高中生物《第四章 第二节 种群数量的变化》课件2 新人教版必修3.ppt

观察研究对象 提出问题提出合理假设根据实验数据 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 对模型进行检验或修正 第3节种群数量的变化 一 建构种群增长模型的方法 细菌每20分钟分裂一次在理想条件下细菌种群的增长不受种群密度增加的影响nn 2nn 细菌数量 n 第几代观察统计细菌数量 对所建模型进行检验修正 数学模型 描述一个系统或它的性质的数学形式 例1在营养和生存空间无限的条件下 某种细菌每20min通过分裂繁殖一代 现设细菌的分裂是同步的 计算一个细菌产生的后代在不同时间 世代的数量 填表并画出种群的增长曲线 36343230282624222018161412108642 时间 min 种群数量 个 20406080100120140160180 nt nt 2t 123456789 世代 t n 细菌数量t 第几代 数学方程式 nt n0 2t n0 为初始时细菌数量 nt n0 t 1 2t n0 种群的起始数量nt 第t世代该种群的数量t 世代数 分析 在理想条件下 细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 种群的世代净繁殖率 某世代为上一世代的倍数 将世代保持不变 1 r 1 b d r 种群增长率 r b d b 种群出生率d 种群死亡率 nt n0 t 当 1时 雌体未繁殖 0种群在下一代灭亡 在食物 空间充裕 气候适宜 无敌害的理想条件下 种群世代不重叠 呈离散增长的种群数量模型 如 一年生植物和昆虫 1 r 1 b d 出生率 b 死亡率 d r 0 1种群数量稳定 出生率 b 死亡率 d r 0 1种群数量不断上升 出生率 b 死亡率 d r 00 1种群数量不断下降 如图所示 分析比较曲线1 4的 r 及b d之间的数量关系 种群的数量变化趋势 nt n0 t 1 r 1 b d 例21859年 24只野兔由英国带到澳大利亚 100年后 其后代竟达到6亿只以上 造成植被破坏 水土流失 引入黏液病毒才使野兔的数量得到控制 分析 与上例比较 本例中野兔的世代是重叠的 种群的增长是连续的 在时间 种群数量坐标系中绘出曲线 在食物 空间充裕 气候适宜 无敌害的理想条件下 一个连续增长的种群其瞬时增长率与种群密度无关 将保持不变 假定在很短时间dt内种群的瞬时出生率为b 瞬时死亡率为d 种群大小为n 则种群的瞬时增长率r b d 即 以种群大小nt对时间t作图 得上图 j 型曲线 在食物 空间充裕 气候适宜 无敌害的理想条件下 连续增长的种群数量模型 出生率 b 死亡率 d r 0 1种群数量稳定 nt n0ert 出生率 b 死亡率 d r 0 1种群数量不断上升 出生率 b 死亡率 d r 00 1种群数量不断下降 瞬时增长率r b d er 如图所示 分析比较曲线1 4的 r 及b d之间的数量关系 种群的数量变化趋势 nt n0ert 瞬时增长率r b d er 二 j 型增长的数学模型 p66 模型假设 建立模型 nt n0 t 食物 空间条件充裕 气候适宜 无敌害等理想条件下 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年的数量是第一年的 倍 t年后种群数量 1 r 1 b d 分析 同数学方程式相比 曲线图表示的数学模型有什么局限性 出生率 b 死亡率 d r 0 1种群数量不断上升 环境容纳量 减速期 开始期 加速期 转折点 饱和期 时间 种群数量 k 高斯实验分析 p67 渔 牧 林业资源利用最适期 n0 三 种群增长的 s 型曲线 有限环境条件 种群个体数少 密度增长缓慢 随个体数增加 密度增长加快 密度增长最快 密度增长变慢 种群个体数达到k值而饱和nt k 种群增长为零 种群斗争最剧烈 在有限资源环境下 随着种群密度的增加 资源的缺乏 种群的数量能一直保持 j 型增长吗 在有限资源环境下 随着种群密度的增加 