人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化教学ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了问题探讨，食物充足缺少天敌等，理想条件，食物和空间，N0≠0，Nt＝N0λt，种群起始数量，3数学公式，λ是不是增长率，增长型等内容，欢迎下载使用。
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代细茵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？
设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为N0×2，第n代的数量为Nn= N0×2n。
细菌繁殖产生的后代数量
3.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线。
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图法
以P65问题探讨中细菌数量变化为例——建模步骤：
观察研究对象，提出问题
细胞每20min分裂一次,n代后计数？
资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
数学方程式法： 坐标曲线法：Nn＝２n
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
（优缺点：更直观，不够精确）
（优缺点：更精确，不够直观）
科学方法： 建立数学模型
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。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。
以上数学模型的建构假设是理想条件（资源和生存空间没有限制），在自然界中，有没有这种类型的增长呢？
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
1.这些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？
种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。
不能，因食物和空间有限
二.种群数量的“J”形增长
如：① 一个种群刚迁入到一个新的适宜的环境中 ② 实验室条件下
思考1、该曲线的起点是不是原点？
t年后种群的数量（第t+1年）
该种群数量是一年前种群数量的倍数
Nt＝N0λt 表达式中，λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数，不是增长率。
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
1-4年，种群数量呈___形增长4-5年，种群数量__________5-9年，种群数量__________9-10年，种群数量_______10-11年，种群数量_____________11-13年，种群数量____________________________前9年，种群数量第_______年达到最高9-13年，种群数量第______年最低
11-12年下降，12-13年增长
例1.据图说出种群数量如何变化？
凤眼莲（俗称水浮莲、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降低光线对水体的穿透力，增加水体二氧化碳浓度，抑制或影响其他物种的生长，破坏生物多样性，极易造成该地区生态恶化、物种单一。。
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。
（增长率>0，且不变）
种群增长率不受种群密度制约，增长率保持不变 。
=（λ-1）×100％
：单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例
（6）增长速率：单位时间内增加的个体数量。
实质就是“J”形曲线的斜率！
【实例分析】生态学家高斯的实验：把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，不更换到更大容器中，不添加新的培养液，连续观察、记录，第5天后基本维持375个左右，结果如下表：
请绘制大草履虫的种群增长曲线：
在自然条件下，种群的增长形式又是怎样的呢？
三、种群的“S”形增长
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；调整期
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；加速期
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
“S”形增长曲线图详细解读：
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
（1）AB 段：出生率 死亡率，种群数量增加。 （2）B点（K/2）：出生率与死亡率差值 ，种群增长速率 。（3）BC段：出生率仍 死亡率，但差值在减小，种群增长速率 。（4）C点（K值）：出生率 死亡率，种群增长速率为 ，种群数量达到 ，趋于稳定。此时，种内斗争 .
导学案P7探讨点一、1
2.形成原因： 有限、存在 , 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定。
（1）种群数量达到K/2值时，增长速率最大
（2）种群数量达到环境容纳量（即K值）后，将停止增长，并在K值左右保持相对稳定
K值：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
环境阻力在生存斗争中被淘汰的个体数量
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。
实质就是“S”型曲线的斜率
增长率=出生率-死亡率=0
增长率受种群密度制约，密度越大，增长率越小。
随时间的推移，环境阻力越来越大，增长率越来越小直至为0
