【課件】1.2 種群數(shù)量的變化（第一課時）課件（人教版2019選擇性必修2）

第2節(jié)種群數(shù)量的變化(第一課時)

我們的手上難免沾染細(xì)菌。細(xì)菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設(shè)在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)藺'每20min就通過分裂繁殖一代。1.第n代細(xì)茵數(shù)量的計(jì)算公式是什么？2.72h后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？3.在一個培養(yǎng)瓶中，細(xì)菌的數(shù)量會一直按照這個公式描述的趨勢增長嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？1.第n代細(xì)茵數(shù)量的計(jì)算公式是什么？①根據(jù)假設(shè)計(jì)算出1個細(xì)菌在不同時間產(chǎn)生后代的數(shù)量，記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中。時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789數(shù)量（個）2481632641282565122.72h后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？Nn＝1×２n

＝2216Nn=1×２n1.第n代細(xì)茵數(shù)量的計(jì)算公式是什么？時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789數(shù)量（個）248163264128256512②以時間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌種群的增長曲線。數(shù)學(xué)公式與曲線圖各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？第n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式：Nn=1×２n曲線圖：直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)公式：精確，但不夠直觀。目錄知識點(diǎn)1構(gòu)建種群增長模型的方法構(gòu)建種群增長模型的方法方法：步驟：模型構(gòu)建法（

模型）觀察研究對象，提出。提出合理的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)?。形式對事物?/p>

進(jìn)行。通過進(jìn)一步

，對模型進(jìn)行

。問題假設(shè)數(shù)學(xué)性質(zhì)表達(dá)實(shí)驗(yàn)或觀察檢驗(yàn)或修正

數(shù)學(xué)細(xì)菌每20min分裂一次，怎樣計(jì)算細(xì)菌繁殖n代后的數(shù)量？在資源和生存空間沒有限制的條件下，細(xì)菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=N0×2n。Nn代表繁殖n代后細(xì)菌數(shù)量，N0為細(xì)菌起始數(shù)量，n代表繁殖代數(shù)觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正資料1：1859年英國殖民者托馬斯.奧斯汀，此公在英國時就是狂熱的狩獵愛好者，于是他就委托自己的侄子從英國郵寄了一些野兔，放生了24只野兔以滿足狩獵的需求。一個世紀(jì)之后，澳大利亞野兔超過6億只。后來，黏液瘤病毒控制了野兔的種群數(shù)量。資料1：澳大利亞野兔資料2：20世紀(jì)30年代，環(huán)頸雉引入某地小島。5年間增長如圖所示。1.這兩個資料中的種群增長有什么共同點(diǎn)？種群數(shù)量增長迅猛，且呈無限增長趨勢。2.種群出現(xiàn)這種增長的原因是什么？食物充足、缺少天敵等。知識點(diǎn)2種群的”J”形增長種群的”J”形增長理想條件——食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等。2.1模型產(chǎn)生的原因2.2數(shù)學(xué)公式t年后種群的數(shù)量為

Nt=N0×λt

（N0為該種群的起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的的倍數(shù)。）種群的”J”形增長2.3種群”J”形增長的其它曲線種群的”J”形增長2.4種群”J”形增長的實(shí)例①外來入侵物種的種群數(shù)量變化福壽螺，瓶螺科瓶螺屬軟體動物,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(qiáng)，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。種群的”J”形增長2.4種群”J”形增長的實(shí)例②動物遷入適宜其生活的新環(huán)境后，一段時間內(nèi)種群的數(shù)量變化2000年之前我國人口變化種群的”J”形增長種群數(shù)量變化符合數(shù)學(xué)公式Nt=N0×λt

