人教版 (2019)选择性必修2第1章 种群及其动态第2节 种群数量的变化优质作业课件ppt

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尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化
举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况
阐明环境容纳量原理在实践中的应用
鄱阳湖国家自然保护区是东方白鹳在长江中、下游地区的主要越冬地。研究表明，气候变化会对鸟类的种群数量变化产生较强的影响。如天气条件可能通过改变食物资源的数量和质量影响成体存活率和繁殖率，进而影响鸟类的种群数量。
研究者通过什么方法来分析鄱阳湖30年越冬东方白鹳种群数量的年际变化与气候变化的相关性及时滞效应？
通过构建基于越冬地气候条件的种群数量变化模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
回顾：高中生物中学习过哪些模型呢？
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。
任务一：建构某种细菌种群的增长模型根据教材P7“问题探讨”，回答下列问题：1.填写下表：计算一个细菌在不同时间(单位为min)产生后代的数量。
2.假设细菌初始数量为N0，第n代细菌数量的计算公式是什么？
设细菌初始数量为N0，第一次分裂产生的细菌数为第一代，数量为N0×2，第n代的细菌数量为Nn＝N0×2n。
n＝ 60 min × 72 h ÷ 20 min＝216
Nn＝1×２n ＝2216
3. 72 h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
4. 以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请在下面坐标图中画出细菌的数量增长曲线。
不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。
同数学公式相比，曲线图表示的模型不够精确。
5．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？ 分析其原因。
6．曲线图能更直观地反映出种群的增长趋势，但是同数学公式相比，曲线 图表示的模型有什么局限性？
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
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
Nn=2n或绘制曲线图N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
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。某同学在分析某种细菌(每20 min分裂一次)在营养和空间没有限制的情况下数量变化模型时，采取如下的模型建构程序和实验步骤，你认为建构的模型和对应的操作，不合理的一组是A.观察研究对象，提出问题：细菌每20 min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代　后的数量？B.提出合理假设：资源和生存空间无限时，细菌种群的增长不会受种群密度增　加的制约C.根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达：Nn＝2nD.进一步实验或观察，对模型进行检验或修正：根据Nn＝2n画出数学曲线图
2.在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(t个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，m小时后，理论上该种群的个体总数是A.t·2m B.t·220C.t·22m D.t·23m
资料1：1859年英国殖民者托马斯.奥斯汀，此公在英国时就是狂热的狩猎爱好者，于是他就委托自己的侄子从英国邮寄了一些野兔，放生了24 只野兔以满足狩猎的需求。一个世纪之后，澳大利亚野兔超过6 亿只。
资料2：20世纪30年代， 环颈雉引入某地小岛。5年间增长如图所示。
思考1：这两个资料中的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。
思考2：种群出现这种增长的原因是什么？
食物充足，缺少天敌等。
思考3：这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
不能，因为资源和空间是有限的。
(1)含义：在　　　条件下种群增长的形式，如果以　　　为横坐标，　　　　　为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。(2)数学模型①模型假设a.条件：　　　　　条件充裕、气候适宜、没有　　　　　　　　　等。b.数量变化：种群的数量每年以　　　　　　增长，第二年的数量是第一年的　　倍。
②建立模型：t年后种群数量表达式为Nt＝　　　。
Nt = N0 λt
表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
任务二：种群“J”形增长曲线分析1.请据图分析，种群数量变化符合数学公式：Nt＝N0λt时，种群增长曲线一定是“J”形吗？并说明理由。
当λ＜1时，种群数量减少；当λ＝1时，种群数量相对稳定；只有当λ＞1时，种群数量增多，曲线呈“J”形。
①当λ=1时，种群数量如何变化？②当λ＞1时，种群数量如何变化？③当λ＜1时，种群数量如何变化？【思考2】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
