人教版生物必修三第4章第2節(jié)《種群的數(shù)量變化》課件(共28張)(1)

1、 大熊貓是我國一級保護動物，主要分布在我國四川、陜西和甘肅，被稱為“活化石”。但是與它同一時期的其他動物卻早已滅絕并成為化石。為什么不同種群的數(shù)量增長會出現(xiàn)不同的結(jié)果？為什么不同種群的數(shù)量增長會出現(xiàn)不同的結(jié)果？第第4 4章第章第2 2節(jié)節(jié) 種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化 在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每個細菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：分鐘分裂繁殖一代。討論：（1）n代細菌數(shù)量的計算公式？代細菌數(shù)量的計算公式？（2）72小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？的細菌數(shù)量是多少？問題探討：問題探討： 時間時間（min

2、)min)2020404060608080100100120120140140160160180180分裂次數(shù)分裂次數(shù)細菌數(shù)量細菌數(shù)量（1）根據(jù)問題探討中所得的公式進行計算并完成下表：）根據(jù)問題探討中所得的公式進行計算并完成下表： 2 3 4 5 6 7 8 9 21 22 23 24 25 26 27 28 29獨立完成：獨立完成： （2）根據(jù)表格中得到的數(shù)據(jù)，以時間為橫軸，以數(shù)）根據(jù)表格中得到的數(shù)據(jù)，以時間為橫軸，以數(shù)量為縱軸，將問題探討中得到的數(shù)學(xué)公式（量為縱軸，將問題探討中得到的數(shù)學(xué)公式（N=2n)變變?yōu)榍€圖：為曲線圖：1 110010020020030030040040050050

3、06006002020404060608080100100120120140140160160180180200時間時間數(shù)量數(shù)量 用數(shù)學(xué)公式或曲線圖，都能夠體現(xiàn)用數(shù)學(xué)公式或曲線圖，都能夠體現(xiàn)一個種群數(shù)量的變化，是一個種群數(shù)量的變化，是數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型的的兩種表現(xiàn)形式。兩種表現(xiàn)形式。數(shù)學(xué)模型是用來描述一數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。學(xué)形式。（描述、解釋和預(yù)描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化，常常需要測種群數(shù)量的變化，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型。）研究實例研究實例研究方法研究方法細胞每細胞每20min20min分裂一次分裂一次資源空間無限多，細菌種群的資源

4、空間無限多，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響增長不受種群密度增加的影響N N n n= 2= 2n n， N N代表細菌代表細菌數(shù)量，數(shù)量，n n表示第幾代表示第幾代 觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢對自己所建立的模型進行檢驗或修正。驗或修正。1.建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法1.觀察研究對象，提觀察研究對象，提出問題。出問題。2.提出合理的假設(shè)。提出合理的假設(shè)。3.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達。性質(zhì)進行表達。4.通過進一步的實驗通過

5、進一步的實驗或觀察等，對模型進或觀察等，對模型進行檢驗或修正。行檢驗或修正。2.請分析請分析“數(shù)學(xué)公式數(shù)學(xué)公式”和和“曲線圖曲線圖”兩種兩種形式的優(yōu)缺點。形式的優(yōu)缺點。直觀，直觀， 但不夠精確。但不夠精確。精確，精確， 但不夠直觀。但不夠直觀。VS數(shù)學(xué)公式：數(shù)學(xué)公式：Nn=2n曲線圖曲線圖 1.種群在什么條件下才能出現(xiàn)如以上種群在什么條件下才能出現(xiàn)如以上公式和曲線所描述的增長情況？公式和曲線所描述的增長情況？ 2.在自然界中，種群的數(shù)量變化是不在自然界中，種群的數(shù)量變化是不是都是這樣的呢？是都是這樣的呢？ 3.在自然界中種群的增長會受到什么在自然界中種群的增長會受到什么因素制約？種群的數(shù)量變化

