种群数量的波动及调节
人教版 选择性必修二 种群数量的变化 教案
第2节种群数量的变化学习目标核心素养1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。
2．举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。
3．阐明环境容纳量原理在实践中的应用。
1.生命观念：种群“S”形增长的内容，揭示了种群数量在有限条件下通过种内调节维持相对稳定的机制，体现了稳态与平衡观。
2．科学思维：建立和运用数学模型，即用数学模型来表征、解释和预测种群的数量变化。
3．科学探究：探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
4．社会责任：濒危物种保护、有害动物防治。
知识点一建构种群增长模型的方法1．数学模型(1)01数学形式。
(2)作用：描述、解释和预测种群数量的变化。
2．建构方法项目研究方法研究实例提出问题观察研究对象，提出问题细菌每20 min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量合理假设提出合理的假设02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建立模型根据实验数据，用适当的数学形①数学公式式对事物的性质进行表达，即建立数学模型 N n ＝2n (N 代表03细菌数量，n表示04第几代)②曲线图检验修正 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 05观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正知识点二 种群数量变化曲线1．种群的“J”形增长 (1)概念01理想条件下种群增长的形式，02时间为横坐标03种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。
(2)建构数学模型 ①模型假设04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，05一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
②建立模型t 06N t ＝N 0λt 。
各参数的意义⎩⎪⎨⎪⎧ N 007起始数量t ：时间N t ：t 08数量λ09倍数③曲线图2．种群的“S”形增长(1)概念：种群经过一定时间的增长后，数量趋于10稳定，增长曲线呈“S”形。
种群数量的波动及调节
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第四节 种群数量的波动及调节
一、种群非周期波动及周期波动
蝗虫的数量变 化曲线
非周期波动？
蝗虫的数量变 化受气候、食 物、天敌、疾 病等因素影响。
周期波动？
自然环境条件下，种群数量总是在K值附 近上下波动
K值——种群在一定环境中的稳定平衡 密度。
二、种群数量的外源性调节因素
外源性因素：
1
食物：
2
天敌：
3
气候：（温度、 湿度）4疾病：源自源物、 寄生物0102
种群数量的内源性调节因素
一．领域行为 二．内分泌调节
藏羚羊在哭泣
1、当种群数量达到K值时，可能出现的现象 是（ ） B A、生态因素对该种群的影响没有作用
B、种群的增长率保持相对稳定
C、食物将不再是限制种群发展的因素
D、出生率再也不会超过死亡率
病……对其进行种群密度的调查中，请从a、b曲线的理论上
存在的条件，推测有效灭鼠的措施___________，降低环境 _清_垃_圾_封__食_物____量，使鼠群的______容__纳曲量线变化，转变成____。
a
b
答能案在： 这一环境中所能承载的这一种群 ((的21)）“最能S大”型数能增在量长这（一环密境度中所）能，承载即的这这一一种环群境的最所大数量 （能密养度）活，的即这种一群环境的所最能大养活数的量种群。的最大数量 。
(3）对珍稀动物的保护最根本的措施是保护它的生存环境， 使该种动物的环境容纳量有所提高，这个种群的数量自然会 增长。草原的放牧量应该控制在接近环境容纳量为宜，如果 过多放牧会影响牛羊的生长以及草原的恢复。如果破坏了环 (境1，)在还实会验造室成条环件境下容用纳草量履的虫降、低酵。母菌所作的实验与上述结 果相似，表明种群在一定空间、一“定S资”源型条增件长下的增长类 型，一般都是能___________。(2)曲线的纵坐标_______(“能” 或“不能”)反映种群密度的大小。在一定环境中种群增长 曲线的渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是 _______。一个种群的环境容纳量______(“能够”或“不能 够”）随着环境的能变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对 珍稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。
2019-2020学年高中生物人教版必修3教学案：第4章 第2节 种群数量的变化 Word版含答案
第2节种群数量的变化1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：N t ＝N 0λt。
2．正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。
3．在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K 值。
