种群的特征（第三课时）(共23张PPT)高二生物（苏教版2019选择性必修2）.pptx

选择性必修2生物与环境

第一章种群

第一节(的)特征

生物学研究的一种工具——数学模型

第三课时

种群

生物学研究的一种工

具——数学模型

“S”型增长模型

知识链接种群的衰落和灭亡

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目录

“J”型增长模型

种群数量的波动

酿酒和做面包

都要用到酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基(培养液)来培养。

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在研究种群数量动态变化

时,要对相关数据进行分析、预报、决策和控制，

这些过程往往都离不开数学

知识的应用。

数学模型是生物学研究的重要工具之一。

生物学研究的一种工具——数学模型

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20世纪以来，数学在生物学中的应用越来越广，数量遗传学和数量生态学等新兴学科的相继诞生，标志着数学已经成为生物学研究的一种重要工具。

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现实对象和数学模型的关系

验证是用现实对象的信息检验得到的解答，以确认结果的正确性。

选打

表达是根据建模的目的和掌握的信息

(如数据、现象),将实际问题转换成数学问题，用数学语言准确地表述出来；

建立数学模型主要包括表达与

验证两个过程。这两个过程循

环作用，使得数学模型不断完

善。

现实对象的信息

抽象的数学模型

表达

验证

“J”型增长模型

在环境资源不受限制的理

想条件下，如食物充裕空间充足、气候适宜且没有天敌，种群数量的变化主要取决于出生率、死亡率和种群的起始个体数量等。

“J”型曲线

时间/年

种群数量增长的“J”型曲线

0

图1-1-7

种群数量/个

以一年生植物为例，如果用NO表示某种群的起始数量，t表示时

间，λ表示该种群数量相对于前一年种群数量的倍数,那么t

年后种群数量(Nt)可用数学模型表示为：

Nt=N。λt

如果在理想环境中,种群数量年复一年地增长(λ大

于1),以时间为横坐标、种群数量为纵坐标，将种群

数量的连续增长在坐标图中表示出来，形成的曲线形状

,像字母“J”,因此被称为种群数量增长的“J”型曲线。

“J”型增长模型

酵母菌种群数量的动态变化与培养条件密切相关。在培养液中营养物质减少、代谢产物增加的情况下，种群数量增长会受到

环境因素的限制。

受种群密度增大、环境资

源缺乏、代谢产物积累以

及捕食者数量增加等各种因素的影响，种群内个体可利用的生存空间变小、资源减少，结果是种群的出生率会降低,死亡率会增加。当出生率与死亡率相等时，种群数量就会停止增长，种群数量达到最大值。

“S”型曲线

时间年

种群数量增长的“S”型曲线

0

图1-1-8

种群数量/个

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(carryingcapacity),即K

值。

环境容纳量

选择性必修2生物与环境

一定空间中的环境容纳

量一般是有限的。种群数量达到环境容纳量时，往往会稳定在一定的水平，不再增长。

如果将这种种群数量的

增长过程用曲线在坐标

图上表示出来，得到

“S”型曲线。

“S”型曲线

时间/年

种群数量增长的“S”型曲线

0

图1-1-8

种群数量/个

s形增长曲线模型由于资源和

空间有限，当种群密度增大时，

t₁~t₂解读种内竞争加剧，种群

增长速率下降t₂时种群数量达

到K值，此时出生率等于死亡

率，种群增长速率为0

种群数量增长较快，当种群数量为

K/2时，出生率远大于死亡率，种

群增长速率达到最大值

种群数量小于K/2,由于资源和空间条件相t₁之前对充裕，种群

数量增长较快，

“S”型曲线

种群数量

t₂时间

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tot₁

K12

K

:

项目

“J”型曲线

“S”型曲线

曲线

模型

0

时间

K

0时间

增长

速率

0

时间

0

K值时

2

K值时

t₂时间

种群数量

种群数量变化的两种模型

增长速率

增长速率

种群数量

选择性必修2生物与环境

群数量变化的两种模型

项目

“J”型曲线

“S”型曲线

增长率

时间

二者关系

两种增长曲线的差异主要是环境阻力的大小不同，对种群增长

的影响不同

种群数量

环境阻力(按自然选择学说，阴影部分

表示在生存斗争中被淘汰的个体数)

“J”形曲线K值(环境容纳量)

“S”形曲线

时间

0时间

增长率

增长率

1.(2021黑龙江哈尔滨高二期中)数学模型是用来描述一个生态

系统或它的性质的数学形式，种群增长的数学模型有曲线图和数学

方程式。下列关于种群“J”型增长的叙述，错误的是(D)A.数学方程式模型Nt