高中生物种群数量的变化优秀课件

一、建构种群增长模型的方法
数学模型： 1. 概念：用来描述一个系统或性质的数学形式。 2. 建立数学模型的步骤： 3. 类型：
一、建构种群增长模型的方法
3. 类型： ⑴数据分析表格式 时 间 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
⑵数学方程式 Nn=2n ⑶曲线图
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 ， N代表细菌数量，
n表示第几代
观察、统计细菌数量，对自 己所建立的模型进行检验或 修正
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
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
Nt=N0 λt
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数 量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数．）
计算：
• 某一地区2001年人口普查时有10万人 ，2002年比2001年增长1％。请预测 ，按照此生长速度，2006年该地区的 人口将有多少？
Nt＝10×（1+1％）2006-2001
实例2:
20世纪30年代,人们将环颈雉引 入美国的一个岛屿
这两个实例中，种群呈“J”型增长的原因有哪些？
食物和空间条件充裕，没有天敌，气候适宜等
“J”型增长的数学模型
1、模型假设：
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：
大草履虫数量增长过程如何？
三、种群增长的“S”型曲线 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。
K=375
种群增长的“Ｓ”型曲线 ①产生条件：自然条件（现实状态）
②增长特点：
种群数量达到环境所允许的最大值（K值） 后，将停止增长.
环境容纳量: 在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所 能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称 K值。
种群增长的Ｊ型曲线
①产生条件：
理想状态——食物充足，空间充裕，环境适宜， 没有敌害等；
种群的增长率是一定的； ②增长特点：
增长速度逐渐上升
种群数量没有上限；
种 群 数 量
增
长 率
时间
Ｊ型曲线 时间
增长率曲线
二、种群增长的“J”型曲线 “J”增长的数学模型
问题：“J”型增长能一直持续下去吗？ 自然条件（现实状态）——食物等资源和空
描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要 建立数学模型。在上面的问题探讨活动中，你 已经在尝试对某种细菌种群的数量变化建立数 学模型。
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： 1.概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式
2. 建立数学模型的步骤：
研究实例
细菌每20min分裂一次
K
K/2
（种群数量） 种 群 数 量 增 长 速 率
种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
1：种群数量达到K值时，
时间
— 种群— 增长停止
3：种群数量小于K/2值时
2：种群数量在 K/2值时，种群— 增长逐渐加快
4：种群数量大于K/2值时 种群— 增长逐渐减慢
种群 增长最快
应用1.野生动植物资源 的合理开发利用 为了保护鱼类资源不受 破坏，并能持续地获得 最大捕鱼量，根据种群 增长的S型曲线，应使被 捕鱼群的种群数量保持 在K／2水平。这是因为 在这个水平上种群增长 率最大 。可提供资源数 最多，不影响再生
说明：同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境 （食物，空间等的影响。
三、种群增长的“S”型曲线
讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考：
（1）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，
提高环境容纳量。
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？
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。
高中生物种群数量的变化
第2节 种群数量的变化
在营养和生存空间没有限制的 情况下，某种细菌每20分钟就通过 分裂繁殖一代。
1．n代细菌数量的计算公式是：Nn＝2n 2．72小时后，由一个细菌分裂产生
的细菌数量是多少？
解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216 Nn＝2n ＝ 2 216
应用2.农业害虫的防治 降低环境容纳量是根本
“J”型曲线
形成条件
理想条件下 资源无限
适用范围 实验室和种群迁入 新的环境中最初的 一段时间内的增长
增长率 不
“S”型曲线 自然条件下 资源有限 一般自然种群 的增长
变 化
有
例为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼 量保，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量 持在 K/2水平。这是因为在这个水平上 A. 种群数量相对稳定 B. 种群增长量最大 C. 种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大
方程式——精确
曲线图——直观
种群增长的“J”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？
实例1：澳大利亚野兔
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。
数学模型建构的一般过程
提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与修正
在理想状态下，细菌每20分钟分裂一次。请填 下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长 曲线。
时 间 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512
间总是有限的，种内斗争不断加剧，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．
高斯对大草履虫种群研究的实验
高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的 培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实 验，结果如下：