高二生物种群数量的变化2

第2节种群数量的变化一、种群数量的增长、变化曲线及其应用1．建构种群增长模型的方法(1)数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

(2)构建数学模型的方法步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→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。

(3)根据教材中“细菌数量增长规律”分析：若N表示细菌数量，n表示第n代，则细菌增长的方程式模型为N n＝2n；曲线模型为：2．种群的“J”形增长(1)模型假设：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(即理想条件)。

(2)建立模型①参数的含义：N t：t年后种群的数量；N0：种群的起始数量；t：时间(年数)；λ：该种群数量是前一年种群数量的倍数。

②数学方程式：N t＝N0λt。

③曲线图(如下)3．种群的“S”形增长(1)模型假设：自然界的资源和空间总是有限的。

(2)对曲线的分析①a 点以前是生物对环境的适应期，种群数量增长较慢的原因是个体数量少，因此增长速率很小。

②ab 段是快速增长期，种群数量快速增长，K 2时增长速率达到最大，此时食物、空间相对充裕，天敌数量少。

③bc 段，随着种群密度的增加，个体间因食物、空间和其他生活条件的争夺而导致种内竞争加剧，使种群出生率降低，死亡率升高。

④达到K 值时，种群出生率等于死亡率，种群数量保持相对稳定。

(3)K 值的含义：又称为环境容纳量，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。

(4)应用①野生大熊猫数量锐减的原因：栖息地遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，K 值变小。

②应对措施：建立自然保护区，改善栖息环境，提高环境容纳量。

4．种群数量的波动(1)影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素人为因素：人类活动的影响 (2)数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。

长久处于不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。

人教版《生物学选择性必修2 生物与环境》第1章第2节《种群数量的变化》教学活动展示手上沾染细菌的图片，倡导七步洗手法，提倡健康生活远离病菌。

教学目标教学活动学生活动视频播放——细菌分裂动画提出问题：细菌是如何繁殖的？探究活动一：1．1个细菌，如果在营养和生存空间没有限制的情况下，以每20分钟繁殖一代计算，72小时后细菌的数量为多少？2.如果我们用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，请尝试写出细菌种群增长的公式。

3.以时间为横轴，细菌数量为纵轴，尝试画出细菌种群增长的曲线。

学思考，回答：细裂繁殖教师：对上述曲线进行点评,总结建构数学模型的研究方法。

提出问题—合理假设—数学表达—检验修正（一）种群增长的“J”型曲线展示环颈雉的种群数量曲线与细菌增殖曲线图，由学生分析曲线不完全一致的原因，总结满足“J”型曲线的条件。

探究活动二:在食物和空间条件充裕、气候适宜没有敌害等条件下，种群数量以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。

如果种群的起始数量是No，试写出t年后种群数量的增长公式。

（二）种群增长的“S”型曲线2. 分析“S”型曲线种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系探究活动四：用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线。

“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？探究活动五：高斯实验呈现“S”型曲线，请同学们设计一个实验，找到限制大草履虫数量的主要因素是什么？写出设计方案、预测及结论。

要求：1.前后四人为一小组，分工合作。

2.一人书写记录方案，投影展示。

3.评出最佳活动小组（方案详尽，速度快组）4. 遵循可行性原则和单一变量原则理解种群增长速率与“S”型曲线的关系学生分析阴影部分的影响因素学生分组合作，完成实验的设计方案、预测及结论。

投影展示。

展示种群数量的波动和下降曲线，分析内部因素、自然因素、人为因素。

思考：种群数量达到K值后，一定在K值左右保持稳定吗？PPT展示蝗虫，鲸鱼实例学生阅读课本，分析研究种群数量变化的意义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？3、如何捕捞又不影响渔业的发展？1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表，根据表中数据分析，下列结果正确的是（）。

种群数量的变化第2课时一、教学过程导入新课师：同学们好！上一节课我们主要学习了几种种群增长的方式，分别是什么？生：种群增长方式有两种，一种呈“J”型曲线增长，另一种呈“S”型曲线增长。

师：这两种曲线分别出现在什么样的情况下？生：在理想环境中，也就是当无环境阻力时，并且食物、空间都是充裕的，没有天敌、气候适宜的情况下，呈“J”型曲线增长；当有环境阻力的情况下，呈“S”型曲线增长。