6、又應(yīng)該是怎因素制約？種群的數(shù)量變化又應(yīng)該是怎樣的呢？樣的呢？思思 考：考：1859年，年，24只只野兔野兔 6億只以上億只以上的野兔的野兔一個世紀(jì)后一個世紀(jì)后實例實例1 1：澳大利亞野兔澳大利亞野兔實例實例2 2： 水葫蘆水葫蘆1901年，水葫蘆被引入中國，上個世紀(jì)五六十年代被作為年，水葫蘆被引入中國，上個世紀(jì)五六十年代被作為豬飼料推廣，之后，水葫蘆在中國一發(fā)不可收拾。在南方水豬飼料推廣，之后，水葫蘆在中國一發(fā)不可收拾。在南方水葫蘆已經(jīng)泛濫成災(zāi)，比如現(xiàn)在的珠江水系已經(jīng)遍布水葫蘆葫蘆已經(jīng)泛濫成災(zāi)，比如現(xiàn)在的珠江水系已經(jīng)遍布水葫蘆（據(jù)統(tǒng)計，珠江水系水葫蘆每十年數(shù)目增長十倍?。〒?jù)統(tǒng)計，珠江水系水葫

7、蘆每十年數(shù)目增長十倍?。嵗龑嵗? 3：美國某島嶼的環(huán)頸雉增長情況美國某島嶼的環(huán)頸雉增長情況某島嶼環(huán)頸雉種群數(shù)量某島嶼環(huán)頸雉種群數(shù)量的增長曲線圖的增長曲線圖自然界確有類自然界確有類似細菌在理想條件似細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間形式，如果以時間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大線來表示，曲線大致呈致呈“”型型二、種群增長的二、種群增長的“J”型曲線型曲線（1）種群呈）種群呈“J”型增長的原因有哪些？型增長的原因有哪些？（2）實例）實例3中環(huán)頸雉的種群數(shù)量變化建立中環(huán)頸雉的種群數(shù)量變化建立了數(shù)學(xué)模型的哪一種形式？了數(shù)學(xué)

8、模型的哪一種形式？（3）如何根據(jù)實例）如何根據(jù)實例3中的形式建立其另一中的形式建立其另一種數(shù)學(xué)模型？種數(shù)學(xué)模型？食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件。食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件。建立了數(shù)學(xué)模型中的曲線圖形式，是建立了數(shù)學(xué)模型中的曲線圖形式，是“J”型曲線。型曲線。分析并作答：分析并作答：設(shè)定參數(shù)設(shè)定參數(shù)： N0 種群初始數(shù)量；種群初始數(shù)量； N t t 年后種群的數(shù)量；年后種群的數(shù)量； 種群每年增長的倍數(shù)；種群每年增長的倍數(shù)；設(shè)定條件設(shè)定條件： 食物、空間充裕；氣候適宜；沒有敵害食物、空間充裕；氣候適宜；沒有敵害“J”“J”型增長的數(shù)學(xué)模型：型增長的數(shù)學(xué)模型：

9、請建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型？請建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型？ N t t N0 0t 我國今年已經(jīng)完成第六次人口普查工作，我國今年已經(jīng)完成第六次人口普查工作，請同學(xué)們課后去收集有關(guān)人口數(shù)據(jù)的資料，請同學(xué)們課后去收集有關(guān)人口數(shù)據(jù)的資料，并且分析判斷世界人口及中國人口增長是否并且分析判斷世界人口及中國人口增長是否也呈也呈“J”型增長？型增長？ 人口普查的目的是為了掌握我國人口增人口普查的目的是為了掌握我國人口增長的變化情況。想想看，掌握人口的變化情長的變化情況。想想看，掌握人口的變化情況有什么作用呢？況有什么作用呢？課后拓展：課后拓展：三、種群增長的三、種群增長的“S”型曲線型曲線 在自然界中，理想化的情況并不在自然

