群數(shù)量增加。種群增長速率

。C點(K值)：出生率

死亡率，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定。種群增長速率

，但種群數(shù)量達到

。

＞逐漸增大＞最大＞=最大逐漸減小為0增長速率＝(現(xiàn)有個體數(shù)－原有個體數(shù))增長時間種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長02種群的最大數(shù)量就是環(huán)境容納量嗎？請說明理由。思考【拓展思考】請據(jù)圖分析：該種群的K值為____。不是。②種群的最大數(shù)量有可能超過K值，但這個值存在的時間很短，因為種群數(shù)量超過K值后，環(huán)境阻力增大，種群數(shù)量會再降下來。①環(huán)境容納量是指一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。K2種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長02同種生物的K值是固定不變的嗎？思考提示：不是，K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化。當(dāng)環(huán)境遭到破壞時，K值會

；應(yīng)用：

；

當(dāng)環(huán)境條件改善時，K值會

。應(yīng)用：

；

下降上升防治有害生物保護瀕危動物種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長024.應(yīng)用：

假如大熊貓的棲息地遭到破壞，其K值會受到什么影響?怎樣做才是保護大熊貓的根本措施？建立

,給大熊貓更寬廣的生存空間，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高

,是保護大熊貓的根本措施。環(huán)境容納量變??；場景1自然保護區(qū)種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長024.應(yīng)用：

為了保護魚類資源不受破壞，捕魚的最佳時期是什么時候？為什么？最佳時期：種群數(shù)量

時，捕撈后使魚群的種群數(shù)量保持在

左右，因為

.

。大于K/2場景2【拓展思考】若想一次性獲得最大捕撈量，應(yīng)在種群數(shù)量

時捕撈。K/2此時種群的增長速率最大，既能獲得持續(xù)的捕撈量，又能使種群數(shù)量盡快恢復(fù)達到K值種群數(shù)量的變化·種群的“S”形增長024.應(yīng)用：

鼠害導(dǎo)致作物減產(chǎn)，蚊、蠅會傳播疾病。從環(huán)境容納量的角度思考，對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？增大死亡率降低環(huán)境容納量機械捕殺施用激素藥物捕殺施用避孕藥養(yǎng)殖或釋放天敵將食物儲存在安全處打掃衛(wèi)生降低出生率是防治有害生物的根本措施場景3【拓展思考】滅鼠效果最好的時期在種群數(shù)量

。達到K/2之前種群數(shù)量的變化·種群數(shù)量的波動(爆發(fā)和下降)03在有限環(huán)境中，種群數(shù)量是否都能在“K”值維持穩(wěn)定呢?思考不是的，由于氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響。對大多數(shù)生物的種群來說，種群數(shù)量總是在波動中。種群數(shù)量的變化·種群數(shù)量的波動(爆發(fā)和下降)03【實例1】研究表明，該東亞飛蝗的種群數(shù)量在1913年-1961年一直處于不規(guī)則的波動狀態(tài)。在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)?！壮珊Α緦嵗?】多種鯨在遭遇人類過度捕撈后，種群數(shù)量急劇下降，有的鯨瀕臨滅絕。即當(dāng)種群長久處于不利條件下，種群數(shù)量會出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。→易消亡隨堂小練（書本P12）1.在自然界，種群數(shù)量的增長既是有規(guī)律的，又是復(fù)雜多樣的。

判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）將一種生物引入一個新環(huán)境中，在一定時期內(nèi)，這個生物種群

就會出現(xiàn)“J”形增長。()（2）種群的“S”形增長只適用于草履蟲等單細胞生物。()（3）由于環(huán)境容納量是有限的，種群增長到—定數(shù)量就會保持穩(wěn)定。()×××隨堂小練（書本P12）2.對一個生物種群來說，環(huán)境容納量取決于環(huán)境條件。