4．“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。
5．影响种群数量的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。
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：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。
3．表达形式(1)数学方程式：科学、准确，但不够直观。
(2)曲线图：直观，但不够精确。
二、种群增长的“J”型曲线1．模型假设⎩⎪⎨⎪⎧食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等2．数学模型：N t ＝N 0λt。
3．各参数的含义⎩⎪⎨⎪⎧N 0：种群的起始数量t ：时间N t：t 年后该种群的数量λ：该种群数量是一年前种群数量的 倍数三、种群增长的“S”型曲线1．形成原因2．环境容纳量在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，又称K 值。
3．应用建立自然保护区，从而提高环境容纳量，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。
四、种群数量的波动和下降1．影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素：气候、食物、天敌、传染病等人为因素：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；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。
1．判断下列叙述的正误(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(×) (2)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(√)(3)对于“S”型曲线，同一种群的K 值是固定不变的，与环境因素无关(×) (4)种群数量达到K 值后不再发生变化(×)(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(√)2．下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是( )解析：选B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。
种群的数量波动及调节
一、影响种群数量变化的因素 直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、传染病、天敌
重要因素：人类的活动
二、种群的数量波动
概念：由于出生率和死亡率的变动和环境条 件的改变所引起的种群个体数量随时间的变 化。
* 环境容纳量是种群数量的平均值，实际的 种群数量在这个平均值的上下波动。 * 波动幅度有大有小；可以是非周期性 也可是周期性，
苍鹭的保护
云 豹 的 保 护 救 护 被 困 的 鲸 鱼
ห้องสมุดไป่ตู้
野猪的保护
全力防蝗减灾
自然界任何生物数量都不可能永远 上升，也不可能永远下降，总是围
绕着种群的平衡密度上下波动
什么因素使种群数量达到高峰时下降，又是 什么因素使种群数量落回低谷时回升呢？
请同学们快速阅读书本P79-P80找出影响种 群数量的调节因素
A、捕食
B、领域行为
C、气候
D、寄生
E、以上均有影响
概念图
周期性波动
外源性调节因素
类型 包括
种群的数量波动
调节 因素
非周期性波动
内源性调节因素
知识影响格局，格局决定命运！
知识影响格局，格局决定命运！ 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
四、种群数量的调节因素
（1）外源因素：气候、食物、病原体、 寄生、捕食、降雨量、（极端的湿度 和温度）等
（2）内源因素：领域行为，内分泌调 节
练习巩固
1、下列各备选项目中，哪项与种群数量
的变化不直接相关？（C ）
A、气候 C、分布型
B、出生率 D、食物
2、下面哪种因素对种群数量的调节有
影响？（E ）
第5章 种群的数量波动与调节
5000 2500 50% 4900 98% 4900 98% 10 0.2%
10000 5000 非密度制约 50% 9800 非密度制约 98% 9950 密度制约 99.3% 10 逆密度制约 0.1%
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各类动物具密度制约的种群记录例证 及其在各自生活史阶段的比例
出生或死 幼体早期 幼体晚 成体 记录例证
土壤 日照
强度 周期
高度 等等
2 种群结构因素 出生率/死亡率 迁入/迁出
密度 性比 年龄结构 种群行为特征 种间关系
3 人为因素 引种 环境改变 过度猎取 砍伐过度 利用过度 人口增长
3
下屏
第二节 种群调节
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1 种群调节的现象和概念
㈠ 种群调节的现象
⑴种群数量变化的模式：①长期稳定在 低水平，偶尔大爆发；②长期稳定在一 个水平上；③周期性数量波动。
27
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危害棉花的盲蝽象种群季节性变化
年度 旱涝情况 干旱 涝 先涝后旱 先旱后涝
盲蝽象种群 季节消长型
