生物4 2 种群的数量变化 2人教版必修

1、会计学1生物生物4 2 种群的数量变化种群的数量变化 2人教版必修人教版必修1.细菌是真核生物细菌是真核生物还是原核生物？还是原核生物？ 思考回答思考回答2细菌的繁殖的细菌的繁殖的方式是什么？方式是什么？3细菌繁殖了细菌繁殖了n n代后的数量是多代后的数量是多少？少？细菌增长的数学模型研究细菌增长的数学模型研究4请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。时间时间（min)min)2020 404060608080100100120120140140160160180180细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128 256512增长速度增长速度v v( (个个

2、/20min)/20min)4-2=248163264128 256增长速度越来越快增长速度越来越快增长速度越来越快增长速度越来越快时间（时间（min)min)20 406080100120140160180细菌数量细菌数量（个）（个）增长速度增长速度v v( (个个/20min)/20min)248163264128 256512 4-2=248163264128 256增长率增长率r r( (个个/20min/20min 个个) )增长率稳定增长率稳定(4-2)/2 =11111111Nt=N0t0一、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.数学模型：数学模型：是用来描述一

3、个系统或它的性质的数学形式是用来描述一个系统或它的性质的数学形式4.4.数学模型建构的步骤数学模型建构的步骤2.2.数学模型的表现形式数学模型的表现形式: :数学方程式数学方程式曲线图曲线图3.3.建构数学模型的意义建构数学模型的意义: :描述、解释和预测种描述、解释和预测种群数量的变化。群数量的变化。数学模型的建构步骤：数学模型的建构步骤： 研究实例研究实例 研究方法研究方法 细菌每细菌每20min分裂一次分裂一次在资源和空间在资源和空间无限多无限多的环的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响Nn=2nN代表细菌代表细菌数量，数量，n表示第

4、几代表示第几代观察、统计细菌数量，对自己观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正所建立的模型进行检验或修正提出合理的假设提出合理的假设观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题根据实验数据，用适当的数学根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正，对模型进行检验或修正实例实例1：澳大利亚本来并利没有兔子。澳大利亚本来并利没有兔子。 1859年，年，24只只欧洲野兔从英国被带到了澳大亚。这些野兔发现自己来到欧洲野兔从英国被带到了澳大亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却

5、没有鹰等天敌。这里了天堂。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。不到不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到年，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。二、二、种群增长的种群增长的“J J”型曲线型曲线: :澳大利亚野兔能指数增长的特澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢？殊原因是什么呢？ 。 没有天敌。没有天敌。充足的食物。充足的食物。广阔的生活空间广阔的生活空间思考思考1： 20世纪世纪30年代，人们将环颈雉引入美年代，人们

6、将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海国华盛顿州的一个海岛。岛。19371942年间年间数量增长：数量增长：来自来自生物生物（必修本）第二册（必修本）第二册2000年世界人口年世界人口增长曲线增长曲线我国我国10001990年人口数年人口数量变化量变化“J J”型增长的数学模型型增长的数学模型: : 在食物和空间条件充裕、气候在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，如果第一数量以一定的倍数增长，如果第一年数量为年数量为No,No,第二年的数量是第一第二年的数量是第一年的年的倍，则倍，则t年以后的种群数量公年以后的种群数量公式为：式为

7、： Nt=Not在有限的资源和空间的条件下，在有限的资源和空间的条件下，种群又是怎样增长的呢种群又是怎样增长的呢你能否预测它的变化你能否预测它的变化高斯实验：高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5 mL0.5 mL培养液中放培养液中放入入5 5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24 h24 h统计一次大草履虫的数量。经过反统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。从上图可以看出，大草履虫在复实验，得出了如上图所示的结果。从上图可以看出，大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是这个实验环境条件下的最大种群数量是375375个