资源缺乏 种群的出生率降低 死亡率升高 将使种群增长率降低 r rm 1 n k rm 1 n k n rm 种群在理想条件下的瞬时增长率r 种群在有限条件下的瞬时增长率 每增加一个个体 就产生1 k的抑制影响 n k为环境阻力 s 型增长的数学模型 以种群数量nt对时间t作图 得下图 s 型曲线 rm 1 n k n 当k n时 种群正增长当k n时 种群负增长当k n时 种群呈稳定平衡 r和k参数的意义 r 物种潜在的增长能力 生殖潜能 k 环境容纳量 在特定环境中种群密度可能的最大值 鱼类的最大捕获量 种群增长的 s 型曲线的另一种表现方式 分析 下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群数量变化曲线 图中的阴影部分的含义 1 环境中影响种群增长的阻力 2 数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数量 分析 同一种群的k值是否固定不变 1珍稀野生动物的保护 大熊猫 建自然保护区 改善栖息环境 扩大其生存空间 提高k值 应用 保护大熊猫的根本措施 2 有害动物的控制 家鼠 断食 切断巢穴 养殖并释放天敌 降低k值 器械捕杀 药物捕杀 四 种群数量的波动和下降 影响种群数量的因素 食物 天敌 传染病 栖息空间 气候 人类活动 分析 上述哪些因素的作用随着种群的密度的变化而改变 1 密度制约因素 食物 天敌 捕食 寄生 竞争 传染病 栖息空间 密度制约因素的反馈调节 例1 草 食物 对旅鼠的反馈调节作用 例2 抑制物的分泌 蝌蚪在种群密度高时分泌毒素桉树在种群密度高时自毒现象 例3 传染病 寄生物对种群密度大的种群影响更大 使种群数量相对稳定或有规则的波动 具反馈调节机制 分析 密度制约因素对种群数量影响的特点 减少 增加 增加 减少 密度制约因素对种群数量的反馈调节 2 非密度制约因素 气候 人类活动 如使用杀虫剂 分析 非密度制约因素对种群数量影响的特点 例 干旱导致蝗虫的大发生人类使用杀虫剂导致某害虫种群数量骤减 引起种群数量不规则变动 作用本身没有反馈调节 对种群数量的影响多为猛烈的 灾难性的 其作用可被密度制约因素所调节 五 研究种群数量变化规律及影响因素的意义 1 有害动物的防治2 野生生物资源的保护和合理利用3 濒危动植物种群的拯救和恢复 探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 1 问题 培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的 在不同温度下酵母菌的数量随时间变化 在不同通气条件 通o2与通co2 下酵母菌的数量随时间变化 在理想条件下酵母菌的数量随时间变化 在有限条件下酵母菌的数量随时间变化 2 作出假设 围绕具体问题 合理提出符合逻辑的假设 3 讨论探究思路 材料用具 菌种 无菌马铃薯培养液或肉汤培养液 试管 血球计数板 滴管 恒温培养箱 充气泵 显微镜等 对酵母菌计数的方法 血球计数板直接计数法 微生物计数室 微生物计数室 16 25 每小格长 宽都是0 05mm 深度为0 1mm 体积为 0 05 0 05 0 1 0 00025mm3 整个计数室的的体积 0 00025mm3 16 25 0 1mm3相当于1 10000ml 操作步骤 2滴加已知稀释浓度的菌悬液 1盖片 从一侧滴加 不要产生气泡 3镜检计数 静置数分钟 待全部细胞沉降到玻片表面 再镜检 计数时数上不数下 数左不数右 稀释度以每小方格内有5 10个菌体为宜 调整细准焦螺旋 找到计数室内上 下全部菌体 计数应重复3次 取平均值 从试管中吸取菌体培养液时 将试管轻震荡几次 实验结果记录表 分析 本实验是否需要设计对照组 如何设计 4 制订计划 5 实施计划 6 分析结果 得出结论 7 表达与交流 8 进一步探究 种群数量 时间 nt d 1 美国某岛上的环颈雉种群的增长大致符合 j 型曲线 已知1939年 该岛有250只环颈雉 1942年变为1