10、界中，理想化的情況并不存在?？傆幸恍┮蛩貢绊懙椒N群存在。總有一些因素會影響到種群數(shù)量的變化，那么種群增長的數(shù)量的變化，那么種群增長的“J”型曲線能否一直持續(xù)下去？型曲線能否一直持續(xù)下去？應(yīng)該怎樣修正呢？應(yīng)該怎樣修正呢？ 實例實例4 4： 大草履蟲的實驗大草履蟲的實驗 高斯在高斯在0.5ml培養(yǎng)液中放入培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，每隔個大草履蟲，每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量，經(jīng)過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，大草統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量，經(jīng)過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，大草履蟲的數(shù)量在第二天和第三天增長較快，第五天以后履蟲的數(shù)量在第二天和第三天增長較快，第五天以后基本維持在一定值左右。（如下圖）基本維持在一定值左右。（如下

11、圖）種群經(jīng)過一定時間的增長后，種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨數(shù)量趨于穩(wěn)定于穩(wěn)定曲線，稱為曲線，稱為“S”型曲線。型曲線。時間時間種群數(shù)量種群數(shù)量 K種群增長的種群增長的S型型曲線曲線K值：值：在環(huán)境條件在環(huán)境條件不受破壞的情況下，不受破壞的情況下，一定空間中所能維持一定空間中所能維持的的種群最大數(shù)量種群最大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量。環(huán)境容納量。 討論：討論： 為什么大草履蟲在第為什么大草履蟲在第2天、第天、第3天增天增長較快，而第長較快，而第5天后數(shù)量基本穩(wěn)定？天后數(shù)量基本穩(wěn)定？第第2、3天的增長是否為天的增長是否為J型曲線？型曲線？請分析不同時期種群數(shù)量的增長情況：請分析不同時期種群數(shù)量的增

12、長情況：時間時間種群數(shù)量種群數(shù)量 K種群增長的種群增長的S型型曲線曲線K/21.種群數(shù)量達到種群數(shù)量達到K值時：值時：2.種群數(shù)量達到種群數(shù)量達到K/2時：時：出生率出生率= =死亡率，種群死亡率，種群停止增長。停止增長。出生率出生率 死亡率，種群死亡率，種群增長速度最快。增長速度最快。1.同一種群的同一種群的K值是固定不變的嗎？值是固定不變的嗎？2.為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平平?為什么？為什么？ 3.對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)采取什么措施？從對家

13、鼠等有害動物的控制，應(yīng)采取什么措施？從環(huán)境容納量的角度看，能得到什么啟發(fā)？環(huán)境容納量的角度看，能得到什么啟發(fā)？4.種群數(shù)量達到種群數(shù)量達到K值時，都能在值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？值維持穩(wěn)定嗎？ 5.怎樣做才是保護大熊貓的根本措施？怎樣做才是保護大熊貓的根本措施？根據(jù)種群增長的根據(jù)種群增長的S S型曲線，應(yīng)型曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量使被捕魚群的種群數(shù)量保持保持在在K/2K/2水平水平。因為在這個水平。因為在這個水平上上種群增長率最大種群增長率最大 。不是固定不變的，不是固定不變的，會受到環(huán)境等因素會受到環(huán)境等因素的影響。的影響。 對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕對家鼠等有害

14、動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低降低有害動物種群的環(huán)境容納量有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。不是的，由于氣候、食物、不是的，由于氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影天敵、傳染病等因素的影響，大多數(shù)種群的數(shù)量總響，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在不斷變化。是在不斷變化。