8、，这就是该实验种群个，这就是该实验种群的的K K值。值。（1 1）问题探讨：）问题探讨： “S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。曲线。 该实验中在第该实验中在第 天时增长率最快。天时增长率最快。 环境容纳量（又称环境容纳量（又称 ）：在环境条件）：在环境条件 的情况下，一定空间中所能维持的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。的种群的最大的数量称为环境容纳量。 趋于稳定趋于稳定2、3K值值不受到破坏不受到破坏k/201002003004001234567时间时间/ /天天酵母数酵母数环境阻力环境阻力食物不足食物不足空间有

9、限空间有限种内斗争种内斗争天敌捕食天敌捕食气候不适气候不适寄生虫寄生虫传染病等传染病等K值值:环境容纳量环境容纳量（2 2）种群的）种群的“S S”型增长到型增长到K K值后不再继续值后不再继续增加的原因：增加的原因：内因是：内因是： 外因是：外因是： 种群的出生率和死亡率、迁入种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等和迁出率相等自然界的资源和空间是有限的自然界的资源和空间是有限的种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线 在食物（养料在食物（养料）和空间条件充裕）和空间条件充裕、气候适宜、没有、气候适宜、没有敌害等理想条件下敌害等理想条件下，种群的数量往往，

10、种群的数量往往会连续快速增长会连续快速增长. . 在食物（养料在食物（养料）和空间等有限的）和空间等有限的条件下，种群数量条件下，种群数量呈现呈现S型增长趋势型增长趋势. .K/2种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线 N0:该种群的起始该种群的起始 数量数量:种群数量是一种群数量是一 年前的倍数年前的倍数Nt = N0tK值：环境容纳量值：环境容纳量k/2处：种群增长处：种群增长 速度最快速度最快种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的 “J J”型曲线型曲线种群增长的种群增长的 “S S”型

11、曲线型曲线在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量

12、？取哪些措施控制家鼠数量？有害生物的控制有害生物的控制老鼠老鼠机械捕杀机械捕杀施用激素施用激素药物捕杀药物捕杀施用避孕药施用避孕药养殖或释放养殖或释放天敌天敌将食物储存将食物储存在安全处在安全处降低降低繁殖率繁殖率减少减少数量数量增大环境阻力增大环境阻力降低环境容纳量降低环境容纳量打扫卫生打扫卫生硬化地面硬化地面时间时间种种群群数数量量1.1.减少数量减少数量机械捕杀机械捕杀药物捕杀药物捕杀时间时间种种群群数数量量1.1.减少数量减少数量机械捕杀机械捕杀药物捕杀药物捕杀J型型环境阻力环境阻力时间时间种种群群数数量量K值值2.2.增大环境阻力降低环境容纳量增大环境阻力降低环境容纳量S型型K值值J

13、型型环境阻力环境阻力时间时间种种群群数数量量2.2.增大环境阻力降低环境容纳量增大环境阻力降低环境容纳量1.1.减少数量：机械捕杀、药物捕杀减少数量：机械捕杀、药物捕杀哪种措施较能从实质上解决问题哪种措施较能从实质上解决问题? ?2.2.增大环境阻力降低环境容纳量：增大环境阻力降低环境容纳量： 养殖或释放天敌、打扫卫生、养殖或释放天敌、打扫卫生、 硬化地面、将食物储存在安全处硬化地面、将食物储存在安全处3.3.降低繁殖率等降低繁殖率等课堂讨论课堂讨论A. 大熊猫食性单一、繁殖率低、大熊猫食性单一、繁殖率低、生活在海拔较高的山岭里，活动范围生活在海拔较高的山岭里，活动范围需求广。需求广。试分析大

14、熊猫数量日益减少的原试分析大熊猫数量日益减少的原因因?你能提出保护大熊猫措施吗？你能提出保护大熊猫措施吗？大熊猫数量日益减少的原因大熊猫数量日益减少的原因？自身繁殖率低自身繁殖率低食性单一食性单一气候变迁气候变迁栖息地的丧失等栖息地的丧失等保护大熊猫的措施？保护大熊猫的措施？提高繁殖率提高繁殖率, ,建立自然保护区，给大熊猫更宽广的建立自然保护区，给大熊猫更宽广的 生活空间，保护环境，改善她们的栖生活空间，保护环境，改善她们的栖 息环境，帮助减少其环息环境，帮助减少其环 境阻力从而提高环境容境阻力从而提高环境容 纳量，是保护大熊猫的纳量，是保护大熊猫的 根本措施。根本措施。C.在渔业捕捞问题上

