高中生物必修3 稳态与环境4.2 种群的数量变化(47张)(优秀课件)

2.数学模型的表现形式: 3.建构数学模型的意义: 4.数学模型建构的步骤
数学方程式 曲线图 描述、解释和预测种 群数量的变化。
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数学模型的建构步骤：
研究实例
细菌每20min分裂一次 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 Nn=2n
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
0
20 40 60 n
?
1.细菌是真核生物 还是原核生物？ 2．细菌的繁殖的 方式是什么？ 3．细菌繁殖了n代 后的数量是多少？
4．请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。
2
时间（min） 0
细胞数 20
分裂
20
40 60 80 21
22
23 24 25
3
100
细菌繁殖产生的后代数量
一、建构种群增长模型的方法
必修3 第4章
第2节 种群ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量的变化
本节聚焦
1、怎样建构种群数量增长的模型？ 2、种群的数量是怎样变化的？ 3、什么是环境容纳量？ 4、影响种群数量变化的因素有哪些？
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。
课时安排 2课时
1
细菌增长的数学模型研究
4
将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图
时间分 钟 细菌数 量
20 40 60 80 100 120 140 160 180 2 4 8 16 32 64 128 256 512
曲线图与数学方程 式比较，优缺点？ 直观， 但不够精确。
5
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
17
A
k/2
（1）问题探讨：
趋于稳定 ①“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量
②该实验中在第 2、3 天时增长率最快。
曲线
③环境容纳量（又称K值 ）：在环境条件 不受到破坏 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。 18
（2）种群的“S”型增长到K值后不再继续增加的原因： 内因是：种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等 外因是：自然界的资源和空间是有限的
自然界确有类 似的细菌在理想条 件下种群数量增长 的形式，如果以时 间为横坐标，种群 数量为纵坐标画出 曲线来表示，曲线 大致呈“Ｊ”型．
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实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859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。不到100年，兔子的数量达到 6 亿只以上，遍布整个大陆。
3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？
从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？
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。
400 酵母数 300 200
K值:环境容纳量
100 0
1 2 3 4
环境阻力
5 6 7 时间/天
食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 寄生虫 传染病等
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种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线
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，种群的数量往往 会连续快速增长.
Nt=N0 λ
t
（ N0为起始数量， t为时间，Nt表示t 年后该种群的数量，λ为年均增长率。） 12
例：我国自1393－1990年以来人口 统计数据如下：
年份
亿
1393
0.6
1578
0.6
1764
2.0
1849
4.1
1928
4.7
1982
10.3
1990
11.6
以上人口增长曲线符合哪种类型？
按照此曲线发展下去将会出现什么 状况，鉴于我国人口的现状应当采取什 么措施？
在营养和生存空间没有限制的情况下， 某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论： ①n代细菌数量的计算公式？ Nn＝２n ②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数 解：n＝ 60min x72h／20min＝216 量是多少？
Nn＝２n ＝2216
③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？ ③细菌数量不会永远按这个公式增长。 可以用实验计数法来验证。
在食物（养料）和空间等有 限的条件下，种群数量呈现 S型增长趋势.
N t = N 0× λ
t
K值：环境容纳量 k/2处：种群增长 速度最快
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N0:该种群的起始数量 λ:种群数量是一年前的倍数
种群增长的 “J”型曲线
种群增长的 “S”型曲线
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1、同一种群的K值是固定不变的吗？ 2、对大熊猫应采取什么保护措施？
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 通过进一步实验或观察等 ，对模型进行检验或修正
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观察、统计细菌数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正
细菌的数量／个
某海岛上环颈雉 种群数量的变化
理想条件下细菌数量增 长的推测，自然界中有 此类型吗？
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二、种群增长的“J”型曲线
[思考1]：澳大利亚野兔能指数增长
的特殊原因是什么呢？
①没有天敌。 ②充足的食物。 ③广阔的生活空间
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实例1： 20世纪30年代，人们将环颈雉引 入美国华盛顿州的一个 海岛。1937—1942年间 数量增长：
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“ J ”型增长的数学模 型 1、产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限，气候 适宜，没有敌害等； 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。 2、种群 “ J ”型增长的数学模型公式：
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存在环境阻力———
自然条件（现实状态）——食物等资源 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。导致该种群的出生率降 低，死亡率增高． 当出生率与出生率相等时，种群的增长 就会停止，有时会稳定在一定的水平．
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[例] 生态学家高斯的实验
P67
种群经过一定 时间的增长后， 数量趋于稳定的 增长曲线，称为 “S”型曲线．
大草履虫种群的增长曲线
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三、种群增长的“S”型曲线
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。
A
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种群数量达到K值时， 种群— 增长停止
种群数量在 K/2值时， 种群— 增长最快 种群数量 小于K/2值时 种群— 增长逐渐加快 种群数量 大于K/2值时 种群— 增长逐渐减慢