《生物 第四章 种群和群落 4.2 种群的数量变化教学 新人教版必修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物 第四章 种群和群落 4.2 种群的数量变化教学 新人教版必修3.ppt（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习目标学习目标怎样建构种群数量增长的模型怎样建构种群数量增长的模型？种群增长的种群增长的“J”型曲线和型曲线和“S”型曲线型曲线假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代分钟就通过分裂繁殖一代。目标一、建构种群增长模型的方法目标一、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代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数
2、量是多少？是多少？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？个公式增长吗？如何验证你的观点？Nnn解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构数学模型建构是常用的方法之一。是常用的方法之一。建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法物理模型物理模型数学模型数学模型概念模型概念模型模型模型DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 真核生物三维结构模型等真
3、核生物三维结构模型等孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律 种群增长模型等种群增长模型等人体细胞与外界环境的物质交换模型人体细胞与外界环境的物质交换模型血糖调节的模型等血糖调节的模型等表现形式：表现形式：数据分析表格式数据分析表格式时时 间间20406080100 120 140 160 180细菌数量细菌数量数学方程式数学方程式Nn=2n坐标式（曲线图、柱状图）坐标式（曲线图、柱状图）坐标式（曲线图、柱状图）坐标式（曲线图、柱状图）数据分析表格式数据分析表格式数学方程式数学方程式Nn=2n方程式方程式精确精确曲线图曲线图直观直观表现形式：表现形式：细菌的数量个 理理想想条条件件下下细细菌菌数数量量增增
4、长长的的推推测测：自自然然界界中中有有此此类类型型吗？吗？目标二、目标二、种群增长的种群增长的“J J”型曲线和型曲线和“S S”型曲线型曲线实例实例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。不到受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子
5、的数量达到年，兔子的数量达到6 亿亿只以上，遍布整个大陆。只以上，遍布整个大陆。(一一)种群增长的种群增长的“J J”型曲线型曲线:凤眼莲凤眼莲（水葫芦）（水葫芦）凤眼莲原产于南美，凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引年作为花卉引入中国入中国.由于繁殖迅由于繁殖迅速，又几乎没有竞速，又几乎没有竞争对手和天敌，我争对手和天敌，我国目前有国目前有184万吨万吨.它对其生活的水面它对其生活的水面采取了野蛮的封锁采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，策略，挡住阳光，导致水下植物得不导致水下植物得不到足够光照而死亡到足够光照而死亡 实例实例3:20世纪世纪30年代年代,人们将人们将环颈雉环颈雉引入美国的一个
6、岛屿引入美国的一个岛屿自然界确有类似细菌在理想自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如条件下种群数量增长的形式，如果以果以时间为横坐标，种群数量为时间为横坐标，种群数量为纵坐标纵坐标画出曲线来表示，曲线大画出曲线来表示，曲线大致呈致呈“”型型种群数量时间讨论：讨论：出现这种增长曲线出现这种增长曲线 的条件有哪些？的条件有哪些？“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 提出合理的假设：提出合理的假设：理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间不不限限，气气候候适适 宜，没有敌害等；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
7、该种群的数年后该种群的数量，量，为年均增长率）为年均增长率）适当的数学形式表达：适当的数学形式表达：Nt=N0 t 种种群群的的数数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年年的的数量是第一年的数量是第一年的倍倍。理想化的情况在自然界中并不存在。理想化的情况在自然界中并不存在。那么，有哪些因素会影响到种群数量那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？的变化呢？在大自然中在大自然中食物有限食物有限空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食环境阻力环境阻力在自然界中，在自然界中，种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线应该从哪些方面进行修正呢？应该从哪些方面进行修
8、正呢？大草履虫数量增长过程大草履虫数量增长过程如何？如何？例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫的增长呈大草履虫的增长呈“S S”型曲线的原因型曲线的原因有哪些？有哪些？食物有限食物有限空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食资源有限资源有限阻滞生长阻滞生长资源有限条件下的种群增长资源有限条件下的种群增长“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 曲曲线。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
9、境条件 的情况下，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。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。趋于稳定趋于稳定趋于稳定趋于稳定2 2、3 3KK值值值值不受到破坏不受到破坏不受到破坏不受到破坏k/2A种群数量达到种群数量达到K值时，值时，种群种群 增长停止增长停止种群数量在种群数量在 K/2值时，值时，种群种群 增长最快增长最快种群数量种群数量 小于小于K/2值时值时种群种群 增长逐渐加快增长逐渐加快种群数量种群数量 大于大于K/2值时值时种群种群 增长逐渐减慢增长逐渐减慢为了保护鱼类资源不受破坏，并能持为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，
10、应使被捕鱼群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的种群数量保持在什么水平?为什么？为什么？根据种群增长的根据种群增长的S S型曲线，应使被捕鱼群型曲线，应使被捕鱼群的种群数量的种群数量保持在保持在K/2K/2水平水平。这是因为在。这是因为在这个水平上这个水平上种群增长量最大种群增长量最大 。讨论：从环境容纳量（讨论：从环境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：家鼠的繁殖力很强，种群家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加数量每天可增加1.47%。理论上，在某一区域，理论上，在某一区域，1010只家鼠在只家鼠在100100天后天后的数量将会达到多少？的数量将会达到多少？你
11、考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数量才是最有效的？量才是最有效的？10（1+1.47%）100同一种群的同一种群的K K值会受到环境的影响。值会受到环境的影响。对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度捕杀、药物捕杀等措施。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，它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造
12、巢穴的场所；养殖或释放它们的减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。天敌，等等。思考思考怎样做才是保护大熊猫的根本措施？怎样做才是保护大熊猫的根本措施？建立自然保护建立自然保护区，改善大熊区，改善大熊猫的栖息环境，猫的栖息环境，提高环境容纳提高环境容纳量。量。种群数量种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线（在理想状态下的种群增长）（在理想状态下的种群增长）种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线（在有限环境下的种群增长）（在有限环境下的种群增长）01002003004001234567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限空间有限种内斗争种内斗争天敌捕食天
13、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种群数量（在理想状态下的种群增长（在理想状态下的种群增长）（在有限环境下的种群增长（在有限环境下的种群增长）“S”型曲型曲线线“J”型曲型曲线线前提条件前提条件种群增种群增长长率率有无有无K值值环环境境资资源有限源有限环环境境资资源无限源无限随种群密度上升而下降随种群密度上升而下降保持保持稳稳定定有有K值值无无K值值东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动大多数种群的数量总是在波动之中的大多数种群的数量总是在波动之中的影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素直接因素直接因素(内因）：内因）：间接因素（外因）：
14、间接因素（外因）：重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动出生率、死亡率、迁入率、迁出率出生率、死亡率、迁入率、迁出率食物、气候、传染病、天敌食物、气候、传染病、天敌（1 1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。（3 3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。预测及防治提供科学依据。研究种群数量变化有何意义？（4 4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。）有
15、利于对濒危动物种群的拯救和恢复。本课小结本课小结第四章第四章 第二节第二节 种群数量的变化种群数量的变化 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法-数学模型数学模型建立数学模型的一般步骤建立数学模型的一般步骤 二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线1 1、“J J”型曲线形成的条件型曲线形成的条件2 2、“J J”型增长的数学模型型增长的数学模型三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线1 1、“S S”型曲线形成的条件型曲线形成的条件2 2、K K值值3 3、“J J”型曲线与型曲线与“S S”型曲线的比较型曲线的比较四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响 研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义