[中学联盟]陕西省柞水中学高中生物必修三：4.2种群的数量变化.ppt

* 复习回顾： 1.研究种群的核心问题是什么？ 2.种群的最基本数量特征是什么？ 3.种群的数量特征有哪些？ 4.种群年龄组成的类型有哪些？ 5.种群的空间特征是什么？ 2 种群数量的变化 学习目标 1．通过讨论细菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。 2．阐明种群的“J”型增长和“S”型增长。 3．运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题。 阅读P65-67，回答下列问题： 1.回答P65问题探讨？ 2.什么叫数学模型？ 3.如何建构数学模型（步骤）？ 4.“J”型增长曲线的条件、计算公式是什么？ 5.“S”型增长曲线的条件是什么？ 6.什么是K值，什么是K/2？ 7.什么是增长率和增长速率？ 在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟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： 3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　 Nn＝2n 解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216 　　Nn＝2n ＝ 2 216 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。 20 40 60 80 100 120 140 160 180 时间/分钟 细菌数量/个 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 数学方程式 曲线式 Nn＝2n 为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。 一、建构理想条件下种群增长模型 数学模型建构的一般过程 ? 提出问题 ? 作出假设 ? 建立模型 ? 模型的检验与评价 细菌每20min分裂一次 在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 列出表格，根据表格画曲线，推导公式。 Nn=2n ， N代表细菌数量，n表示第几代 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 研究实例 研究方法 观察研究对象，提出问题 提出合理的假设 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔 近100年后 实例1：澳大利亚野兔 二、种群增长的“J”型曲线 实例2：20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内，较优裕的环境条件使得该种群的增长近于“J”型曲线。 世界人口的指数增长曲线 实例3： 种群数量 时间 指数增长 种群增长的“J”型曲线模型 一年后该种群的数量: N1=N0? 两年后该种群的数量: N2=N1?= N0 ?2 t年后该种群的数量: Nt=N0?t 模型假设：食物或养料充足，生存空间充裕，气候适宜，没有天敌等理想的环境，第二年的数量是第一年的? 倍。 1.条件： 理想状态——食物充足，空间充裕， 环境适宜，没有天敌等。 2.J型曲线的两种情况： 实验室条件下；刚迁入一个新的适宜环境。 小结: 不能，原因：①食物有限②空间有限③种内斗争④种间竞争⑤天敌捕食 思考：自然界中，种群的数量能持续增长吗？ O 时间 种群增长率 3.增长特点： 连续增长，增长率不变。 高斯（1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下： 三、种群增长的“S”型曲线 请绘制大草履虫的种群增长曲线 大草履虫数量增长过程如何？ 其种群达到基本稳定的数量值称为什么？ 大草履虫种群的增长 ①产生条件：存在环境阻力： 　自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高． 　当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止， 有时会稳定在一定的水平。 种群增长的“Ｓ”型曲线 ②增长特点： 　种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 * ③种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 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 0—K/2时逐渐增大 K/2 —K时逐渐减小 在 K/2时达到最大 在K时增长速率为0 增长速率变化： 种群数量变化： 在K值时达到最大 t0 t1 t2 代表环境阻力—生存斗争中被淘汰的个体