時，種群增長曲線一定是“J”形嗎？種群的”J”形增長種群的”J”形增長的趨勢能不能一直持續(xù)下去？為什么？不能。因?yàn)橘Y源和空間是有限的。知識點(diǎn)3種群的“S”形增長種群的“S”形增長高斯實(shí)驗(yàn)：生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過這樣一個實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如下圖所示的結(jié)果。K=375從圖可以看出，大草履蟲在這個實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下的最大種群數(shù)量是375個，這就是該實(shí)驗(yàn)種群的K值。種群的“S”形增長3.1種群的“S”形增長模型產(chǎn)生原因在有限的資源和空間條件下，當(dāng)種群密度增大時，種內(nèi)競爭不斷加劇，種群的出生率降低，死亡率升高。當(dāng)死亡率和出生率相等時，種群的增長就會停止，穩(wěn)定在一定水平。種群的“S”形增長種群經(jīng)過一段開始期后，呈加速增長，數(shù)量達(dá)到K/2時增長最快，此后開始減速增長，到K值時停止增長。3.2增長特點(diǎn)K/2KN0種群增長速率的變化種群數(shù)量=N0，?K/2，=K/2，?K/2，=K，增長速率為0增長速率為0增長速率逐漸減小增長速率最大增長速率逐漸增大種群的“S”形增長3.3種群”J”形增長的其它曲線①t1之前，種群數(shù)量小于K/2值，由于資源和空間相對充裕，種群增長速率逐漸增大；②當(dāng)種群數(shù)量為K/2值時，出生率遠(yuǎn)大于死亡率，種群增長速率達(dá)到最大值；③t1～t2，由于資源和空間有限，當(dāng)種群密度增大時，種內(nèi)斗爭加劇，天敵數(shù)量增加，種群增長速率下降；④t2時，種群數(shù)量達(dá)到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0。種群的“S”形增長3.4實(shí)踐應(yīng)用野生大熊貓種群數(shù)量銳減的關(guān)鍵原因是什么？保護(hù)大熊貓的根本措施是什么？建立自然保護(hù)區(qū)，給大熊貓更寬廣的生活空間，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量。最根本原因是野生大熊貓的棲息地遭到破壞，由于食物和活動范圍縮小，K值降低。種群的“S”形增長機(jī)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增大死亡率降低環(huán)境容納量打掃衛(wèi)生控制家鼠數(shù)量的思路和相應(yīng)具體措施3.4實(shí)踐應(yīng)用降低出生率是防治有害生物的根本措施。種群的“S”形增長3.4實(shí)踐應(yīng)用在漁業(yè)捕撈問題上，人們總是希望捕到更多的魚。如果捕撈量長期過高,種群的數(shù)量會發(fā)生什么樣的變化呢?群數(shù)量的恢復(fù)需較長時間。如果外界的環(huán)境發(fā)生劇烈變化，種群還有可能絕滅。合適的捕撈量才能即不危機(jī)魚類種群的持續(xù)發(fā)展,又能獲得較高的魚產(chǎn)量。種群的“S”形增長有益生物資源的合理采收量科學(xué)調(diào)查有益生物資源的環(huán)境容納量，使采收后種群數(shù)量剩余K/2左右。此時種群具有最大增長速率，可以在最短時間恢復(fù)種群數(shù)量，有利于人類持續(xù)獲得較大收獲量，是可再生資源的最佳收獲策略。3.4實(shí)踐應(yīng)用而殺蟲效果最好的時期在種群數(shù)量

K/2以下。K/2種群增長模型建構(gòu)種群增長模型的方法種群的“S”形增長種群的“J”形增長條件：食物和空間充裕、氣候適宜、無天敵和其他競爭物種特點(diǎn)：種群數(shù)量每年以一定倍數(shù)增長條件：食物和空間有限特點(diǎn)：種群增長速率先增大后減小，最后為0K值：一定環(huán)境條件下所能維持的種群最大數(shù)量曲線：曲線：一、概念檢測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(xì)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。（）×××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（2021·廣東高考真題）圖示某S形增長種群的出生率和死亡率與種群數(shù)量的關(guān)系。當(dāng)種群達(dá)到環(huán)境容納量（K值）時，其對應(yīng)的種群數(shù)量是（

