种群的数量变化公开课PPT学习教案

1、会计学1 种群的数量变化公开课种群的数量变化公开课 教学目标教学目标 1、通过探究细菌种群数量的变化，尝 试建构种群增长的数学模型； 2、掌握用数学模型解释种群数量的变 化类型及机制； 3、能正确理解环境容纳量，了解“S” 型曲线在生产和生活中的应用。 第1页/共21页 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 在营养和生存空间没有限制的情况下，某在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每个细菌每20 分钟分裂繁殖一代，讨论：分钟分裂繁殖一代，讨论： n n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？ 7272小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？小时后由一个细菌分裂产生的

2、细菌数量是多少？ 时间 分钟 2040 60 80 100 120 140 160 180 分裂 次数 细菌 数量 数量 1 2 2 4 3 8 4 1 6 5 3 2 6 6 4 7 128 8 256 9 512 222123242526272829 第2页/共21页 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 1 1、观察研究对象，、观察研究对象，提提 出问题出问题 细菌每细菌每2020分钟分裂一次，分钟分裂一次， 问题：细菌种群数量怎样变化问题：细菌种群数量怎样变化 ？ 2 2、提出提出合理的合理的假设假设 在资源和空间无限多的环境中在资源和空间无限多的环境中 ，细菌种群的增

3、长不受种群密，细菌种群的增长不受种群密 度增加的影响度增加的影响 3 3、根据实验数据，用适、根据实验数据，用适 当的当的数学形式数学形式对事物的对事物的 性质进行性质进行表达表达 列出表格，根据表格画曲线，列出表格，根据表格画曲线， 推导公式，推导公式，N Nn n=2=2n n 4 4、通过进一步实验或观、通过进一步实验或观 察等，对模型进行察等，对模型进行检验检验 或修正或修正 观察、统计细菌的数量，对自观察、统计细菌的数量，对自 己所建立的模型进行检验或修己所建立的模型进行检验或修 正正 建立数学模型一般包括以下步骤：建立数学模型一般包括以下步骤： 第3页/共21页 将数学公式（将数学

4、公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图 时间时间 分钟分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180 细菌细菌 数量数量 曲线图与数学方程曲线图与数学方程 式比较，优缺点？式比较，优缺点？ 直观，直观， 但不够精确但不够精确 。 2 4 8 16 32 64 128 256 512 第4页/共21页 实例实例1：澳大利亚本来并没有兔子。澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，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。一个世纪后，兔子

5、的数量达到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。一个世纪后，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。亿只以上，遍布整个大陆。 第5页/共21页 实例实例2 2：在在2020世纪世纪3030年代年代 ，人们将环颈雉引入美国，人们将环颈雉引入美国 的一个岛屿。在的一个岛屿。在19371937 19421942年期间，这个种群数年期间，这个种群数 量的增长如下图所示。量的增长如下图所示。 如果以时间为横坐标，如果以时间为横坐标， 种群数量为纵坐标画出种群数量为

6、纵坐标画出 曲线来表示，曲线大致曲线来表示，曲线大致 呈什么型？呈什么型？ 第6页/共21页 自然界确有类自然界确有类 似细菌在似细菌在理想条件理想条件 下种群数量增长的下种群数量增长的 形式，如果以时间形式，如果以时间 为横坐标，种群数为横坐标，种群数 量为纵坐标画出曲量为纵坐标画出曲 线来表示，曲线大线来表示，曲线大 致呈致呈“”型型 二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线 第7页/共21页 “ J ”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、适用条件、适用条件 ： 理想状态（不存在环境阻力）理想状态（不存在环境阻力）食物食物 和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等；和空间条件充裕、

7、气候适宜、没有敌害等； （ N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后年后 该种群的数量，该种群的数量，表示该种群数量是一年前表示该种群数量是一年前 种群数量的倍数。）种群数量的倍数。） 2 2、种群、种群 “ J J ”型增长的数学模型公式：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，第种群的数量每年以一定的倍数增长，第 二年是第一年的二年是第一年的倍。倍。 第8页/共21页 3 3、实例：（、实例：（1 1）实验室的理想条件下；（）实验室的理想条件下；（2 2）种）种 群刚迁入一个新的适宜环境。群刚迁入一个新的适宜

