种群数量的变化+教学课件+高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx

第1章种群及其动态

第2节种群数量的变化

微山县第一中学生物组

执教者：张永亮

人教版（2019）

选择性必修2《生物与环境》

温故知新

1.种群的定义

2.种群的数量特征

第1章种群及其动态

第2节种群数量的变化

人教版（2019）

选择性必修2《生物与环境》

1．基于实例分析，通过归纳与概括，说出构建种群增长模型的方法。(科学思维)

2．通过分类与比较，明确种群的“J”形增长和“S”形增长的条件和特点。(科学思维)

3.探究种群数量的波动（科学探究）

学习目标

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？

设细菌初始数量为1，第一次分裂产生的细菌为第一代，数量为1×2，第n代的数量为Nn=1×2n。

讨论2：72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？

n＝60min×72h／20min＝216（代）

N216=1×2n=2216

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)

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。

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？

不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的，该公式成立是在理想条件下的。

2

4

8

16

32

64

128

256

512

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。

物理模型

数学模型

概念模型

回顾复习

2、表现形式及优缺点

数学公式

曲线图

3、建构数学模型的意义:

描述、解释和预测种群数量的变化。

1、数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

Nn＝1×2n

精确，但不够直观

直观，但不够精确

科学方法建立数学模型

细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？

在资源和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

观察研究对象，提出问题

提出合理的假设

Nn=N0×2n，Nn代表繁殖n代后细菌数量，N0为细菌起始数量，n代表繁殖代数

观察、统计细菌数量，对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

4.建立数学模型的步骤

【思考·讨论】

资料1：1859年，一位英国人在他澳大利亚的农场中放生了24只野兔。让他没想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量的到控制。

分析自然界种群增长的实例

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年间增长如图所示。

【思考·讨论】

分析自然界种群增长的实例

讨论:

3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？

种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。

食物充足，缺少天敌等

不能，因食物和空间有限

【思考·讨论】

分析自然界种群增长的实例

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？

学生任务：阅读教材P8-9,结合对“问题探讨”的种群数量变化的数学模型建立过程，讨论解答下列问题：

1.“J”形增长的前提条件是什么？（模型假设）

2.“J”形增长的数学模型（以数学公式表示）是怎样来的？绘制坐标图时曲线图起始点在原点吗？为什么？

3.公式中各种参数有什么意义？以“问题探讨”的公式为例做出解释；

4.根据公式能否计算出某年的种群增长率吗？增长速率呢？

5.总结“J”形增长的特点

探究二、种群增长的“J”形曲线

食物和空间条件充裕

气候适宜

没有天敌(捕食和寄生天敌)

没有其他竞争物种等

第二年的数量是第一年的λ倍

问：第一年是N0，第二年是多少？t年后呢？

1.模型假设：

适用对象：

概念：在理想条件下，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，画出的种群增长曲线大致呈“J”形。

探究二、种群增长的“J”形曲线

2.建立模型：

t年后种群的数量为:

Nt=N0λt

一年后种群的数量为:

N1=N0λ1

二年后种群的数量为:

N2=N1λ=N0λ2

三年后种群的数量为:

N3=N2λ=N0λ3

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：

t年后该种群的数量

该种群的起始数量

前一年种群数量的倍数

时间

思考：“J”形增长的特点：

种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。

探究二、种群增长的“J”形曲线