人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化教案

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大熊猫栖于中国长江上游的高山深谷，为东南季风的迎风面，气候温凉潮湿，其湿度常在80%以上，它们是一种喜湿性动物。栖息地面积达20000平方公里以上，种群数量约1600只，这些地方森林茂盛，竹类生长良好，气温相对较为稳定，隐蔽条件良好，食物资源和水源都很丰富。
大熊猫是世界上极其宝贵的自然历史遗产，具有重要的学术研究价值，其生存和保护现状，为世人所关注。对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
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？
要想解决这些实际问题就必须了解种群数量的变化规律。根据种群数量的变化以及限制种群数量增长的因素来采取相应的措施，以提高种群数量达到更大的效益。
种群数量的变化：1.增长2.下降3.波动
种群的研究核心就是种群的数量变动
为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。
建构种群增长模型的方法
用来描述一个系统或它的性质的数学形式 数学方程式法 坐标曲线法 是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、 判断、预测等重要功能
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细菌繁殖产生的后代数量
(2)、根据上表,写出n代细菌数量的计算公式？(3)、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
n＝ 60min *72h／20min＝216Nn＝２n＝2216
小组讨论1：请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量:
2 4 8 16 32 64 128 256 512
观察研究对象，提出问题
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
通过进一步实验或观摩等，对模型进行检验或修正
细菌每20min分裂一次
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受到种群密度的影响
Nn=2nN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
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。
1、曲线图：直观，但不够精确2、数学公式：精确，但不够直观
曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。
二、种群增长的“J”型曲线:
20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。在 1937—1942年间 数量增长：
2000年世界人口增长曲线
我国1000~1990年人口数量变化
－食物(养料)和空间条件充裕气候适宜没有敌害等
种群数量的“J”型增长模型
“J”型增长能一直持续下去吗？
大草履虫种群的增长曲线
讨论：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？
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
加速期，个体数量增加，增长加速
调整期，个体数量较少增长缓慢
环境容纳量: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，又称K值。
知识拓展：种群增长率与种群增长速率
增长率：种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率 ：（这一次总数-上一次总数）/上一次总数x100％=增长率。 如某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，那么该种群在当年的增长率为（b-a）/ ax100%。 即增长率=出生率— 死亡率。
增长速率：指单位时间种群增长数量。 其计算公式为：（现有个体数－原有个体数）／增长时间 同样某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，其种群增长速率为（b-a）/1年。
故增长率不能等同于增长速率。
种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线 斜率。
种群的环境容纳量（K）值是恒定不变的吗？
不是恒定不变的，当环境中的资源量发生改变，或者人为因素的影响都会使K值发生变化。当环境中的资源量增多时K值会增大当环境中的资源量减少时K值会减小
K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。
J型曲线与S型曲线的比较
比较种群增长两种曲线的联系与区别
理想状态：1、食物、空间等资源充足；2、气候适宜；3、没有天敌
现实状态：1、食物、空间等资源有限；2、受其他生物、非生物的制约
先增加后下降，有最大值
一般只适用于实验室条件，以及种群迁入新环境中最初一段时间
比较种群增长曲线的联系和区别
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
从环境容纳量（K值）的角度思考：（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？P10思考与讨论
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
3、如果要获得最大渔产量，又要使渔业资源更新能力不受破坏，应当怎样做？
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使大于K／2时捕捞，捕捞后保持在K／2水平。这样即可获得较大捕捞量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。
大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
四、种群数量的波动和下降
种群数量的变化
J型增长 理想条件S型增长 环境阻力
1 .(链接高考)下图表示某种群迁入该生态系统一段时间内,种群增长倍数和时间的关系。以下说法正确的是(　　)。A.由图可知,种群密度在第50年时,达到种群的环境容纳量(K值)B.在10~30年,种内斗争的变化趋势是逐渐增强C.该种群的出生率和迁入率决定λ值的大小D.在理想条件下,影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
2、农田生态系统害虫防治中,害虫种群密度变化情况示意图如图所示(经济阈值是指害虫种群密度影响农田经济效益的最低值)。在A、B、C、D、E点进行了农药防治或引入了天敌进行生物防治。据图分析,下列有关叙述正确的是(　　)。A.在农药的作用下,害虫的抗药性基因突变率在D点显著高于B点B.E点是生物防治,A、B、C、D点是药物防治C.害虫的种群年龄结构为衰退型D.食物短缺降低了害虫的存活率
3.图示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长率随时间变化的曲线,根据该曲线可以得出A.t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型B.t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失C.该种小型淡水鱼在新环境中呈“J”型增长D.该种鱼在新湖泊中环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍
4.下图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是(　　)
A．在K/2时控制有害动物最有效B．图示规律可作为控制人口增长的依据C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量