种群数量不变(相对稳定)
不一定；只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长；
2.已知增长率和增长速率分别为：增长率＝(现有个体数－原有个体数)/原有个体数×100%(无单位)；增长速率＝(现有个体数－原有个体数)/增长时间(有单位，如个/年)。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的曲线模型。
（λ-1）N0λt -1 （λ>1，且不变）
① 1～4年，种群数量_______________② 4～5年，种群数量_______________③ 5～9年，种群数量_______________④ 9～10年，种群数量______________
⑤ 10～11年，种群数量_____________⑥ 11～13年，种群数量_____________ 。⑦ 前9年，种群数量第_______年最高⑧ 9～13年，种群数量第______年最低
3.据图说出种群数量如何变化
请绘制大草履虫的种群增长曲线
资料3：生态学家高斯（G. F. Gause，1910—1986）曾经做过单独培养大草履虫的实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如下数据表：
大草履虫的数量在第几天增长较快？
为什么大草履虫种群没出现“J”形增长？
随着大草履虫数量增多，对食物和空间的竞争逐渐激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
这种类型的种群增长称为什么？
第五天后大草履虫的数量出现什么变化？
(1)含义：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。(2)数学模型①模型假设
环境阻力在生存斗争中被淘汰的个体数量
(3)环境容纳量：　　 的环境条件所能　 　的种群 　　数量，又称K值。
任务三：种群“S”形增长曲线分析1.请结合“S”形增长曲线及其斜率变化，研究种群增长率和增长速率的变化规律。
＝N0，增长速率为___K/2，增长速率__________＝K，增长速率为___
(2)根据以上分析，分别构建“S”形增长种群的增长率和增长速率的曲线模型。
2.同种生物的K值是固定不变的吗？哪些因素会影响动物种群的环境容纳量？
同种生物的K值不是固定不变的。环境因素、生物自身的遗传特性、食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物种群的环境容纳量。
3. 请据图分析：该种群的K值为_____。
环境容纳量（K值），即在保证环境不被破坏前提下所能维持的种群最大数量；在环境不遭到破坏的情况下，种群数量也会在K值附近上下波动；种群所达到的最大值有时会超过K 值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
K值并不是种群数量的最大值
食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候、传染病等
4．下图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系，二者之间的阴影部分代表什么？
资料1：人民网南昌10月30日电28日，国家一级保护动物东方白鹳出现在鄱阳湖湖口水域。近年来，湖口县加大鄱阳湖湿地保护力度，随着湿地自然环境的不断改善，越来越多的东方白鹳选择在这里安家落户，繁育后代,但对繁殖地的生存环境要求十分苛刻。
①实践应用——野生生物的保护
a.东方白鹳种群数量增多的关键原因是什么？
因为鄱阳湖湿地的整体环境得到明显改善，食物的增加和活动范围的缩大，K 值变大。
b.从中启示保护频危动物的根本措施是什么？
建立自然保护区，给频危动物更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
任务四：环境容纳量与现实生活
2.请参考类似案例，分析控制家鼠种群数量的思路和措施。(1)资料2　1976年科学家在某地区调查时，发现当年6～7月在该地采用0.2%氟乙酰胺喷雾灭鼠，当年鼠兔(高原鼠兔和中华鼢鼠)种群密度由58.66只/公顷剧降为1.88只/公顷。但4年后，种群密度恢复为165只/公顷。
以上资料中控制鼠兔数量的思路和相应具体措施是什么？该控制方法效果如何？
思路：增大死亡率；具体措施：药物毒杀。该控制方法效果不持久。
②实践应用——有害生物的防治
以上资料中控制害虫种群数量的思路和具体措施是什么？该控制方法效果如何？
思路：降低环境容纳量；具体措施：引进捕食者。该控制方法效果持久，降低有害生物环境容纳量是防治有害生物的根本措施。
防治有害生物的根本措施
(3)请据以上分析，提出控制家鼠数量的思路和相应具体措施。
3.如图为种群数量增长曲线，不考虑迁入和迁出，下列有关叙述不正确的是A.种群的数量变化除了“J”形和“S”形增长，还有　稳定、波动和下降等B.bc段种群增长速率逐渐下降，是因为出生率小于死亡率C.自然状态下种群数量达到K值时，种群的增长速率接近于0D.当环境条件发生变化时，种群的K值也会发生相应的变化
4.科学家对某荒原上的子午沙鼠种群数量进行连续多年的调查，获得如图所示的信息。下列叙述正确的是A.第5年的子午沙鼠种群属于稳定型B.第10年和第20年的子午沙鼠种群数量相同C.第1～5年，子午沙鼠种群增长模型呈“S”形D.第15～20年，子午沙鼠种群数量一直减少
5.如图表示一个区域内甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列有关叙述正确的是A.据图可知，乙种群的K值大于甲种群的K值B.t3～t5时间内甲、乙两种群的年龄结构不同C.t2～t3时间内甲种群出生率小于死亡率D.t4时乙的种群密度最大