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(共28张PPT)
种群数量
（种群密度）
出生率
迁入率
死亡率
迁出率
年龄结构
性别比例
复习导入
请用文字和箭头表示出种群的数量特征是如何影响种群数量的？
在环境条件比较稳定的情况下，分析种群的数量特征能否反映一段时间内种群数量变化的趋势？可用什么模型来表示这种变化趋势？‘
第2节 种群数量的变化
1.学会构建种群数量增长的数学模型（科学思维）。
2．概述“J”形曲线的成因和变化过程（生命观念 科学思维）。
学习目标
第1课
问题探讨
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。
时间/min
细菌数量/个
细菌繁殖产生的后代数量
1.推数量：根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在表格中（教材P8）。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个）
2
4
8
32
64
128
256
512
16
2.写公式：如果用N表示细菌数量，n表示第几代，写出n代细菌数量的计算公式。
3.画曲线：根据表格中得到的数据，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（教材P8图1-4）。
理想条件
2.写公式：如果用N表示细菌数量，n表示第几代，写出n代细菌数量的计算公式。
N=1×2n
思考：若初始数量为N0个细菌第n代细菌数量(N)的计算公式是什么？
N=N0×2n
3.画曲线：根据表格中得到的数据，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（教材P8图1-4）。
【思考】曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？P8
数学公式
曲线图
直观，但不够精确。
精确，但不够直观。
细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
观察研究对象，提出问题
在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
提出合理的假设
Nn=2n，N代表细菌数量，n代表第几代
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
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
一、建构种群增长模型的方法
数学模型
1.概念:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2.步骤:
研究实例
研究方法
请结合问题探讨过程，归纳建立数学模型的步骤
一、建构种群增长模型的方法
回忆一下前面所学模型的类型？
物理模型
概念模型
（注意：实物照片不是物理模型）
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？为什么？
不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。
在自然界中，有没有这种类型的增长呢？
二、种群的增长模型
阅读资料1和2，并讨论以下3个问题
资料2：
资料1：
1.这两个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？
3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？
种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。
食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。
不能，因为资源和空间是有限的
讨论:
“J”型增长
理想条件
（一）种群的“J”形增长
2.模型假设:
1.概念:
自然界确有类似的细菌在 条件下种群数量增长的形式，如果以
为横坐标， 为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“ ”型。
理想
时间
种群数量
J
①食物和空间条件充裕
②气候适宜
③没有天敌
④没有其他竞争物种等
理想条件（无环境阻力）
注意：
该曲线的起点不是原点；
二、种群的增长模型
种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。若起始数量为N0，则：
3. 建立模型
t年后种群的数量为 Nt=N0×λt
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的倍数
4.特点：
种群的数量每年以一定的倍数增长
λ=
Nt+1
Nt
二、种群的增长模型
5.适应对象:
(1)实验室条件下；
(2)一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时(外来入侵物种)。
福寿螺
(原产中美洲的热带和亚热带地区)
紫茎泽兰
(原产美洲的墨西哥)
水葫芦
(原产于南美)
思考：生物迁入新环境一定会出现“J”形增长吗？
不一定
二、种群的增长模型
讨论：种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt 时，种群增长一定是“J”形吗？
并说说你的理由
①当λ=1时，种群数量 ；
②当λ＞1时，种群数量 ；
③当0＜λ＜1时，种群数量 ；
④当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
不变(相对稳定)
增长
下降
不一定； 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长；