）A．a(chǎn) B．b C．c D．d【答案】B【詳解】分析題圖可知，在b點(diǎn)之前，出生率大于死亡率，種群密度增加；在b點(diǎn)時，出生率等于死亡率，種群數(shù)量不再增加，表示該種群數(shù)量已達(dá)到環(huán)境容納量（K值），B正確。故選B。（2021·湖南高考真題）某草原生態(tài)系統(tǒng)中植物和食草動物兩個種群數(shù)量的動態(tài)模型如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A．食草動物進(jìn)入早期，其種群數(shù)量增長大致呈“J”型曲線B．圖中點(diǎn)a的縱坐標(biāo)值代表食草動物的環(huán)境容納量C．該生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定與植物和食草動物之間的負(fù)反饋調(diào)節(jié)有關(guān)D．過度放牧?xí)档筒菰鷳B(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性【答案】B【詳解】A、早期食草動物進(jìn)入草原生態(tài)系統(tǒng)，由于空間、資源充足，又不受其他生物的制約，所以食草動物的種群數(shù)量的增長大致呈“J”型曲線增長，A正確；B、環(huán)境容納量是指在相當(dāng)長一段時間內(nèi)，環(huán)境所能維持的種群最大數(shù)量，即該種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度。而圖中a點(diǎn)的縱坐標(biāo)對應(yīng)的數(shù)量為該食草動物的最大數(shù)量，所以環(huán)境容納量應(yīng)小于a，B錯誤；C、從圖中可以看出，食草動物過多會導(dǎo)致植物數(shù)量的下降，食草動物數(shù)量的下降又會導(dǎo)致植物數(shù)量的增多，屬于典型的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，C正確；D、生態(tài)系統(tǒng)有自我調(diào)節(jié)能力，但有一定的限度，過度放牧使得草原生物的種類和數(shù)量減少，降低了草原生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力，致使草原退化，D正確。（2021·浙江高考真題）大約在1800年，綿羊被引入到塔斯馬尼亞島，綿羊種群呈“S”形曲線增長，直到1860年才穩(wěn)定在170萬頭左右。下列敘述正確的是（）A．綿羊種群數(shù)量的變化與環(huán)境條件有關(guān)，而與出生率、死亡率變動無關(guān)B．綿羊種群在達(dá)到環(huán)境容納量之前，每單位時間內(nèi)種群增長的倍數(shù)不變C．若綿羊種群密度增大，相應(yīng)病原微生物的致病力和傳播速度減小D．若草的生物量不變而種類發(fā)生改變，綿羊種群的環(huán)境容納量可能發(fā)生變化【答案】D【詳解】A、綿羊種群數(shù)量除與環(huán)境條件有關(guān)外，出生率和死亡率也會影響種群數(shù)量的變化：出生率大于死亡率種群數(shù)量增加，而死亡率大于出生率種群數(shù)量減少，A錯誤；B、綿羊種群呈“S”形曲線增長，種群在達(dá)到環(huán)境容納量之前，增長率一直下降，故每單位時間內(nèi)種群增長倍數(shù)一直減小，B錯誤；C、病原微生物的致病力和傳播速度會隨著綿羊種群密度的增加而增加，C錯誤；D、若草的生物量不變而種類發(fā)生改變，則綿羊的食物來源可能會受影響，故綿羊種群的環(huán)境容納量可能發(fā)生變化，D正確。（2020·山東高考真題）為研究甲、乙兩種藻的競爭關(guān)系，在相同條件下對二者進(jìn)行混合培養(yǎng)和單獨(dú)培養(yǎng)，結(jié)果如下圖所示。下列說法錯誤的是（

）A．單獨(dú)培養(yǎng)條件下，甲藻數(shù)量約為1．0×106個時種群增長最快B．混合培養(yǎng)時，種間競爭是導(dǎo)致甲藻種群數(shù)量在10~12天增長緩慢的主要原因C．單獨(dú)培養(yǎng)時乙藻種群數(shù)量呈“S"型增長D．混合培養(yǎng)對乙藻的影響較大【答案】B【詳解】A、單獨(dú)培養(yǎng)時，甲藻的K值約為2.0×106個，所以種群增長最快的是K/2時，約為1.0×106個，A正確；B、10-12天乙藻種群數(shù)量接近0，所以競爭強(qiáng)度低，此時甲藻數(shù)量增長緩慢的原因是培養(yǎng)液和空間有限，B錯誤；C、由于空間和資源有限，所以種群數(shù)量呈“S型”增長，C正確；D、據(jù)圖可知：混合培養(yǎng)時，乙藻在競爭中處于劣勢，導(dǎo)致滅絕，D正確。故選B。（2021·廣東珠海市·高三二模）研究人員在千島湖地區(qū)2個島嶼上調(diào)查了社鼠的種群數(shù)量動態(tài)變化，結(jié)果如下圖所示。A、B島環(huán)境條件（面積、植被、氣候等）相似，沒有遷入和遷出，但B島上青毛碩鼠的數(shù)量明顯多于A島，而且6-8月發(fā)現(xiàn)有野豬捕食跡象。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A．研究人員調(diào)查社鼠種群數(shù)量的方法是標(biāo)志重捕法B．出生率和死亡率是決定社鼠種群密度的直接因素C．B島社鼠數(shù)量下降更快的原因可能是競爭和捕食D．4月和6月分別是B島和A島的最佳滅