15、 建立自然保護區(qū)，給大建立自然保護區(qū)，給大熊貓更寬廣的生存空間，熊貓更寬廣的生存空間，改善大熊貓的棲息環(huán)境，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。提高環(huán)境容納量。思考與討論：思考與討論：實例實例5 5：東亞飛蝗種群數(shù)量的波動圖東亞飛蝗種群數(shù)量的波動圖四、種群數(shù)量的波動和下降四、種群數(shù)量的波動和下降實例實例6 6：當(dāng)北極狐數(shù)量增加時，旅鼠會因被過度捕當(dāng)北極狐數(shù)量增加時，旅鼠會因被過度捕食而數(shù)量大減；反過來，北極狐又會因饑餓和疾病導(dǎo)食而數(shù)量大減；反過來，北極狐又會因饑餓和疾病導(dǎo)致種群數(shù)量下降，當(dāng)北極狐的種群數(shù)量下降到一定程致種群數(shù)量下降，當(dāng)北極狐的種群數(shù)量下降到一定程度時，旅鼠數(shù)量會因天敵數(shù)量的減

16、少而隨即增加。度時，旅鼠數(shù)量會因天敵數(shù)量的減少而隨即增加。請請嘗試構(gòu)建可以描述旅鼠種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模嘗試構(gòu)建可以描述旅鼠種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型？型？實例實例7 7：第二次世界大戰(zhàn)時，捕鯨業(yè)停止，鯨的第二次世界大戰(zhàn)時，捕鯨業(yè)停止，鯨的數(shù)量恢復(fù)到較高的水平。戰(zhàn)后捕鯨船的噸位不斷上數(shù)量恢復(fù)到較高的水平。戰(zhàn)后捕鯨船的噸位不斷上升，鯨的捕獲量越來越大，導(dǎo)致許多鯨的種群數(shù)量升，鯨的捕獲量越來越大，導(dǎo)致許多鯨的種群數(shù)量急劇下降，有的鯨瀕臨滅絕。急劇下降，有的鯨瀕臨滅絕。請構(gòu)建鯨數(shù)量變化請構(gòu)建鯨數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)模型曲線圖形式，來表示從二戰(zhàn)至曲線圖形式，來表示從二戰(zhàn)至今鯨種群的數(shù)量變化情況。今鯨種群的

17、數(shù)量變化情況。 根據(jù)以上所學(xué)，請總結(jié)歸納種群數(shù)量根據(jù)以上所學(xué)，請總結(jié)歸納種群數(shù)量變化的類型有哪些？變化的類型有哪些？種群數(shù)量變化的類型有：種群數(shù)量變化的類型有： 增長，穩(wěn)定，波動、增長，穩(wěn)定，波動、下降等。下降等。影響種群數(shù)量變化的因素有哪些？影響種群數(shù)量變化的因素有哪些？ 研究種群數(shù)量變化的意義是什么？研究種群數(shù)量變化的意義是什么？1.為防治有害生物提供有效可靠的科學(xué)依據(jù)；為防治有害生物提供有效可靠的科學(xué)依據(jù)；2.更加合理地保護和利用野生生物資源；更加合理地保護和利用野生生物資源；3.拯救和恢復(fù)瀕危動物種群。拯救和恢復(fù)瀕危動物種群。影響因素影響因素自然因素：自然因素：人文因素：人文因素：氣候

18、、食物、天敵、傳染病氣候、食物、天敵、傳染病人類活動的影響人類活動的影響討論：討論：1.種群數(shù)量的種群數(shù)量的J型增長是有條件的，條件是（型增長是有條件的，條件是（ ） A A在該環(huán)境中只有一個種群在該環(huán)境中只有一個種群 B B該種群對環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多該種群對環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多 C C環(huán)境資源是無限的環(huán)境資源是無限的 D D環(huán)境資源是有限的環(huán)境資源是有限的C C2.自然界中生物種群增長常表現(xiàn)為自然界中生物種群增長常表現(xiàn)為“S”型增長曲線，型增長曲線，下列有關(guān)種群下列有關(guān)種群“S”型增長的說法正確的是（型增長的說法正確的是（ ） A.“S”A.“S”型增長曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系。型增長曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系。 B. B.