人教版必修三 种群的数量变化 课件 (72张).pptVIP

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 某种细菌每20min就通过分裂增殖一次 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分裂繁殖一代 1 n代细菌数量的计算公式是 2 72h后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是 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 建构种群增长模型的方法 一 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 一 建构种群增长模型的方法 数学模型 1 概念 一 建构种群增长模型的方法 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 一 建构种群增长模型的方法 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 建立数学模型的步骤 研究实例 细菌每20分钟分裂一次 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 nn 2n 观察 统计细菌数量 对自己建立的模型进行检验或修正 研究实例 细菌每20分钟分裂一次 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 nn 2n 观察 统计细菌数量 对自己建立的模型进行检验或修正 研究方法 研究实例 细菌每20分钟分裂一次 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 nn 2n 观察 统计细菌数量 对自己建立的模型进行检验或修正 研究方法 观察研究对象提出问题 研究实例 细菌每20分钟分裂一次 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 nn 2n 观察 统计细菌数量 对自己建立的模型进行检验或修正 研究方法 观察研究对象提出问题 提出合理的假设 研究实例 细菌每20分钟分裂一次 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 nn 2n 观察 统计细菌数量 对自己建立的模型进行检验或修正 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 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 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 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 数据分析表格式 数学方程式 坐标式 曲线图 柱状图 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 数据分析表格式 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 数据分析表格式 数学方程式 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 数据分析表格式 数学方程式 nn 2n 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 坐标式 曲线图 柱状图 数据分析表格式 数学方程式 nn 2n 一 建构种群增长模型的方法 3 类型 坐标式 曲线图 柱状图 数据分析表格式 数学方程式 nn 2n 方程式 精确 曲线图 直观 细菌的数量 个 这是理想条件下细菌数量增长的推测 自然界中有此类型吗 实例1 澳大利亚野兔 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 实例1 一 建构种群增长模型的方法 实例2 凤眼莲 水葫芦 一 建构种群增长模型的方法 实例2 凤眼莲 水葫芦 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 右图 实例3 实例3 自然界确有类似细菌在理想条件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 曲线则大致呈 j 型 美国某岛屿环颈雉种群数量的增长 二 种群增长的 j 型曲线 实例3 自然界确有类似细菌在理想条件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 曲线则大致呈 j 型 美国某岛屿环颈雉种群数量的增长 我国历年来人口增长是否呈 j 型曲线 世界人口走势图 1953年 第一次人口普查 总人口为6 02亿1963年 第二次人口普查 总人口为7 23亿1982年 第三次人口普查 总人口为10 32亿1990年 第三次人口普查 总人口为11 60亿2000年 第五次人口普查 总人口为12 95亿 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 食物充足 空间充裕 环境适宜 没有敌害 资源无限指数生长 理想条件下的种群增长模型 种群增长的 型曲线 二 种群增长的 j 型曲线 j 增长的数学模型 问题 j 型增长能一直持续下去吗 二 种群增长的 j 型曲线 j 增长的数学模型 问题 j 型增长能一直持续下去吗 存在环境阻力 二 种群增长的 j 型曲线 j 增长的数学模型 问题 j 型增长能一直持续下去吗 存在环境阻力 自然界的资源和空间总是有限的 种内竞争就会加剧 捕食者增加 二 种群增长的 j 型曲线 j 增长的数学模型 问题 j 型增长能一直持续下去吗 存在环境阻力 自然界的资源和空间总是有限的 种内竞争就会加剧 捕食者增加 当种群数量增加到一定阶段时 种群数量就会稳定在一定的水平 思考 在自然界中 种群增长的 j 型曲线应该从哪些方面进行修正呢 证明 高斯实验 大草履虫数量增长过程如何 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 高斯对大草履虫种群研究的实验 证明 高斯实验 大草履虫种群的增长曲线 证明 高斯实验 大草履虫种群的增长曲线 375 证明 高斯实验 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 大草履虫种群的增长曲线 375 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 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 讨论 1 你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后 呈 s 型曲线的原因是什么 拓展 2 在高斯实验的基础上 如果要进一步了解是空间的限制 还是资源 食物 的限制 该如何进行实验设计 空间和资源有限 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 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 将停止增长并在k值左右保持相对稳定 种群数量 种群数量 种群数量 s 型增长曲线 种群数量 k 种群数量 s 型增长曲线 种群数量 k d 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 种群数量 s 型增长曲线 种群数量 k 种群数量增长率 时间 d 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 种群数量 s 型增长曲线 种群数量 k 种群数量增长率 时间 d 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 种群数量 s 型增长曲线 种群数量 k 种群数量增长率 时间 d 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 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 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 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 出生率 死亡率 即种群数量处于k值 b 出生率与死亡率之差最大 即种群数量处于k 2值 例 05全国卷i 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a 种群数量相对稳定b 种群增长量最大c 种群数量最大d 环境条件所允许的种群数量最大 例 05全国卷i 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a 种群数量相对稳定b 种群增长量最大c 种群数量最大d 环境条件所允许的种群数量最大 k 时间 k 2 种群数量 三 种群增长的 s 型曲线 问题 种群数量达到k值时 都能在k值维持稳定吗 三 种群增长的 s 型曲线 问题 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 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 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 三 种群增长的 s 型曲线 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 总结 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 k值是环境最大容纳量 环境阻力代表自然选择的作用 总结 种群增长的 s 型曲线 验证 生态学家高斯的实验 种群数量达到k值后 都能在k值稳定吗 我国东亚飞蝗种群数量的波动 1930年 1980年世界范围内鲸鱼种群数量变化 气候 食物 天敌 传染病等 影响种群数量变化的因素 人为因素 种群数量 时间 理想 有限 自然 气候 食物 天敌 传染病 人为因素等 k 1 在下列图中 表示种群在无环境阻力状况下增长的是 b 2 2002高考 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