據(jù)此判斷下列表述正確的是（）A.對甲乙兩地的蝮蛇種群來說，環(huán)境容納量是相同的B.對生活在凍原的旅鼠來說，不同年份的環(huán)境容納量是不同的C.當(dāng)種群數(shù)量接近環(huán)境容納量時，死亡率會升高，出生率不變D.對生活在同一個湖泊中的鰱魚和鯉魚來說，環(huán)境容納量是相同的B重難點突破：種群增長率和增長速率※種群增長率VS種群增長速率單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)定義單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)（即種群數(shù)量增長曲線的斜率）公式單位有單位，如個/年無單位，為一比值增長率=Nt-Nt-1Nt-1x100%注：Nt為現(xiàn)有個體數(shù)；Nt-1為原有個體數(shù)；t為時間。增長速率=Nt-Nt-1t-（t-1）=△N△t重難點突破：種群增長率和增長速率※（一）理想條件下，種群數(shù)量呈“J”形增長例1：假設(shè)在理想條件下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。則：時間（min)020406080100120140160分裂次數(shù)012345678數(shù)量（個）1248163264128256增長率0增長速率0111111111248163264128種群數(shù)量：

增長率：

增長速率（斜率）：Nt=N0λt

增長率=Nt-Nt-1Nt-1x100%增長速率=Nt-Nt-1t-(t-1)=△N△t重難點突破：種群增長率和增長速率※（一）理想條件下，種群數(shù)量呈“J”形增長例1：假設(shè)在理想條件下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。則：時間（min)020406080100120140160分裂次數(shù)012345678數(shù)量（個）1248163264128256增長率0增長速率0111111111248163264128請嘗試?yán)L制相應(yīng)的曲線圖。思考重難點突破：種群增長率和增長速率※λ與增長率的關(guān)系是？思考-

NtNt-1Nt-1增長率=小結(jié)：當(dāng)λ-1＞0，即λ＞1時，種群數(shù)量

；

當(dāng)λ-1＝0，即λ＝1時，種群數(shù)量

；

當(dāng)λ-1＜0，即λ＜1時，種群數(shù)量

。增加保持不變減少λ=NtNt-1λ為該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，即NtNt-1Nt-1Nt-1=-=-1NtNt-1=λ-1注：只有當(dāng)λ＞1，且為定值時，曲線才呈J形。重難點突破：種群增長率和增長速率※（二）現(xiàn)實條件下，種群數(shù)量呈“S”形增長例2：高斯培養(yǎng)大草履蟲的實驗，則：種群數(shù)量：

增長率：

增長速率（斜率）：Nt=N0λt

增長率=Nt-Nt-1Nt-1x100%增長速率=Nt-Nt-1t-(t-1)=△N△t時間(天)012345數(shù)量(個)530130340375375增長率0增長速率053.31.60.1025100210350重難點突破：種群增長率和增長速率※（二）現(xiàn)實條件下，種群數(shù)量呈“S”形增長例2：高斯培養(yǎng)大草履蟲的實驗，則：時間(天)012345數(shù)量(個)530130340375375增長率0增長速率053.31.60.1025100210350請嘗試?yán)L制相應(yīng)的曲線圖。思考重難點突破：種群“J”形增長和“S”形增長的比較※項目“J”形增長“S”形增長前提條件理想狀態(tài)：①

；②

；③

；自然狀態(tài)：①

；②

.

。增長模型特點種群數(shù)量以恒定倍數(shù)連續(xù)增長，Nt＝N0λt(λ＞1，且為定值)。種群數(shù)量增長經(jīng)歷：慢→快→慢，最終達到K值后基本保持穩(wěn)定。有無K值食物和空間條件充裕氣候適宜沒有天敵和其他競爭物種資源和空間有限種群密度增大時，種內(nèi)競爭加劇無有重難點突破：種群的“J”形增長與“S”形增長的聯(lián)系※？理想狀態(tài)J形增長現(xiàn)實狀態(tài)S形增長①種群“

”形增長：表明生物種群具有過度繁殖潛能。②種群“

”形增長：是生物在自然界環(huán)境阻力作用下的必然結(jié)果。③陰影表示

，兩條曲線數(shù)量差表示：

。JS環(huán)境阻力被淘汰的個體數(shù)環(huán)境阻力食物不足空間有限種內(nèi)斗爭天敵捕食氣候不適傳染病等種群數(shù)量的變化·判斷正誤P7(1)“J”形增長是發(fā)生在自然界中最為普遍的種群增長模式()(2)種群數(shù)量達到K值以后，種群受食物、空間等因素的限制，增長速率為零，

種群數(shù)量不再發(fā)生變化()(3)對于“S”形增長曲線，同一種群的K值不是固定不變的，

會受到環(huán)境的影響(