高中生物《第四章 第二節(jié) 種群數(shù)量的變化》課件3 新人教版必修3

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1、時間（時間（min）細(xì)胞數(shù)細(xì)胞數(shù)020406080100202122232425分裂分裂細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？72小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？量是多少？解：解：n 60min * *72h20min216Nnn 2216將數(shù)學(xué)公式（將數(shù)學(xué)公式（Nn2n）變?yōu)榍€圖）變?yōu)榍€圖時間時間分鐘分鐘20 40 60 80 100 120 140 160 180細(xì)菌細(xì)菌數(shù)量數(shù)量 曲線圖與數(shù)學(xué)方程曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？優(yōu)缺點(diǎn)？直觀，直觀，但不夠

2、精確。但不夠精確。2 4 8 16 32 64 128 256 512一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法1.1.數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型： 是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。2.2.數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟 細(xì)菌的繁殖是一種二分裂生殖。有的細(xì)菌細(xì)菌的繁殖是一種二分裂生殖。有的細(xì)菌每每2020分鐘就繁殖一代，我們就以細(xì)菌作為觀分鐘就繁殖一代，我們就以細(xì)菌作為觀察對象進(jìn)行研究。察對象進(jìn)行研究。探究種群數(shù)量的變化探究種群數(shù)量的變化觀察研究對象，觀察研究對象，提出問題提出問題提出合理的假設(shè)提出合理的假設(shè)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)通過進(jìn)一步的實(shí)

3、驗(yàn)或觀察等，對模型或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)細(xì)胞每細(xì)胞每20min20min分裂一次分裂一次資源空間無限多，細(xì)菌資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長不受種群密種群的增長不受種群密度增加的影響度增加的影響N N代表細(xì)菌數(shù)代表細(xì)菌數(shù)量，量，n n表示第幾代表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進(jìn)對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正行檢驗(yàn)或修正自然界確有類自然界確有類似的細(xì)菌在理想條似的細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長件下種群數(shù)量增長的形式，如果以的形式，如果以時時間

4、為橫坐標(biāo)間為橫坐標(biāo)，種群，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出畫出曲線來表示，曲線曲線來表示，曲線大致呈大致呈“”型型二、種群增長的二、種群增長的“J”型曲線型曲線種群增長率與種群增長速率種群增長率與種群增長速率增長率：增長率：種群在單位時間內(nèi)凈增加的個體數(shù)占個體總數(shù)的比種群在單位時間內(nèi)凈增加的個體數(shù)占個體總數(shù)的比率率 ：（這一次總數(shù)（這一次總數(shù)- -上一次總數(shù)）上一次總數(shù)）/ /上一次總數(shù)上一次總數(shù)x100 x100= =增長率。增長率。 如某種群現(xiàn)有數(shù)量為如某種群現(xiàn)有數(shù)量為a a，一年后，該種群數(shù)為，一年后，該種群數(shù)為b b，那么該，那么該種群在當(dāng)年的增長率為（種群在當(dāng)年的增長率為（b-ab-

5、a）/ ax100%/ ax100%。 即即增長率增長率= =出生率出生率 死亡率。死亡率。增長速率：增長速率：指單位時間種群增長數(shù)量。指單位時間種群增長數(shù)量。 其計(jì)算公式為：（其計(jì)算公式為：（現(xiàn)現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）增長時間有個體數(shù)原有個體數(shù)）增長時間 同樣某種群現(xiàn)有數(shù)量同樣某種群現(xiàn)有數(shù)量為為a a，一年后，該種群數(shù)為，一年后，該種群數(shù)為b b，其種群增長速率為（，其種群增長速率為（b-ab-a）/1/1年。年。 故故增長率增長率不能等同于不能等同于增長速率增長速率。 種群種群增長速率增長速率就是曲線上通過每一點(diǎn)的就是曲線上通過每一點(diǎn)的切線切線 斜率斜率。 “J”型增長的數(shù)學(xué)模型型增長的數(shù)學(xué)

6、模型 1 1、產(chǎn)生條件：、產(chǎn)生條件： 理想狀態(tài)理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；適宜，沒有敵害等； （ N N0 0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t t為時間，為時間，N Nt t表示表示t t年后該種群的數(shù)量，年后該種群的數(shù)量，為年均增長率。）為年均增長率。） 2 2、種群、種群 “ “ J ”J ”型增長的數(shù)學(xué)模型公式：型增長的數(shù)學(xué)模型公式：N Nt t=N=N0 0 t t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的年是第一年的倍倍。增長率增長率= =-1-1 在大自然中在大自然中食物有限食物有限空間有限空間有