增长率 ≠ 增长速率:
①“J”型曲线反映的种群增长率是一定的，而增长速率逐渐增加;②“S”型曲线反映的种群增长率逐渐降低,而种群增长速率是先逐渐增大后逐渐减小的。
讨论：请找出关于“S”形曲线图中的K值、K/2值对应的点
比较种群增长两种曲线的联系与区别
1.K 值 （是/不是）种群数量的最大值
2.请据图分析：该种群的K 值为 。
同一种群的K 值是固定不变的吗？
同一种群的K 值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。
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。
导学案P7探讨点一、2
（6）K值与K/2值在实践中的应用:
①对野生生物资源和濒危物种的保护:
②对野生生物资源的利用:（合理开发利用）
渔业捕捞应在 ;
捕捞后鱼的种群数量维持在 。
思考：1、捕鱼后数量为什么保留在K/2值处？ 2、最大捕捞量=最大日捕获量吗？
1、因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。
A.要持续获得最大捕捞量:
K/2之后捕捞，捕捞后维持在K/2。
B.要获得最大日捕获量:
应在种群密度最大时捕捞(de期即K值时)到0。
2、最大捕捞量≠最大日捕获量
在 捕杀。越早越好！
①对野生生物资源和濒危物种的保护。
②对野生生物资源的利用（合理开发利用）。
【总结】K值与K/2值的应用:
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
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
四.影响种群数量变化的因素
(1)大多数生物的种群数量总是在　 　中。处于　 　状态的种群，在 某些特定条件下可能出现种群　 　。(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的　　。(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于　　　　等原因而______ 　　。
讨论：“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？
不等同，已经存在环境阻力。
【总结】种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系
（1）某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。（2）如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。（3）图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被 的个体数量。
食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候、传染病等
导学案P7探讨点一、3
例2.图1表示某种群数量变化的相关曲线图,图2是在理想环境和自然条件下的种群数量增长曲线。下列有关叙述错误的是(　　)
A.图2中曲线X可表示图1中前5年种群数量的增长情况B.图1中第10年种群数量对应图2中曲线Y上的C点C.图2中B点时种群增长速率最大D.图1中第15年种群数量最少
例3.（1）如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　）
A．图1、2、3都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律B．b、c、f点种群都达到了环境容纳量C．a点和e点的增长速率与c点对应D．b、d点捕捞可获得最大日捕获量E . 建立自然保护区，改善其栖息环境，可使图1的K值提高
（2）如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　）
A．图1表示该种群数量的增长可能受其本身密度增加的制约B．图2表示的种群增长规律可以用于指导渔业捕捞等C．渔业捕捞时，为保证持续获得高产量应使捕捞后的剩余量维持在a点对应的种群数量D．a点之前的种群数量的增长不受环境阻力影响
K/2之后捕捞，捕捞后维持在K/2
A．根据“J”型增长曲线的数学模型Nt=N0•λt可知，种群呈“J”型增长时其增长速率不能用图2表示B．灭鼠时如果仅杀死一半的鼠，效果可能适得其反C．“涸泽而渔”会使鱼的数量下降到a点对应的种群数量以下，不利于长远的发展D .外来物种入侵，种群的数量一定呈“J”型增长
（3）如图是某养殖鱼类种群的有关曲线．以下分析错误的是（　　）
(4)（多选）如图是某养殖鱼类种群的有关曲线，以下分析错误的是（ 　）
A．图2的c点后，种群速率减小的原因有天敌、资源和空间等B．资源量是该种群数量最主要的内源性调节因素C．根据某生物的种群密度即可反映该生物种群数量的变化趋势D .在“J”型曲线增长中，每年增加的个体数始终不变
(1)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)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的。（ ）(3)不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值固定不变。（ ）(4)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。（ ）(5)在“S”形增长曲线中，当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,其对应的年龄结构为衰退型。（ ）(6)“J”形增长曲线的增长率是一定的,而增长速率逐渐增大。（ ）
(1)增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量。(2021·湖北卷) ( )(2)种群的“S”形增长是受资源因素限制而呈现的结果。(2020·全国卷Ⅰ) ( )(3)鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同。(2018·全国卷Ⅰ) ( )(4)培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱。(2018·全国卷Ⅰ) ( )提示　种群数量越接近K值，种群密度越大，对其增长的制约越强。