中峰期 双峰期 前峰期 后峰期
棉花蕾/铃两期 受害情况
蕾/铃两期 轻 蕾/铃 严重 蕾/— 严重 —/铃 严重
28
下屏 返回
B 生物因素说
㈠ 代表人物 尼科森A. J. Nicholson 1933 ㈡ 主要内容： ⑴认为气候学派混淆了调节与消灭（或破坏）两个 过程的概念（略）。其基本含义设种群增长100倍， 气候消灭了98%，仍属增长种群，只有因物种间关 系如寄生减少种群1%才起到调节作用。 ⑵生物因素起调节作用，生物因素包括：竞争（食 物、空间）、捕食（寄生）等。 ⑶区别密度制约与非密度制约因素。
—hare —lynx
种群的数量波动及调节
三,研究种群数量变化的意义 1.合理利用和保护野生生物资源 2.为防治有害生物提供科学依据
四,种群数量的调节因素
(1)外源因素:气候,食物,病原体, )外源因素:气候,食物,病原体, 寄生,捕食,降雨量,( ,(极端的湿度 寄生,捕食,降雨量,(极端的湿度 和温度) 和温度)等 (2)内源因素:领域行为,内分泌调 )内源因素:领域行为, 节
种群的数量波动及调节
一,影响种群数量变化的因素 直接因素 出生率,死亡率,迁入, 因素: 直接因素:出生率,死亡率,迁入,迁出
间接因素:食物,气候,传染病,天敌 间接因素:食物,气候,传染病, 因素
重要因素: 重要因素:人类的活动 因素
二,种群的数量波动
概念:由于出生率和死亡率的变动和环境条 概念:由于出生率和死亡率的变动和环境条 件的改变所引起的种群个体数量随时间的变 件的改变所引起的种群个体数量随时间的变 化. * 环境容纳量是种群数量的平均值,实际的 环境容纳量是种群数量的平均值, 种群数量在这个平均值的上下波动. 种群数量在这个平均值的上下波动. 也可是周期性, 也可是周期性,
�
(1)非周期性波动 )
随气候变化
灰鹭因气候变化种群数量表现为非周期性波动
(2)周期性波动 )
任何波动只要在两个波峰之间相隔的时 间相等就称之为周期波动 原因:食物周期性的成熟:(捕食关系的 原因:食物周期性的成熟:(捕食关系的 :( 生物) 生物)
北极旅鼠: 北极旅鼠:每3-4年出现一次数量高峰 年出现一次数量高峰 波动原因: 波动原因:由于食料植物由于旅鼠的取食而发生周期 性短缺
练习巩固 1,下列各备选项目中,哪项与种群数量 ,下列各备选项目中, 的变化不直接相关?( 的变化不直接相关?( ) C A,气候 , C,分布型 , B,出生率 , D,食物 ,
种群数量波动及调节
一、影响种群数量变化的因素 直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、传染病、天敌
重要因素：人类的活动
一、种群数量的波动性
由于出生率和死亡率的变动和环境条件的改 变所引起的种群个体数量随时间的变化。
K
* 环境容纳量是种群数量的平均值，实际的 种群数量在这个平均值的上下波动。
群的环境容纳量能______(“能够”或“不能够”）随
着环境的变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对珍
稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。
啮齿类动物——长耳跳鼠
生存压 力增加
内分泌 失调
出生率 降低
周期性波动
外源性调节因素
类型 包括
种群的数量波动
调节 因素
非周期性波动
内源性调节因素
研究种群数量变化的意义 1．合理利用和保护野生生物资源
2．为防治有害生物提供科学依据
练习巩固 1、下列各备选项目中，哪项与种群数量的
变化不直接相关？（ ）C
C 种群增长率在各阶段是不相同的
D 种群增长不受种群密度制约
4、在放有5mL培养液的培养瓶中放入少量酵母 菌菌种，然后每隔一天统计一次酵母菌的数量。 经过反复实验，得出如右图所示的结果：对这一
结果的分析，错误的是B（ ）
A.酵母菌的生长呈现 出“S”型增长
B.酵母菌种群在第4天 增长率达到最大
C.在第4天至第6天中， 种群的出生率等于 死亡率
A、气候 C、分布型
B、出生率 D、食物
2、下面哪种因素对种群数量的调节有影
响？（ ）E
A、捕食 B、领域行为 C、气候 D、寄生E、以上均有影响
高中生物必修三第四章第二节—种群数量的变化(含答案解析)..
第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。
2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要作用。
知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确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)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。
(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
增长速率不随种群密度的变化而变化。
,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。
注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。
2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。
(2)实例：高斯的实验。
(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。
①K值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。