7、限種內(nèi)斗爭種內(nèi)斗爭種間競爭種間競爭天敵捕食天敵捕食環(huán)境阻力環(huán)境阻力出生率和死亡率出生率和死亡率不斷變化。不斷變化。K/2潛伏期潛伏期指數(shù)期（快速增長期）指數(shù)期（快速增長期）平穩(wěn)期平穩(wěn)期K K值：值：環(huán)境容納量環(huán)境容納量種群增長種群增長“S”型曲型曲線線 三、種群增長的三、種群增長的“S”型曲線型曲線K值：值：在環(huán)在環(huán)境條件不受境條件不受破壞的情況破壞的情況下，一定空下，一定空間中所能維間中所能維持的持的種群最種群最大數(shù)量大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量。環(huán)境容納量。“S”型曲線型曲線“J”型與型與“S”型增長曲線的關(guān)系型增長曲線的關(guān)系環(huán)境阻力環(huán)境阻力K K值的大小與環(huán)境條件密切相關(guān)，一定條件下，值的大

8、小與環(huán)境條件密切相關(guān)，一定條件下，資源空間越富足，環(huán)境阻力越小，資源空間越富足，環(huán)境阻力越小，K K值越大值越大K/21.種群中種群中“S”型曲線中，當(dāng)種群的數(shù)量為型曲線中，當(dāng)種群的數(shù)量為K/2時，增長時，增長率最大。這句話為什么不對？率最大。這句話為什么不對？ 2.在在“J”型曲線增長的種群中，增長速率是怎樣變化型曲線增長的種群中，增長速率是怎樣變化的呢？的呢？ 不對。這是因?yàn)椴粚?。這是因?yàn)椤霸鲩L速率增長速率增長率增長率”?！癒/2”K/2”時有一時有一個拐點(diǎn)，此時個拐點(diǎn)，此時“增長速率增長速率”最大，之后增長變慢最大，之后增長變慢?！霸鲩L率增長率”不是一個點(diǎn)的問題不是一個點(diǎn)的問題，是某，是

9、某兩端相比兩端相比較。較。 應(yīng)該是應(yīng)該是逐漸增大。逐漸增大。思考：思考：“S”型曲線型曲線 從環(huán)境容納量（從環(huán)境容納量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）對瀕危動物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？）對瀕危動物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？（2 2）對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么）對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么 措施？措施？P67P67思考與討論思考與討論建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。高環(huán)境容納量。 可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它

10、們的量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。討論問題：討論問題：K/2K/2的意義：的意義：K/2K/2左右，種群單位時間的左右，種群單位時間的增長速率最大。增長速率最大。漁業(yè)漁業(yè)林業(yè)林業(yè)剩余剩余K/2K/2可再生資源可再生資源的最佳收獲策略的最佳收獲策略畜牧業(yè)畜牧業(yè)草業(yè)草業(yè)想一想：當(dāng)池魚滿塘，密林成材，想一想：當(dāng)池魚滿塘，密林成材，牧草豐肥，牛羊滿圈的時候牧草豐肥，牛羊滿圈的時候你將怎樣收獲，才能維持種群的你將怎樣收獲，

11、才能維持種群的持續(xù)最大收益持續(xù)最大收益呢？呢？ 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。四、種群數(shù)量的波動和下降四、種群數(shù)量的波動和下降東亞飛蝗種群數(shù)量的波動?xùn)|亞飛蝗種群數(shù)量的波動影響種群數(shù)量變化的因素：影響種群數(shù)量變化的因素：1 1、野生生物資源合理利用和保護(hù)（如魚類的捕、野生生物資源合理利用和保護(hù)（如魚類的捕撈），以及瀕危動物種群的拯救和恢復(fù)。撈），以及瀕危動物種群的拯救和恢復(fù)。2 2、有害動物的防治、有害動物的防治蝗蟲的防治蝗蟲的防治研究種群數(shù)量變化有何意義？研究種群數(shù)量變化有何意

12、義？直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動重要因素：人類的活動用用計(jì)數(shù)酵母菌種群的數(shù)量，計(jì)數(shù)酵母菌種群的數(shù)量，某一時刻樣液（稀釋某一時刻樣液（稀釋1010倍）計(jì)數(shù)的結(jié)果如下：倍）計(jì)數(shù)的結(jié)果如下：在一個相對封閉的小型牧場內(nèi)，遷入一小在一個相對封閉的小型牧場內(nèi)，遷入一小群綿羊，群綿羊，8 8年后發(fā)展到年后發(fā)展到500500只左右，這個羊只左右，這個羊群數(shù)量會群數(shù)量會 A A、維持在一個水平上、維持在一個水平上 B B、不斷下降、不斷下降C C、緩慢上升、緩慢上升 D D、迅速上

13、升、迅速上升A A下列因素能引起種群密度增大的有下列因素能引起種群密度增大的有 。A A、種群中幼年個體增多、種群中幼年個體增多B B、種群性別比例改變、種群性別比例改變C C、環(huán)境中溫度條件適宜、環(huán)境中溫度條件適宜D D、種群中幼年個體減少、種群中幼年個體減少E E、環(huán)境中天敵增多、環(huán)境中天敵增多F F、寄生生物減少、寄生生物減少 F F “ “食人魚食人魚”是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域，就會造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如生態(tài)水域，就會造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以下哪種曲線能該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以下哪種曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn)準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn) B C DB C D A