1.【考点速览·诊断】
2.【情境推理·探究】
1.酿酒和做面包都需要酵母菌，当酵母菌数量为________时，最适宜分离获得菌种；K值之后，种群数量减少的原因主要是____________________________________________________________________________
代谢产物的积累导致酵母菌繁
殖受影响(或答“营养物质的消耗”或“pH改变”)。
2.如图是某自然区域中甲、乙两个种群的数量比随时间变化的曲线图。据图分析以下问题：
(1)0～t2，甲、乙两种群的数量均呈“S”形曲线增长吗？其理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在有限的环境条件下，乙种群最终呈现“S”形增长，随时间的推移，甲、乙数量的比先增加后减少，最后在t2时刻降为零，说明甲种生物的数量先增加后减少，最终被淘汰
(2)t1时刻，甲、乙两种群的死亡率相同吗？其理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
不相同。t1时刻，甲、乙两种群的数量比为1，但是0～t1时间段内，甲种群的数量在不断增加，而乙种群在此时间段内的竞争中受到抑制，因此甲种群的死亡率较低，而乙种群的死亡率较高，故二者死亡率不同
3.自2002年起， 人们在某自然保护区的实验区实施湿地生态修复工程。生态修复之前，某区域中分布着部分农田，退耕还湿前后，该区域中田鼠的数量变化如图所示。
图中的数值M代表的生物学含义是什么？推测数值N较小的原因可能是什么？
提示　生态修复前(或2002年前)该区域田鼠的环境容纳量；生态修复后，田鼠的食物减少，天敌增多，栖息环境缩小等。
1.(2020·山东卷)为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A.单独培养条件下，甲藻数量约为1.0×106个时种群增长最快B.混合培养时，种间竞争是导致甲藻种群数量在10～12天增长缓慢的主要原因C.单独培养时乙藻种群数量呈“S”形增长D.混合培养对乙藻的影响较大
解析　由图可知，单独培养条件下，甲藻种群的环境容纳量(K值)为2.0×106个，在K/2(1.0 ×106个)时种群增长最快，A正确；混合培养时，在10～12天甲藻种群数量接近K值，而乙藻种群数量接近0，此时导致甲藻种群数量增长缓慢的主要因素是种内竞争，B错误；由图中曲线可知，乙藻单独培养时种群数量呈“S”形增长，C正确；图中混合培养时，甲、乙两种藻起始数量相同，到10～12天时甲藻数量接近环境容纳量，而乙藻接近灭绝，可知混合培养对乙藻的影响较大，D正确。
2.(2023·河北保定调研)下列关于图中曲线的叙述，错误的是(　　)
A.t0～t1之间种群数量小于K/2时，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，种群数量增长较快B.t1～t2之间，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降C.t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0D.在t1时控制有害生物最有效
解析　t0～t1之间种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，且二者的差值逐渐加大，种群增长速率不断增加，因此种群数量增长较快，A正确；t1～t2之间，由于资源和空间有限，随着种群密度增大，种内竞争不断加剧，天敌数量也在增加，虽然出生率大于死亡率，但二者的差值逐渐减小，所以种群增长速率下降，B正确；在t1时种群数量为K/2，种群增长速率最大，因此若在t1时进行有害生物防治，很难将有害生物控制在较低水平，D错误。
4.(2023·广东东莞调研)如图是某种群数量增长的曲线，下列有关叙述错误的是(　　)
A.该种群数量增长方式是“S”形，达到K值后其数量也是波动的B.限制种群数量增长的环境因素有食物、空间和天敌等C.若该种群是鱼塘中的某种鱼，则在种群数量为K/2时捕捉，最有利于持续获得最大的年捕获量D.若该种群是森林中的一种鸟，调查其种群数量时也要统计雏鸟的数量
解析　由图示可知，该种群数量增长符合“S”形曲线，达到K值后其数量在K值上下波动，A正确；限制种群数量增长的环境因素有食物、空间和天敌等，B正确；要想持续获得最大的年捕获量，应在种群数量大于K/2时捕捉，且保持捕捉后种群数量维持在K/2左右，C错误；调查种群数量时也要统计雏鸟的数量，D正确。
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—定数量就会保持稳定。（ ）
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 （ ）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，死亡率会升高，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
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？
【答案】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。
二、拓展应用2.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。
【提示】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。
一、选择题4.关于种群的增长，下列表述正确的是（ ）A.引入到新环境的种群，一定时间内都能呈“J”形增长B.在环境条件变化的情况下，种群数量都会在K值附近波动C.在环境条件不变的情况下，种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势D.自然界的种群增长到一定程度都会在K 值保持稳定，因此，都呈“S”形增长