【人教版】高中生物必修三《4.2 种群的数量变化》课件 2.ppt

问题探讨 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。 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。 2．n代细菌数量的计算公式是： 　 Nn ＝２n 数学方程式 准确 0 20 60 100 140 180 时间/min 细菌数量/个 曲线图 直观 4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。 一、建构种群增长模型的方法 数学模型 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。是联系实际问题与数学的桥梁，具有描述、解释、判断、预测等重要功能。 1、概念： 1、观察研究对象，提出问题 细菌每20分钟分裂一次， 问题：细菌数量怎样变化的？ 2、提出合理的假设 在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 3、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 列出表格，根据表格中数据画出曲线图或推导公式（Nn＝２n） 4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 2.建立数学模型一般包括以下步骤： 实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。 * 实例二：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937－1942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。 如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈什么型？ 自然界确有类似细菌在理想状态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。 二、种群增长的“J”型曲线 细菌增长曲线 ①条件： 理想状态——食物充足，空间充裕，气候适宜，没有敌害等； ②建立模型：t年后种群的数量为 种群增长的Ｊ型曲线 Nt=Noλt ③各参数的意义： N0为起始数量， t为时间， Nt表示t年后该种群的数量， λ为该种群数量是一年前 种群数量的倍数。（年均 增长率 ） ④图像： Nt=Noλt 计算： 某一地区2011年人口普查时有10万人，2012年比2011年增长1％。请预测，按照此增长速度，2017年该地区的人口将有多少？ Nt＝10×（1+1％）2017-2011 在一个特定培养基中，细菌的数量会一直按照这个方式增长吗？ 自然界的资源和空间是有限的。 问题回归： 不会 原因： 条件：0.5mL的培养液 实例：高斯对大草履虫种群研究的实验 K/2 转折期，增长速率最大 K值：环境容纳量 加速期，个体数量增加，增长加速 调整期，个体数量较少增长缓慢 减速期，增长缓慢 稳定期，增长速率为零 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称为环境容纳量，又称K值。 同一种群的K值不是固定不变，会受到环境的影响。 种群增长的S型曲线 注意： ①产生条件： 种群增长的“Ｓ”型曲线 自然界的资源和空间是有限的。 ②产生原因： * ③种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系 ⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段。 ⑵图乙的g点相当于图甲的c点。 ⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段。 ⑷图乙的h点之后相当于图甲的de段。 K/2 a b c d g h f e 甲 乙 种群增长的“Ｓ”型曲线 种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。（鱼类捕捞） K/2 K/2的应用 ①资源开发与利用： 务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(如蝗虫的防控即是如此)。 K/2的应用 K/2 ②有害生物防治： * 比较种群增长两种曲线的联系与区别 J型曲线 S型曲线 条件 种群增长率 有无K值 曲线 环境资源无限 环境资源有限 保持稳定 先升后降 无， 持续保持增长 有K值 环境阻力 K值：环境容纳量 比较种群增长两种曲线的联系与区别