人教版生物必修三第2节种群数量的变化教学公开课课件

第2节 种群数量的变化 在 营养和生 存空间没有 限制的情况 下，某种细 菌20min就通 过分裂增殖 一次。 任务1：计算1个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表 ： 时间（min ） 20406080100 120 140 160 180 细菌数量 248163264128256512 任务2：用公式表示出第n代的细菌数量Nn（20min时为第一代）： Nn=2n 任务3：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线（p66）： 思考： 真实情况下细菌的数量变化真如公式和曲线 图所示吗？ 用细胞计数仪 对细菌数量进 行精确计数发 现，大约17小 时后，细菌数 量不再增多 一、研究种群数量变化的方法构建数学模型 1.概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 2.步骤 ： 研究实例研究方法 细菌每20分钟 分裂一次 观察研究对象 提出问题 在资源和空间无限的环 境中，细菌种群的增长 不受影响的情况下 提出合理的假设 Nn = 2n 根据实验数据，用适 当的数学形式对事物的 性质进行表达 观察、统计细菌数量， 对自己建立的模型进行 检验或修正 通过进一步实验或 观察等对模型进行 检验或修正 3.建立数学模型，解决实际问题： 实验1：有人在适宜条件下培养大草履虫，并且每天 更换培养液，保证大草履虫有充足的营养和生存空间 ，最先放入5只大草履虫，每天记录其数量变化如下 表所示，请问一周（7天）后，该大草履虫种群的数 量大约为多少？ 时间初始 1天 后 2天 后 3天 后 种群数量51981325 思考1： 仔细观察表格，你能发现什么规律？ 答：81920 提示： 45的值为1024 46的值为4096 47的值为16384 思考2： 若假设后一天的数量始终是前一天数量 的4倍，你能否在假设的基础上建立数学模 型解决实验中的问题：7天后大草履虫的数 量 思考3： 若N0为某种群起始数量，Nt表示经过t天后该 种群的数量，且后一天的数量始终为前一天数 量的倍，试建立表示该种群数量变化的一般 公式并作出曲线 Nt=N0 t t N0 Nt 思考4： 除了利用建立的数学模型来预测7天后的 种群数量之外，我们还能利用该数学模型来 解决哪些生物学问题？ 预测变化趋势，计算增长率等 讨论5： 当种群数量呈现增长趋势时，能否通过该数 学模型得出种群数量增长率的变化规律？ 增长率始终为“-1” 二、种群数量变化的类型 1.“J”型： 资料1： 1859年，一个英格兰的 农民带着24只野兔，登 陆澳大利亚并定居下来 ，但谁也没想到，一个 世纪之后，这个澳洲“ 客人”的数量呈指数增 长，达到6亿只之巨。 资料2： 种群迁入一个新环境后，常 常在一定时期内出现“J”型增 长。例如，在20世纪30年代 时，人们将环颈雉引入到美 国的一个岛屿，在1937 1942年期间，这个环颈雉种 群的增长大致符合“J”型曲 线。 “J”型增长曲线 （3）形成原因 理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没 有敌害等（不存在环境阻力） （2）适用范围 a.实验室中营养充分的情况 b.种群刚刚迁入一个新环境时 （1）数量变化特点 种群每年以一定的倍数增长 （5）增长率随时间变化曲线 -1 （4）数学模型 Nt=N0 t 假设1：理想状态 假设2：后一年的数量始终是前一年的倍 （6）与生活的联系中国的人口增长是否属于“J”型增长 ？ 实验2：高斯（Gause，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： 在自然条件下，J型曲线能一直增长下去吗？ 2.“S”型： “S”型增长曲线 （2）适用范围 （1）数量变化特点 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定（ 稳定于“K值”） 资源和空间有限的种群（自然种群） （3）形成原因 种群密度增加 种内斗争加剧 死亡率升高 出生率降低 增长率降低 （环境阻力 ） （种群数量） （4）“K”值 思考： K值是否固定不变呢？ 种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线 （种群数量） K/2 K 种 群 数 量 增 长 率 时间 D: 种群数量处于K值， 增长率为0 B: 种群数量处于K/2值， 种群增长率最大 （5）增长率随时间变化曲线 BD （6）与生活的联系 思考：在池塘中养鱼，渔民总是希望自己捕的 鱼越多越好，但是为了考虑池塘的鱼可持续发展 ，捕鱼应该选择在种群数量是多少时最好？ K/2 K 超过过种群的数量K/2时时开始捕 鱼鱼 捕到数量下降到K/2时时停止 思考：从环境容纳量（K值）的角度思考： （1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？ （2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？ 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提 高环境容纳量。 可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量， 如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物 来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造 巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。 3.波动型曲线 ： 种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗 ？ 波动型曲线 （1）数量变化特点 （3）形成原因 种群数量在“K”值附近波动 气候、食物、天敌、传染病、人类活动等 种群数量 种群增长的“J”型曲线 （在理想状态下的种群增长） 种群增长的“S”型曲线 （在有限环境下的种群增长） 总结 ： 阴影部分代表被 环境阻力（自然 选择）淘汰掉的 那部分种群数 量。 练习1：图示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有 环境阻力条件下，呈“S”型增长，下列关于种群在 某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是（ ） A当种群数量到达e点后， 种群数量增长率为0 B种群增长过程中出现 环境阻力是在d点之后 C图中阴影部分表示克服 环境阻力生存下来的个体数量 D若该种群在c点时数量为 100，则该种群的K值是400 A 练习2：在一个玻璃容器内，装入一 定量的符合小球藻生活的管养液， 接种少量的小球藻，每隔一段时间 测定小球藻的个体数量，绘制成曲 线，如右图所示。下列四图中能正 确表示小球藻种群数量增长率随时 间变化趋势的曲线是（ ） D 练习3：下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错 误的是（ ） A通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B达到K值时种群增长率为零 C种群增长受自身密度的影响