8、环境。 4 4、增长特点：、增长特点：连续增长，增长率不变连续增长，增长率不变 O 时间时间 种种 群群 增增 长长 率率 增长率是增长率是指新增加的个体数占原来个体数的比例指新增加的个体数占原来个体数的比例 ，是一个百分比，无单位，即出生率减去死亡率，是一个百分比，无单位，即出生率减去死亡率 ；增长速率增长速率是指新增加的个体数与时间的比值，是指新增加的个体数与时间的比值， 有单位（如个有单位（如个/ /年等），即曲线的斜率。年等），即曲线的斜率。 第9页/共21页 生态学家高斯把生态学家高斯把5 5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL0.5mL的的 培养液中，每隔培养液中，每隔2424小

9、时统计一次数据，经小时统计一次数据，经 过反复实验，结果如下：过反复实验，结果如下： 第10页/共21页 种群经过一定种群经过一定 时间的增长后，时间的增长后， 曲线，称为曲线，称为 “S”型曲线型曲线 大草履虫种群的增长曲线 三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线 第11页/共21页 讨论： 1、从外因（资源、空间等）和内因（ 出生率和死亡率）分析，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？ 2、如将大草履虫分别放在0.25ml、 0.75ml和1ml培养液中进行培养，其他 条件相同且适宜。K值一样吗？为什么？ 根据这个实验你能得出什么结论？ 第12页/

10、共21页 1 1、前提条件：自然状态（存在环境阻、前提条件：自然状态（存在环境阻 力）力）-食物、空间等资源有限，存在食物、空间等资源有限，存在 天敌、疾病等。天敌、疾病等。 A 第13页/共21页 2 2、增长特、增长特 点：点： t0 t1 t2 时间时间 增增 长长 速速 率率 增长速率先增加，后减少。增长速率先增加，后减少。种种 群数量群数量= K/2= K/2值时，增长速率值时，增长速率 最大；种群最大；种群数量数量= =K值时，增长值时，增长 速率为零。速率为零。 a K/2 b c de f g h 左图的左图的fgfg段相当于右图的段相当于右图的acac段段 左图的左图的g g

11、点相当于右图的点相当于右图的c c点点 左图的左图的ghgh段相当于右图的段相当于右图的cdcd段段 左图的左图的h h点相当于右图的点相当于右图的dede段段 第14页/共21页 大多数种群的数量总是在波动之中的，在大多数种群的数量总是在波动之中的，在 不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。 四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动 第15页/共21页 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入种群的数量是由出生率和死亡率、迁入 率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种 群

12、特征的因素，都会引起种群数量的变化。群特征的因素，都会引起种群数量的变化。 环境因素环境因素 种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群的出生率、死亡率、迁出和迁入 种群数量的变化种群数量的变化 气候、食物、天敌、传染病等气候、食物、天敌、传染病等 增或减增或减 增长、波动、稳定、下降等增长、波动、稳定、下降等 影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素 第16页/共21页 “S”型曲线的应用 （2）大熊猫等珍稀动物该怎样提高环 境容纳量？ （3）鱼类资源在什么值时候捕捞 获得的产量最多？为什么？ 第17页/共21页 代表环境阻力代表环境阻力生存斗争中被淘汰的个体数生存斗争中被淘汰的个体数 。 讨论讨论 ：图中阴影部分代表的什么？：图中阴影部分代表的什么？ 第18页/共21页 在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小 群绵羊，群绵羊，8 8年后发展到年后发展到500500只左右，这个羊只左右，这个羊 群数量会群数量会 A A、维持在一个水平上、维持在一个水平上 B B、不断下降、不断下降 C C、缓慢上升、缓慢上升 D D、迅速上升、迅速上升 A A 第19页/共21页 某研究所调查发现：某种鱼迁入一生态系统后，其种群数 量增长速率随时间变化的曲线如图所示，请分析回答： (1)在t0t