高中生物 第四章 种群和群落 4.3 种群的数量波动及调节课件 浙科版必修3.ppt

种群数量的增长 现行课标要求 领悟系统分析 建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用尝试建立数学模型解释种群的数量变动 理解活动建议 探究培养液中酵母种群数量动态变化 知识目标 数量特征空间特征遗传特征 1 列举种群的特征2 解释种群的数量变化3 描述群落的结构特征4 阐明群落的演替 能力目标 掌握调查种群密度的方法尝试建立数学模型 种群增长曲线种群数量变化规律 关注人类活动对种群数量变化的影响关注人类活动对群落演替的影响 组成种间关系空间结构 情感态度价值观 地位 研究核心 新课标的生物学核心素养的要求 在教学实践中有意识地落实这些要求 体现这些元素 理性思维 模型与建模 科学探究 设计 实施实验 结果讨论等 对种群数量变化的理解是学生通过探究培养液中酵母种群数量动态变化这一活动来构建数学模型自己得出的社会责任 研究种群的核心问题是种群的大小及变化规律 它决定生物的益或害 开发与保护 防治与不防治 及检查保护与防治效果 害虫预测预报的基础 人口控制生命观念 解释影响种群变化的因素中体现稳态与平衡 进化与适应等 教学目标知识目标 能够解释生物种群数量增长的一般规律说明建构种群数量增长数学模型的方法过程能力目标 尝试建构种群数量增长的数学模型运用种群数量变化规律解释 解决生产生活中的实际问题情感态度与价值观目标 认同数学模型在生物学研究中的应用关注濒危生物保护措施与生物入侵防范措施的讨论 关注人类活动对种群数量变化的影响 教学重点 尝试建构种群增长的数学模型根据建构的数学模型解释种群数量的变化教学难点 建构种群增长的数学模型教学策略 问题解决 构建模型 形成概念 概念应用 教学过程设计 复习引入提出问题 关注现实 典型案例 模型假设做出假设 整体数量变化趋势具体赋值 理论计算事实验证 实验调查事例基于数据分析形成规律 j型增长 s型增长 及变式 概念应用 资源利用 有害生物防治等 第三节种群的数量波动及调节背景 研究种群的核心是种群的大小及变化规律决定种群大小的因素 nt 1 nt b d i e如何研究一个种群的数量变化及规律呢 在自然条件下 开放的种群大小会因迁入 迁出等过程影响而发生较大的变化 因此 我们常常借助于人工控制的封闭种群来研究种群的数量增长变化规律 即先进行数学模型的研究 第二节种群数量的增长 基本策略 复杂 简单常常借助于人工控制的封闭种群来研究种群的数量增长变化规律 即先进行数学模型的研究 研究材料 模式生物的选取最好具有繁殖快 世代时间短 实验室里易于观察和培养 容易进行数量统计等特点数学模型价值 解释 预测 酵母菌 单细胞真核生物 显微镜下便于观察 条件好时可2小时繁殖一次 将等量 少量酵母菌分别接种 10吨的发酵罐10ml的试管中温度等其它条件事宜 提出问题 在这两种培养条件下 酵母菌种群的数量随时间的推移 7天 而发生怎样的变化 请你作出假设预期 并解释说明你的假设 提示 设定 接种了n0个酵母菌 酵母菌每2个小时可繁殖1次假设预期 表达形式可以是你总结出的数学公式 也可以用坐标曲线图进行说明 理想条件下 数学公式n n02n 如何验证我们的假设呢 采用什么样的研究方法 实施试验 定期取样法定期取样 显微测量计数 收集数据 处理数据 检测修正模型显微计数 血细胞计数板 加样处 再证 自然条件下 例 澳洲本来没有兔子 1859年 一个叫托马斯 奥斯汀的英国人来澳定居 带来了24只野兔 放养在他的庄园里 供他打猎取乐 奥斯汀绝对没有想到 一个世纪之后 这24只野兔的后代达到6亿只之多 野兔种群能快速增长的原因有哪些 讨论 1 野兔种群能快速增长的原因有哪些 2 假设 最初为10只野兔 n0 到第二年数量为200只 年增长率 20如果种群以此增长率年复一年地增长 t年后 种群的数量可达到多少 n0 10n1 n0 10 20 200 10 201 n2 n1 200 20 4000 10 202 n3 n2 4000 20 80000 10 203 nt nt 1 或nt n0 t3 以时间为横坐标 种群个体数为纵坐标做图 t年后该种群的数量应为 nt n0 t 人口 亿 年份 我国1000 1990年的人口数量变化 某海岛上环颈雉种群的增长 实线为实际增长曲线 虚线为理论上的 j 型曲线 其它实例 酵母种群数量统计表 单位107个 ml 对收集到的数据做何处理 要获得哪些参数 单位107个 ml 自然增长率 逐渐减小 增长速率的特点 先增加 逐渐达到最大 后降低 最后趋于0 种群不能无限增长的原因 资源空间有限 种内竞争加剧 天敌 种间竞争加剧 出生率降低 死亡率升高 出生率随种群密度增加而下降 拟谷盗存活率随种群密度增加而下降 种群个体数量 n 时间 k 2 环境容纳量 k值 在环境不受破坏的条件下 一定空间中所能维持的种群最大数量 长时期内环境所能容纳的种群最大数量 总结 一 指数增长 j 型增长1 条件 理想条件下 在食物和空间条件充裕 气候适宜 无敌害等条件下 种群的数量每年以一定的倍数增长 nt n0 t2 增长特点 增长率恒定增长速率逐渐增大 爆炸式增长 3 自然环境中 一定时间内 实验室条件下 外来生物的入侵 二 逻辑斯谛增长 s 型增长 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 1 条件 2 环境容纳量 称k值 长时间内环境所能维持的种群最大数量 限制种群增长3 特点 增长速率 先增1 2k时达到最大后降 达到k值停止增长或在 值上下波动 三 研究种群数量变化的意义k值可能变化吗 当种群数量超过k值时 会造成环境中某些资源的破坏 过度放牧导致草场资源退化 k值降低 三 种群数量变化的意义 1 资源的合理利用 规模 利用时机 2 珍稀生物的保护 3 有害生物的控制 4 控制人口 小结 数学模型 用来描述现实系统或其性质的一个抽象的 简化的数学结构 科学工作者用它来揭开此系统的内在机制和对系统行为进行预测 建立动植物种群动态数学模型的目的 是阐明自然种群动态的规律及其调节机制 帮助理解各种生物的和非生物的因素是怎样影响种群动态的 数学模型 模型研究必须从客观实际出发来建模 最后又必须通过实践来检验 在数学模型研究中 最关心的不是特定公式的数学细节 而是模