最新第2节--种群数量的变化(定稿)-2课件ppt

7
教学重难点
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。
难点
建构种群增长的数学模型。
8
一、建构种群增长模型的方法
问题探讨
在营养和生存空间没 有限制的情况下，某种 细菌每20min就通过分 裂繁殖一代。
9
一、建构种群增长模型的方法
1．n代细菌数量Nn的计算公式是：
Nn﹦1× 2n
第2节--种群数量的变化 (定稿)-2
新课导入
《中国水利网》宁波、昆明、武汉等地，
人躺在铺满水葫芦(也叫水浮莲)的湖面上，可 以不沉；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今 年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦 所带来的水体富营养化，让越来越多的水中 生物痛失“家园”。
2
《国家地理》在几百年前，黔金丝猴在 许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破 坏使其的分布区越来越小。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。
我国人口出生率和自然增长率分别由 1970年的3.343%和2.583%，下降到 2002年的1.286%和0.65%。
3
情感态度与价值观目标
1.关注人类活动对种群数量变化的影响。 2.通过对种群动态规律的研究，懂得合 理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要 意义，从而进一步树立环保意识。 3.通过对种群特征的学习了解，进一步 理解和自觉宣传我国的计划生育政策。
17
实例二：在20世纪30年代， 人们将环颈雉引入美国的 一个岛屿。在1937－1942 年期间，这个种群数量的 增长如下图所示。
种群数量
1500 1000
500
1937 39 40
42 年
环颈雉种群增长
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 呈什么型？
18
实例三：凤眼莲原产于南美，仅以一种观赏性植物零散分 布，1844年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界的淡紫 色花冠”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培，现 已在亚、非、欧、北美洲等数十个国家造成危害。1901年 作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各 省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野 生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌 ，在我 国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲184 万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。
16
3.例子：外来种群入侵迁移入新环境 实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居， 他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世 纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫 山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植 被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤 病毒才使野兔的数量得到控制。
21
三、种群增长的“S”型曲线
K值：环境容纳量 增长速率为零
稳定期：增长减慢
c
种群数量为K/2：KFra bibliotek2b增长速率最快
种群增长速率最大
种群数量为K：
增长期：个体数量增加，增长加速
a
种群增长速率为零,种 适应期：个体数量较少，增长缓慢 群数量最大，种内斗
争最剧烈。
K值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中
19
实例四
20
问题探讨
“J”型曲线能一直持续下去吗？ 不会。原因是资源和空间是有限的；种群密度大， 种内斗争，出生大于死。即存在环境阻力 如何验证这个观点？
生态学家高斯曾经做过这 样一个实验：在0.5ml培养液中 放入5个大草履虫，然后每隔 24h统计一次大草履虫的数量。 经过反复实验，得出了如图所 示的结果。
Nn＝1×２n
4、通过进一步实验或观 察等，对模型进行检验或 修正
观察、统计细菌的数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正
13
二、种群增长的“J”型曲线
1.产生条件：
食物和空间条件充裕
理想状态 气候适宜
2.建立模型 ①方程模型
没有天敌 N0为种群的起始数量
t为时间
Nt=N0 λt
Nt表示t年后该种群的数量
曲线图：直观，但不够精确 方程：精确，但不够直观
12
一、建构种群增长模型的方法
建立数学模型一般包括以下步骤：
1、观察研究对象，提出 问题
细菌每20分钟分裂一次， 问题：细菌数量怎样变化的？
2、提出合理的假设
3、根据实验数据，用适 当的数学形式对事物的性 质进行表达
在资源和空间无限多的环境中， 细菌种群的增长不受种群密度增 加的影响
种群的增长速率不断增大
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
增长速率v (个/20min)
1 248
16 32
64 128 256
想一想：一定时间内，理想条件下细菌数 量增长的推测：自然界中有此类型吗？
2．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多 少？
解：n＝ ６０min x７２h／２０min＝２１６ Nn＝1×２n ＝２ ２１６
10
一、建构种群增长模型的方法
描述、解释和预测种群数量的变化，常常 需要建立数学模型。
数学模型：
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 数学模型的表现形式可以为方程、曲线图等形式。 是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预 测等重要功能
λ表示该种群数量是一年前种群 数量的倍数
λ﹦1时,种群数量基本不变 λ﹤1时,种群数量减少
λ﹥1时,种群数量增加
14
二、种群增长的“J”型曲线
1.产生条件：理想状态 2.建立模型
②曲线图模型
食物充足，空间不限 气候适宜 没有天敌
种 群 的 增 长 率
时间
15
二、种群增长的“J”型曲线
作图：利用下列表格画出种群增长速率曲线图
11
一、建构种群增长模型的方法
填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代数
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
曲线图与方程式比，有 哪些优缺点？
所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。 22
K
c
c
种
g（K/2）
群 数
K/2
b
量
增
fa
乙
长
h
速
率
0
甲
g（K/2）
h（K）
时间
乙
1. 乙图0—g相当甲图b点之前，种群数量增长速率逐渐增加。
2. g 点相当甲中K/2，种群数量增长速率最大。