15、，人们总是希望捕在渔业捕捞问题上，人们总是希望捕到更多的鱼。如果捕捞量长期过高到更多的鱼。如果捕捞量长期过高,种群的数种群的数量会发生什么样的变化呢量会发生什么样的变化呢? 我们应该怎样来我们应该怎样来确定确定合适的捕捞量才能合适的捕捞量才能即不危机鱼类种群即不危机鱼类种群的持续发展的持续发展,又能获又能获得较高的鱼产量得较高的鱼产量?课堂讨论课堂讨论时间时间种种群群数数量量K环境阻力环境阻力J型型S型型种群数量的恢复需较长时间。种群数量的恢复需较长时间。如果外界的环境发生剧烈变化，种群还如果外界的环境发生剧烈变化，种群还有可能绝灭有可能绝灭. .1.1.如果长期过度捕捞如果长期过度捕捞: :

16、2.2.捕捞量的确定捕捞量的确定: :K/2捕捞量捕捞量K/2K/2值。值。这样既有利于种群的可这样既有利于种群的可持续发展，持续发展，又可获得较大收益。又可获得较大收益。1 1、在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是、在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是 ( )( )课堂练习巩固：课堂练习巩固：D D巩固练巩固练习习培养液中培养液中酵母菌酵母菌种群数量的变化种群数量的变化一般步骤一般步骤: :(1)(1)提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？(2)(2)作出假设：作出假设： 。(3)(3)讨论探究思路：讨论探究思路：

17、问题问题(4)(4)制定计划：制定计划：(5)(5)实施计划：实施计划：(6)(6)分析结果，得出结论：分析结果，得出结论：(7)(7)表达和交流：表达和交流：(8)(8)进一步探究：进一步探究：探究探究酵母菌出芽生殖酵母菌的新陈代谢类型酵母菌的新陈代谢类型: :兼性厌氧型兼性厌氧型C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量能量酶酶无氧呼吸无氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶有氧呼吸有氧呼吸1 1 怎样进行酵母菌的计数？怎样进行酵母菌的计数？2 2 从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次

18、。这是为什么？轻振荡几次。这是为什么？3 3 本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。样设计和操作；如果不需要，请说明理由。4 4 需要做重复实验吗？需要做重复实验吗？5 5 怎样记录结果？记录表怎样设计？怎样记录结果？记录表怎样设计？6 6 如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？样的措施？7 7 对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？实验步骤：实验步骤：（1 1）取培养液）取培养液1010毫

19、升加入到试管中，先通过显毫升加入到试管中，先通过显微镜观察，估算出微镜观察，估算出1010毫升培养液中酵母菌的初毫升培养液中酵母菌的初始数量（始数量（N N。）。）。注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母菌数量误差菌数量误差 。（2 2）每天定时观察记录数值，对于观察时压在）每天定时观察记录数值，对于观察时压在小方格界限上的酵母菌应取小方格界限上的酵母菌应取 记数。记数。（3 3）以）以 为横坐标，酵母菌的数量为纵为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，绘制坐标，绘制 结果分析：酵

20、母菌在培养液中开始呈结果分析：酵母菌在培养液中开始呈 增长，经增长，经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈 增长。增长。 最小最小 平均值平均值 时间时间 种群增长曲线种群增长曲线 “J”型型 “S”型型 “J J”型增长的数学模型型增长的数学模型: : 在食物和空间条件充裕、气候在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，如果第一数量以一定的倍数增长，如果第一年数量为年数量为No,No,第二年的数量是第一第二年的数量是第一年的年的倍，则倍，则t年以后的种群数量公年以后的种群数量公式为：式为： Nt=Not在有限的资源和空间的条件下，在