生物：42《种群数量的变化》课件(新人教版必修3).ppt

新课标人教版课件系列,高中生物必修3,第四章种群和群落,第二节种群的变化,教学目标,知识与能力：1、说明建构种群增长模型的方法。2、通过探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，尝试建构种群增长的数学模型。3、用数学模型解释种群数量的变化。4、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，并据此解释种群数量的变化。教学难点：建构种群增长的数学模型。,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？,种群：,温故而知新,在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和。,下列叙述中属于种群的是：1一个池塘中的全部鱼2一片草地上的全部蒲公英3世界上的全部鸟4一个岛上的全部绵羊,练习,种群研究的核心问题是种群数量的变化。,思考,种群密度是种群最基本的数量特征。,在一般情况下，要逐一计数某个种群的个体总数是困难的。我们应该怎样研究种群数量？,如何调查一片草地中蒲公英的种群密度？,样方法,常用于植物种群密度的抽样调查。,取样调查法之一,如何调查一个岛上绵羊的种群密度？,标志重捕法,常用于动物种群密度的抽样调查。,取样调查法之二,在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量变化是怎样的呢？,思考,草履虫的分裂生殖,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。,讨论：1、n代细菌数量的计算公式是什么？2、72H后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,讨论：3、请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格！,4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有天敌,资源无限指数生长,理想条件下的种群增长模型,模型中各参数的意义：N0为某种动物种群的起始数量，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。,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、敌害等条件下，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。,建立模型：t年后种群数量为：Nt=N0t,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。,实例一,理想条件下的种群增长模型,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19371942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线（右图）。,实例二,理想条件下的种群增长模型,世界人口的指数增长曲线,实例三,理想条件下的种群增长模型,实例四,理想条件下的种群增长模型,思考,理想化的情况在自然界中并不存在。那么，到底有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？,决定种群个体数目变动的关系图,总之,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,环境阻力,种群密度越大环境阻力越大,思考,在自然界中，理想化的情况并不存在。种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？,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,请你绘制大草履虫的种群增长曲线！,大草履虫种群的增长,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,资源有限阻滞生长,资源有限条件下的种群增长,大约在1800年，人们把绵羊引入澳大利亚塔斯马尼亚岛以后的种群增长曲线。增长初期显出“S”,型曲线。1850年后在170万头上下作不规律的波动。,资源有限条件下的种群增长,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。,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,NK/2，种群有最大持续产量，种群增长量最大。,资源有限条件下的种群增长,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？,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量最大。,思考,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,提示：从环境容纳量的角度思考，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。,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,思考,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,思考,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,思考,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,保护家园,你我有责,种群的研究核心就是种群的数量变动。,为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学建模是常用的方法之一。,建构种群增长模型的方法,1、数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。,2、数学建模的一般过程,提出问题,作出假设,建立模型,模型的检验与评价,建构种群增长模型的方法,研究实例,研究方法,细菌每20min分裂一次,观察研究对象，提出问题,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,提出合理的假设,Nn=2n，N代表细菌数量，n表示第几代,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，对自己所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,K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。,总结,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下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（）,ACD段（增长速度慢）BDE段（速度加快）CEF段（变化速率加快）DFG段（速度逐渐变慢）,D,3、种群的指数增长（J型）是有条件的，条件之一是（）A在该环境中只有一个种群B该种群对环境的适应比其他种群优越得多C环境资源是无限的D环境资源是有限的,C,4、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（）A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系B.种群增长率在各阶段是不相同的C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关D.种群增长不受种群密度制约,B,K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。,复习,绵羊引入澳大利亚塔斯马尼亚岛,种群数量/千头,年份,思考,请描述绵羊种群的数量随时间所发生的变化。,该种群的环境最大容纳量K值是多少？,绵羊引入澳大利亚塔斯马尼亚岛,种群数量/千头,年份,思考,0-A、A-B、B-C、C-D各区段绵羊种群数量增长速度分别发生了怎样的变化？,发生这些变化的原因可能有哪些？,如果要获得最大的捕获量，又要使绵羊种群具有较高的生产繁殖能力，应该使绵羊种群的数量保持在哪一点所代表的水平上？,4.影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,五、研究种群数量变化的意义,1合理利用和保护野生生物资源,2为防治有害生物提供科学依据,鱼类的捕捞,蝗虫的防治,苍鹭的保护,云豹的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,练习P69基础题1.提示：在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，