选择性必修2第2节 种群数量的变化备课课件ppt

这是一份选择性必修2第2节 种群数量的变化备课课件ppt，共24页。PPT课件主要包含了学习目标，问题探讨，N2216，科学方法，建立数学模型，研究实例，研究方法，新课讲授，不够精确，试着自己画一画等内容，欢迎下载使用。
说明建构种群增长模型的方法（生命观念、科学思维）
用数学模型解释种群数量的变化规律（科学思维）
通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群增长的数学模型（科学探究）
关注人类活动对种群数量变化的影响（社会责任）
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要经常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。
讨论：1.第n代细菌数量的计算公式是什么？2.72h后，由第一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？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？
Nn=N×2n，N代表细菌初始数量，N代表细菌数量，n代表“第n代”
在一个培养瓶中，细菌数量不会永远按照这个公式增长，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的，可以用实验计数法来验证。
数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式
观察研究对象，提出问题
一、建构种群增长模型的方法
下面请你算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位为min）的数量，并填入下表，然后以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群增长的曲线
同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？
│资料1│ 1859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
│资料2│ 20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年这个种群数量的增长如右图所示。
1.这两个资料中的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？
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
这两个资料中，种群数量增长曲线都大致呈“J”形
种群呈“J”形曲线增长的原因是食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等
在自然生态系统中，这种种群增长趋势不能一直持续下去的。因为食物等资源和空间不可能是无限的
二、种群的“J”形增长
（1）“J”形增长曲线的含义：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”形。
种群“J”形增长的数学模型
（2）模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
①数学方程式：t年后种群数量为Nt=N0λt
②坐标曲线图：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，如果将种群的这种连续A增长以时间为横坐标、种群数量为纵坐标表示出来。
模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
（1）特点：种群的增长率是一定的，种群数量没有上限。种群呈“J”形增长的增长率、增长速率如图所示。
1.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.种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变（ ）
三、种群的“S”形增长
（1）模型假设：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内竞争加剧，从而使出生率降低、死亡率升高，直至数量平衡。
种群“S”形增长的数学模型
①“S”形曲线：迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”形曲线，随着生活时间的延续，环境条件限制作用越加明显，种群经过一定时间增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。这种类型的种群增长称为“S”形增长。
②环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值。
③影响K值的因素：食物、空间、气候、天敌、传染病和人类的活动等。一般来说，种群数量达到K值以后保持稳定，但K值不是固定不变的，它会随环境的改变而变化。
①当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境状况改善时，K值会上升
②K值并不是种群数量的最大值，而是在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大数量
③在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值时（一定范围内），会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内
④“S”形曲线所表示的种群增长通常又被称为“逻辑斯蒂增长”，因该曲线符合“逻辑斯蒂增长模型”
对环境的适应期，防治害虫最好在此时进行。
该点为资源利用的黄金点，防治害虫时应严防害虫数量达到此时期
即出生率=0死亡率，种群数量达到最大。之后有的种群数量呈锯齿状
种群数量由0→ 时，种群增长速率逐渐增大；种群数量为 时，种群增长速率最大；种群数量由 →K时，种群增长速率不断降低；在K值时，种群数量达到最大，此时种群数量增长速率为0，出生率=死亡率。
种群增长速率曲线与种群数量变化的关系：只要增长速率为正值，种群数量就会增加；增长速率为0，种群数量恒定不变；增长速率为负值时，种群数量会下降。
1.不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变。（ ）
2.为有效防治蝗灾，应在种群数量为 时及时控制。（ ）
3.在“S”形增长曲线中，当种群数量超过 后，种群的增长速率减慢，其对应的年龄结构为衰退型。（ ）
1. 有人说目前全世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率；有人却认为科技进步能提高地球对人类的环境容纳量，例如，育种和种植技术的进步，能提高作物产量，从而养活更多人口。对此你持什么观点？你有哪些证据支持你的观点？
2.鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？
可以采取降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储存在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取地面硬化，减少它们挖造巢穴的场所，养殖或释放它们的天敌等。
种群呈“S”形增长的原因是（ ）总是有限的，当种群密度增大时，（ ）就会加剧，这就会使种群的（ ）降低，（ ）升高
种群数量有的呈季节性消长，有的呈不规则波动，有的呈周期性波动；当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地被破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
经过“S”形增长后，种群数量应稳定在K值不变，但在自然种群的研究中还没有充分的证据说明这一点，相反，有证据表明在外界条件稳定的情况下，种群数量在达到K值后仍有变动。
（1）在对野生动植物资源、海洋鱼类的合理开发和利用方面：一般将种群数量控制在 附近，此时种群增长速率最快，这样既能持续获得最大收获量，又不影响资源的再生。例如，在湖泊中放养鱼、虾，如果一次性放养的幼体过多或延迟捕捞，由于湖泊环境的容纳能力有限，不能达到增产的目的；但如果大肆捕捞，使鱼、虾数量大大减少，减少到 以下，这时种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生产极为不利。
研究种群数量变化的意义
（2）在对野生生物资源的保护方面：采取相应措施，提高野生生物的环境容纳量，如建立自然保护区等来保护野生生物。