高中生物 第四章之《种群数量的变化》课件 新人教版必修3

东亚飞蝗种群数量的波动
在不利条件之下，还会急剧下降， 在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡 课后调查：长江流域， 课后调查：长江流域，近百年有多少物种消 失或濒临灭绝?同时探究在其背后的原因。 失或濒临灭绝?同时探究在其背后的原因。
在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋
《国家地理》在几百年前，金丝猴在许多地
区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴 的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有 500～600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净 山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东 南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中， 数量不到2000只，也处境濒危。
例：我国自1393－1990年以来人口统 我国自 － 年以来人口统 计数据如下： 计数据如下：
三、种群增长的“S”型曲线 种群增长的“ 型曲线
种群数量达到环境所允许的最大值（ 种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后， 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 K值：在环境条件不受 值 破坏的情况下， 破坏的情况下，一定 空间中所能维持的种 空间中所能维持的种 群最大数量称为 称为环境 群最大数量称为环境 容纳量。 容纳量。
“J”型增长的数学模型 型增长的数学模型
1、模型假设： 模型假设： 理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜， 食物充足，空间不限，气候适宜， 理想状态 食物充足 没有敌害等； 没有敌害等； 种群的数量每年以一定的倍数增长， 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是 第一年的λ倍。 型增长的数学模型公式： 2、种群 “J”型增长的数学模型公式： 型增长的数学模型公式
时间 20 分钟 细菌 数量
40
60 80
100
120
140 160 180
(2)根据上表，写出n代细菌数量的计算公式。 根据上表，写出 代细菌数量的计算公式 代细菌数量的计算公式。 根据上表
一、建构种群增长模型
思考：在营养和生存空间没有限制的情况下， 思考：在营养和生存空间没有限制的情况下， 个细菌每20 20分钟分裂繁殖一代 某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代 （3）将数学公式（N=2n)变为曲线图 ）将数学公式（ 变为曲线图 曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？ 曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
观察研究对象， 观察研究对象， 提出问题 提出合理的假设 根据实验数据， 根据实验数据，用适 当的数学形式对事物 的性质进行表达
Nn＝ ２ n
观察、统计细菌数量， 观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型 进行检验或修正
通过进一步的实验或观察等， 通过进一步的实验或观察等， 对模型进行检验或修正
二、种群增长的“J”型曲线 种群增长的“ 型曲线
细菌的数量／个
理想条件下细菌数 量增长的推测：自然 界中有此类型吗？ 界中有此类型吗？
实例1 实例1：澳大利亚野兔
1859年，24只野兔 年 只
近100年后 100年后
6亿只以上的野兔 亿只以上的野兔 亿只以上
实例2 实例2：凤眼莲
绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图 讨论1 出现这种增长的原因有哪些？ 讨论1：出现这种增长的原因有哪些？
Nt=N0 λt
为起始数量， 为时间， 表示t （N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数 为年均增长率．） 量，λ为年均增长率．）
[例]生态学家高斯的实验： 生态学家高斯的实验： 种群经过一定时间的 增长后，数量趋于稳 增长后， 定的增长曲线 曲线， 定的增长曲线，称为 “S”型曲线． ”型曲线．
云 豹 的 保 护
苍鹭的保护 救 护 被 困 的 鲸 鱼
的保护
研究种群数量变化有何意义？ 研究种群数量变化有何意义？
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。 通过研究种群数量变动规律， 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。 测及防治提供科学依据。 为引进外来物种提供理性的思考。 为引进外来物种提供理性的思考。 ……
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
亿
0.6
0.6
2.0
4.1
4.7
10.3 11.6
绘出上述时间内我国人口数量变化 的曲线示意图。 的曲线示意图。 按照此曲线发展下去将会出现怎样 的状况？ 的状况？ 鉴于我国人口的现状应当采取 什么措施？ 什么措施？
我国人口的调节： 我国人口的调节：
数学模型：是用来描述一个系统或
它的性质的数学形式。
• • • • 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？ 种群的数量是怎样变化的？ 种群的数量是怎样变化的？ 哪些因素会影响种群数量的变化？ 哪些因素会影响种群数量的变化？ 如何利用种群数量的变化规律为生产 实际所用？ 实际所用？
一、建构种群增长模型
• 总方针 总方针——控制人口的增长，提高人口 控制人口的增长， 控制人口的增长 的素质； 的素质； • 目标 目标——2000前力争把中国平均人口自 2000前力争把中国平均人口自 2000 然增长率控制在12.5 12.5‰内 然增长率控制在12.5 内，期望本世纪 中叶稳定在15 16亿 15～ 中叶稳定在15～16亿； • 措施 措施——坚持优生优育，计划生育；扫 坚持优生优育， 坚持优生优育 计划生育； 除青壮年文盲，实行九年制义务教育。 除青壮年文盲，实行九年制义务教育。
直观， 直述一个系统或它的性质的数学形
式．
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： 细胞每20min分裂一次 细胞每20min分裂一次 20min
资源空间无限多， 资源空间无限多，细菌种群 的增长不受种群密度增加的 影响
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 对家鼠等有害动物的控制， 措施？ 措施？
可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量， 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 如将食物储藏在安全处， 来源；室内采取硬化地面等措施， 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。 巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
讨论2 讨论2：大草履虫的 增长呈“ 型曲线的 增长呈“S”型曲线的 原因有哪些？ 原因有哪些？
大草履虫种群的增长曲线
三、种群增长的“S”型曲线 种群增长的“ 型曲线 存在环境阻力——— 存在环境阻力
自然条件（现实状态） 自然条件（现实状态）——食物等资源 食物等资源 和空间总是有限的，种内竞争不断加剧， 和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕 食者数量不断增加， 食者数量不断增加，导致该种群的出生率降 死亡率增高。 低，死亡率增高。 当出生率与死亡率相等时， 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就 会停止，有时会稳定在一定的水平。 会停止，有时会稳定在一定的水平。
大肠杆菌
一、建构种群增长模型 培 养 大 肠 杆 菌 的 培 养 基
一、建构种群增长模型
思考：在营养和生存空间没有限制的情况下， 思考：在营养和生存空间没有限制的情况下， 个细菌每20分钟分裂繁殖一代 某1个细菌每 分钟分裂繁殖一代 个细菌每 (1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时 请你计算出一个细菌产生的后代在不同时 间的数量: 间的数量
种群数量
种群增长的“ 型曲线 种群增长的“J”型曲线
种群增长的“ 型曲线 种群增长的“S”型曲线
在有限环境下的种群增长） （在理想状态下的种群增长） （在有限环境下的种群增长） 在理想状态下的种群增长）
四、种群数量的波动和下降
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，
三、种群增长的“S”型曲线 种群增长的“ 型曲线
讨论4 从环境容纳量（ 讨论4：从环境容纳量（K值）的角度思考： 的角度思考： （1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？ 对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境， 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提 高环境容纳量。 高环境容纳量。