江西省吉安县高中生物 第四章 种群和群落 4.2 种群数量的变化（第1课时）课件 新人教版必修3.ppt

第一课时 第2节种群数量的变化 学习目标 导 1 通过细菌数量增长的分析 掌握构建种群增长模型的方法 2 通过 j 型和 s 型曲线分析 理解种群数量变化的影响因素及其内在逻辑关系 种群的数量变化1 研究方法 构建数学模型步骤 观察研究对象 提出问题 根据实验数据用数学形式表达 2 种群增长的 j 型曲线和 s 型曲线 1 j 型曲线 产生原因 条件充裕 气候适宜 没有敌害等 数学模型 n0为该种群的起始数量 t为时间 nt为t年后该种群的数量 代表该种群数量是一年前种群数量的倍数 曲线特点 种群数量以一定的 连续增长 作出假设 检验或修正 食物和空间 nt n0 t 倍数 思 第2节种群数量的变化 思 2 种群增长的 s 型曲线 阅读p67 种群经过一定时间的增长后 数量趋于稳定的增长曲线 称为型曲线 s 型增长的数学模型a 形成原因 s 自然资源和空间 有限 天敌增加 加剧 降低 增长达到平衡 数量趋于稳定 呈 s 型增长 第2节种群数量的变化 b 曲线特点 种群数量达到环境条件所允许的 k值 后 将停止增长 3 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 又称 k 值 同一种群的k值不是 会随着环境条件的改变而变化 环境容纳量 最大数量 固定不变的 思 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 1 n代细菌数量的计算公式是 2 72小时后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 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 1 n代细菌数量的计算公式是 2 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 60min 72h 20min 216nn 2n 2216 展 评 描述 解释和预测种群数量的变化 常常需要建立数学模型 在上面的问题探讨活动中 你已经在尝试对某种细菌种群的数量变化建立数学模型 建构种群增长模型的方法 一 建构种群增长模型的方法 数学模型 概念 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 2 建立数学模型的步骤 展 评 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 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 数学模型建构的一般过程 提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与修正 展 评 在理想状态下 细菌每20分钟分裂一次 请填下表 并根据表中数据 绘出细菌种群的增长曲线 2 4 8 16 32 64 128 256 512 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 1 概念 用来描述一个系统或性质的数学形式 2 建立数学模型的步骤 数学模型 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 曲线图 数据分析表格式 数学方程式 nn 2n 方程式 精确 曲线图 直观 展 评 细菌的数量 个 理想条件下细菌数量增长的推测 自然界中有此类型吗 种群增长的 j 型曲线 实例1 澳大利亚野兔 实例1 澳大利亚本来并没有兔子 1859年 24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚 这些野兔发现自己来到了天堂 因为这里有茂盛的牧草 却没有鹰等天敌这里的土壤疏松 打洞做窝非常方便 于是 兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖 不到100年 兔子的数量达到6亿只以上 遍布整个大陆 实例2 20世纪30年代 人们将环颈雉引入美国的一个岛屿 这两个实例中 种群呈 j 型增长的原因有哪些 食物和空间条件充裕 没有天敌 气候适宜等 j 型增长的数学模型 1 模型假设 理想状态 食物充足 空间不限 气候适宜 没有敌害等 n0为起始数量 t为时间 nt表示t年后该种群的数量 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 2 种群 j 型增长的数学模型公式 nt n0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年是第一年的 倍 注 增长率 1 计算 某一地区2001年人口普查时有10万人 2002年比2001年增长1 请预测 按照此生长速度 2006年该地区的人口将有多少 nt 10 1 1 2006 2001 产生条件 理想状态 食物充足 空间充裕 环境适宜 没有敌害等 增长特点 种群的增长率是一定的 种群数量没有上限 种群增长的 型曲线 时间 种群数量 增长率 时间 j 型曲线的增长速率和增长率曲线 j 型增长能一直持续下去吗 自然条件 现实状态 食物等资源和空间总是有限的 种内斗争不断加剧 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 三 种群增长的 s 型曲线 k 375 种群经过一定时间的增长后 数量趋于稳定的增长曲线称为 s 型曲线 产生条件 自然条件 现实状态 种群增长的 型曲线 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 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 说明 同一种群的k值不是固定不变的 会受到环境的影响 种群数量 s 型增长曲线 种群数量 k 2 k b 出生率与死亡率之差最大 即种群数量处于k 2值 d 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 1 种群数量达到k值时 种群 增长停止 2 种群数量在k 2值时 种群 增长最快 3 种群数量小于k 2值时种群 增长逐渐加快 4 种群数量大于k 2值时种群 增长逐渐减慢 种群增长速率不断低 种群数量k 2 k值时 3 对种群增长的 s 型曲线的分析 种群数量达到k值时 种群增长速率为零 但种群数量达到最大 且种内斗争最剧烈 种群数量在k 2值时 种群增长速率最大 种群数量由0 k 2值时 种群增长速率增大 k 2 转折期 增长速率最快 k值 环境容纳量 加速期 个体数量增加 增长加速 潜伏期 个体数量较少增长缓慢 减速期 增长缓慢 饱和期 增长速率为零 s 型曲线的增长速率和增长率曲线 讨论 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 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 建立自然保护区 改善大熊猫的栖息环境 提高环境容纳量 展 评 3 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续地获得最大捕鱼量 根据种群增长的s型曲线 应使被捕鱼群的种群数量保持在k 2水平 这是因为在这个水平上种群增长速率最大 展 评 种群数量达到k值时 都能在k值维持稳定吗 环境条件的改变 k值也随之发生改变 即改善环境条件可使k值增大 如环境条件受到破坏 则k值将会减小 31 1 下图为鱼塘中鱼的数量增长曲线 为了使鱼塘的总产量达到最大值 应该做到适时捕捞 下列做法中正确的是 a 超过t4时捕捞 使剩余量保持在kb 超过t3时捕捞 使剩余量保持在3k 4c 超过t2时捕捞 使剩余量保持在k 2d 超过t4时捕捞 使剩余量保持在k 4 c 检 第2节种群数量的变化 2 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下 某细菌每20min就分裂繁殖一代 现将该细菌种群 m个个体 接种到培养基上 资源 空间无限 th后 该种群的个体总数是 a m 2tb m 220c