思维延伸
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_____年最高；
9-13年，种群数量第____年最低。
“J”
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
【对点训练】
各阶段属于什么年龄结构？
据图说出种群数量如何变化
在自然界，当一种生物迁入一个条件适宜的新分布地时，初始阶段一般会出现较快增长，但是，资源和空间总是有限的；当种群密度增大时，种内竞争就会加剧；捕食者增加。使得种群的出生率降低，死亡率增高，当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
存在环境阻力——教材P9
是不是这种变化趋势？有实例证明吗？
问题：
“J”形增长能一直持续下去吗？
第2节 种群数量的变化
1.“S”形曲线的成因和变化过程（生命观念 科学思维）。
2. 种群数量的波动
学习目标
第2课
二、种群的增长模型
实例证明：生态学家高斯的实验
大草履虫种群的增长曲线
时间/d
种群数量/个
K=375
请描述高斯的实验过程及实验结果。　
随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
（二）种群的“S”形增长
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，这种类型的种群增长称“S”形增长。
1.概念：
2.原因：
环境容纳量
3.模型假设:
(1)条件：
①资源和空间有限
②种内竞争加剧
③存在天敌
④其他竞争的物种。
二、种群的增长模型
(2)特点：
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢
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
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
问3：同一种群的K值是固定不变的吗？以大熊猫为例P9
同一种生物的K值不是固定不变的，K值会随着环境的改变而发生变化, 当环境遭受破坏时，K值变化是____；当环境条件状况改善时，K值会____。
下降
上升
问1：根据以上”S”型曲线的分析，请说说你对K值与K/2的认识？
问2：K 值 （是/不是）种群数量的最大值？
不是
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。
思考·讨论
结合“S”型曲线的K值与K/2值，讨论以下问题：
思考·讨论
1.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，什么时候开始捕捞？捕捞后鱼群的种群数量保持在什么水平 为什么？若要获得最大日捕获量，应在什么时候捕捞？为什么？
2.对家鼠等有害动物的控制？可以采取什么措施？在什么时候开始控制措施好？为什么？ 教材P10
小结：K值与K/2在实践中的应用
难点突破：种群增长率与增长速率的辨析
＝
×100％
增长率＝
末数－初数
Nt－Nt-1
Nt-1
初数
增长率＝λ-1 增长率 =出生率-死亡率
＝
增长速率＝
末数－初数
单位时间
Nt－Nt-1(个)
t(年)
实质就是曲线的斜率
请用曲线图表示“J”曲线与“S”曲线的增长率和增长速率
时间
λ-1
种群增长率
时间
种群增长速率
时间
种群增长速率
时间
请用曲线图表示“J”曲线与“S”曲线的增长速率
对点训练1.（不定项）如图表示某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，下列有关说法正确的是( )
ABC
A．这个种群的增长曲线是“S”形，该环境条件所允许的最大种群数量大约是500只
B．如果此种群是鱼类，我们的捕捞量控制在曲线的B点最合适
C．如果此种群是老鼠，我们限制其种群数量的最好方法是尽量降低其K值
D．该种群的增长速度最快的点是B点，环境阻力明显增大是在迁入6年后开始的
能力提升：（不定项）如图所示为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。下列相关叙述不正确的是(　 　)
A.图中a点和b点，鲤鱼种群的增长率一定相等
B.0～d时间段内，曲线最低点鲤鱼种群的增长率不为零
C.a～b时间段内，该鲤鱼种群的年龄组成为稳定型
D.b～c时间段内，该鲤鱼种群的数量逐渐减少
ACD
A．曲线1表示一种理想状态下的种群数量变化
B．曲线2所代表的种群的环境容纳量是K1
C．图中阴影部分表示由于环境阻力而淘汰的个体
D．AB段之间种群增长速率逐渐下降，但出生率大于死亡率
对点训练2.如图1中曲线1、2分别表示不同环境下某野生动物种群数量变化情况。下列叙述错误的是(　　 )
B
“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？
图1
图2
自然界中有的种群能出现图2的趋势，如野牛，狮的种群数量往往比较稳定，而大多数生物来说，种群数量总是在波动中如图1，为什么会处于波动呢？
三、 种群数量的波动
(1)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。如蝗灾、鼠灾、赤潮等就是种群数量爆发增长的结果。
(2)当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。
(3)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。
捕鲸现场
北极熊栖息地遭到破坏
四、种群数量的波动
影响因素: 自然因素和人为因素（人类活动）
小结：种群增长的“J”曲线、“S”曲线

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