师：自然界中，哪一种曲线更为常见呢？生：“S”型曲线增长。

因为自然界中一般都是存在着各种环境阻力的。

师：上一节课课后，老师给大家留了一个思考题，如果我们在一定的培养液中，来培养酵母菌时，数量会是怎样变化呢？根据你所学的知识能不能作出假设呢？生：我觉得一开始，酵母菌数量相对少的时候，培养液中的食物和空间都是足够的，所以它的数量会快速增加；当数量达到一定程度时，酵母菌就要为食物和空间发生生存斗争，数量不再上升，可能会维持在一个最大值，出现波动。

随着培养液中营养物质的不断消耗，最后，酵母菌的数量会越来越少。

按照这种趋势的发展，在一定培养基中酵母菌生长数量的变化应该是呈“S”型曲线增长。

师：大家觉得他的假设合理吗？（学生点头）师：假设到底正不正确，我们还是得用事实来说话。

最好的事实就是实验结果，那么这一周我们要做一个需连续观察七天的一个实验：观察培养液中酵母菌种群数量的变化。

推进新课师：既然要观察酵母菌种群的数量变化，首先我们必须得学会对酵母菌进行计数。

大家知道，一个教室里有多少人，我们可以直接数出，那你有多少根头发，可以直接数么？生：不能。

师：同样的，酵母菌体积如此之小，数量如此之多。

如果对一支试管中的培养液中的酵母菌逐个计数是非常困难的，我们要采用一种类似之前我们学到的样方法的方法——抽样检测法。

而这种方法所采用的工具——血球计数板。

师：血球计数板类似于载玻片，但是会更厚，也会有更精细。

它的中央有两个计数室，里面有很多个小方格，小方格的面积为2mm×2mm，一般溶液在小方格中能形成的厚度为0.1mm，通过小方格范围内酵母菌数，来估计待测溶液中的数目。

高中生物选择性必修二 生物与环境 第一章 种群及其动态第2、3节 种群数量的变化及影响因素知识点总结一、构建种群增长模型的方法： 1、数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

2、构建步骤： ①观察研究对象，提出问题。

②提出合理的假设。

③根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达。

④通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。

3、表达形式：二、种群的“J”形增长：1、含义：自然界有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J ”型。

2、模型假设（适用条件）：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。

●或以下情况之一：物种入侵早期阶段、没有环境阻力、理想条件下。

3、数学模型：N t ＝N 0λt其中： N 0为该种群的起始数量t 为时间N t 表示t 年后该种群的数量λ表示该年种群数量是上一年种群数量的倍数4、增长率：（1）定义：该年种群数量比上一年种群数量多了多少倍。

必修1相关知识链接： 模型1、模型定义：是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。

2、模型形式：物理模型、概念模型、数学模型。

3、物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。

●注意：拍摄的实物照片与视频不是模型。

4、概念模型：是指以文字表达来抽象概括出事物本身特征的模型。

（2）增长率与λ的关系：增长率=λ-1。

①λ>1，增长率>0，种群数量上升，该种群年龄结构为增长型。

②λ=1，增长率=0，种群数量不变，该种群年龄结构为稳定型。

③λ<1，增长率<0，种群数量下降，该种群年龄结构为衰退型。

（3）“J”型曲线增长率：由于“J”型曲线的λ是常数，值不变，所以其增长率不变。

5、增长速率（看斜率）：（1）定义：单位时间内增加的个体数。

（2）计算方法：（3）“J”型曲线增长率：持续增加。

第2节种群数量的变化课标内容要求核心素养对接尝试建立数学模型解释种群的数量变动。

科学思维—通过尝试建立数学模型表征种群数量变化的规律。

一、建构种群增长模型的方法1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

2．研究方法及实例二、种群的“J”形增长1．含义理想条件下种群增长的形式，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。

这种类型的种群增长称为“J”形增长。

2．数学模型(1)模型假设①条件：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。

②数量变化：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。

(2)建立模型：t年后种群数量为N t＝N0λt。

(3)模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，t为时间，N t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。

三、种群的“S”形增长1．条件：自然界中的资源和空间总是有限的。

2．原因：随种群数量的增多，生物对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。

当出生率等于死亡率时，种群的增长会停止，有时会稳定在一定的水平。

3．环境容纳量：又称K值，指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。

4．应用(以大熊猫为例)(1)大熊猫锐减的重要原因大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值会变小。

(2)保护措施建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。

四、种群数量的波动1．在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。

2．对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。

3．某些特定条件下可能出现种群爆发。

4．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下降。

五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1．计数方法：抽样检测法。

2．具体计数过程：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。