a.不同物种在同一环境中K值不同。
b.当环境改变时生物的K值改变。
②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。
③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。
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种群数量的波动及调节
第四章种群第三节种群数量的波动及调节一、教材分析本节内
容安排在种群的增长方式之后，学生对有关种群的数量变化已有所了解的基础上，来继续探讨“种群数量的波动”，同时介绍了影响种群数量的调节因素，包括外源性调节因素和内源性调节因素。
通过具体实例中的相关数据和坐标曲线图，辨别种群数量波动的类型，简述产生波动的原因，并能够说出种群的平衡密度。
而这一节知识是本章的最后，所以要做好对《种群》这章的复习指导。
二、学情分析通过前两节的学习学生已有种群的数量增长等相关知识作为铺垫。
学生的学习难度不大，可以由学生自学完成。
老师围绕知识点提出问题，可通过让学生阅读课文，然后围绕问题进行小组讨论，要求学生能用自己的话说出种群数量波动的类型和原因，可以举出实例说出调节因素。
《种群的增长方式》这节中，学生已对运用数学曲线解决生物学中的问题有了一定的认识，利用多媒体进一步让学生分析曲线。
三、教
学目标 1．知识目标：①简述种群数量的非周期性波动和周期波动；
②说出调节种群数量的因素；③举例说出外源性调节因素和内源性调节因素 2．情感目标：关注调节种群数量的因素，增强保护濒危物种的意识 3．能力目标：据相关数据，尝试画出坐标曲线图四、重点难点 1．教学重点：种群数量的波动；外援性调节因素；内原性调节因素 2．教学难点：对全章的复习指导 3．教学策略：以“资料”引入，出示“问题探讨”，然后通过学生浏览全文内容，从学生在阅读课文中产生的问题，结合“问题探讨”讨论相关内容，展开教学。
另外，利用多媒体，出示坐标曲线图，让学生观察分析，说出种群数量的波动的类型，进一步巩固所学。
在教学中，教师要引导学生对问题作深入的思考，启发学生从现象揭示出本质和规律，使学生认同运用恰当的数学模型能够较好地表达某些生物学规律。
五、课前准备
多媒体课件六、教学过程教学流程教师活动学生活动教学意图
回顾复习提问： (1)种群数量是如何增长的？ (2)种群的指数增长
和逻辑增长有什么不同？学生回答温故而知新，引导学生自主学习新课导入资料：20世纪出，人们将驼鹿引入加拿大密执根湖的一个孤岛。
该种群从1915年到1960年的数量变化情况如下表。
年份 1915
1917 1921 1925 1928 1930 驼鹿种群数量 200 300 1000 2000 2500 3000 年份 1934 1943 1947 1950 1960 驼鹿种群数量 400 170 600 500 600 问题：（1）用曲线图表示该种群数量从1915年到1960年的消长情况。
（2）该种群数量有什么样的变化规律？（3）种群的数量为什么不可以长时间的稳定在K值呢？学生讨论，充分陈述自
己的观点。
通过提问，引出课题
学会用数学语言来表示生物学中的许多现象和规律。
从多因素思考
种群数量的变化？一、种群的非周期波动和周期性波动 1．多媒体
展示学生绘制的驼鹿种群的数量波动的坐标曲线图 2．提问：（1）什么是种群数量波动？（2）种群数量波动有哪些类型？产生数量波动的原因是什么？ 3．多媒体展示欧洲灰��种群的数量波动旅鼠种群的数量波动 4．提问：（3）非周期性波动和周期性波动的曲线有什么区别？尝试自己画图学生阅读课文，针对这些问题讨论并回答。
学生看图说出种群波动的类型：非周期性波动和周期性波动。
学生看图说出波动的类型及两种曲线有什么不同? 认识到在生物学中
有许多现象和规律可以用数学语言来表示。
通过问题展现，学生学会自主学习小结：地球的环境容纳量是有限的，食物、水和空间是影响生物多少和增长率的限制因素。
自然界中多数生物种群都已达到稳定期，总体上看，许多种群的种群数量一般不再增长，而是波动或变动。
也就是说自然界任何生物的种群数量都不可能永远上升，也不可能永远下降，总是围绕着种群的平衡密度上下波动。
提出问题，组织讨论：（1）什么是种群平衡密度？（2）为什么种群数量总是围绕种群平衡密度波动？教师简略说明种群平
衡密度：是指种群在生物群落中，与其他生物成比例地维持在某一特定密度水平上的现象叫种群的自然平衡，这个密度水平叫做平衡密度。
学生讨论并回答引出种群数量的调节因素二、种群数量的外源性调节因素提出问题，组织讨论：（1）举例说出影响种群数量的外源
性调节因素？（2）为什么会影响种群数量变化？学生阅读课文。
说出实例并说明理由通过具体实例，加深对种群数量的外源性因素的
理解。
明确种群波动的原因。
小结：影响种群数量的外源性调节因素有气候、食物、疾病、寄生和捕食等。
可以利用生物间的寄生和捕
食关系，用于生物防治，取得了成功。
如我国用七星瓢虫防治蚜虫和用灰喜鹊防治松毛虫等。
三、种群数量的内源性调节因素提问：种群的内源性调节因素包括哪些因素？请举例说明学生思考：还有哪些因素制约着种群数量的变化？学生讨论。
引导学生明确说什么是内源性调节因素小结：内源性调节是指通过种内竞争、种群行为、内分泌和遗传机制等因素所进行的种群数量调节。
学生讨论教材中的简答题巩固本节知识总结：出示本章的问题要点 (1)种群有什么特征？ (2)种群数量如何增长？ (3)种群数量如何波动？为什么会波动 ? 小组合作，全章复习把握学习方法要旨。
七、板书设计
概念
种群数量波动范围非周期性波动
类型
周期性波动
外源性调节因素
原因
内源性调节因素八、作业设计。