人教版高中生物必修三課件：第二節(jié)種群的數(shù)量變化

1、11、怎樣建構(gòu)種群數(shù)量增長(zhǎng)的模型？、怎樣建構(gòu)種群數(shù)量增長(zhǎng)的模型？2、種群的數(shù)量是怎樣變化的？、種群的數(shù)量是怎樣變化的？3、什么是環(huán)境容納量？、什么是環(huán)境容納量？4、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？本節(jié)聚焦本節(jié)聚焦2假設(shè)在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某假設(shè)在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每種細(xì)菌每20分鐘就通過(guò)分裂繁殖一代分鐘就通過(guò)分裂繁殖一代。 3一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：分鐘分裂繁殖一代。討論：n代細(xì)菌數(shù)

2、量的計(jì)算公式？代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？量是多少？在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 22162164觀察研究對(duì)象，觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題提出問(wèn)題提出合理的假設(shè)提出合理的假設(shè)通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)?/p>

3、數(shù)學(xué)形式對(duì)事物當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)細(xì)胞每細(xì)胞每20min20min分裂一次分裂一次資源空間無(wú)限多，細(xì)資源空間無(wú)限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響群密度增加的影響觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正進(jìn)行檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式建立數(shù)學(xué)模型一般包括以學(xué)形式建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：下步驟：5將數(shù)學(xué)公式（將數(shù)學(xué)公式（Nn2n）變?yōu)榍€圖）變?yōu)榍€圖時(shí)間時(shí)間分鐘分鐘20 40 60 80 100 120 140 160 180

4、細(xì)菌細(xì)菌數(shù)量數(shù)量 曲線圖與數(shù)學(xué)方程曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？直觀，直觀，但不夠精確。但不夠精確。2 4 8 16 32 64 128 256 5126 閱讀材料：澳大利亞野兔成災(zāi)。估計(jì)在這片國(guó)土上生閱讀材料：澳大利亞野兔成災(zāi)。估計(jì)在這片國(guó)土上生長(zhǎng)著長(zhǎng)著6 6億只野兔，它們與牛羊爭(zhēng)牧草，啃樹皮，造成大億只野兔，它們與牛羊爭(zhēng)牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專家計(jì)算，這批樹木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專家計(jì)算，這些野兔每年至少造成些野兔每年至少造成1 1億美元的財(cái)產(chǎn)損失。兔群繁殖之億美元的財(cái)產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對(duì)澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅?？?，

5、數(shù)量之多足以對(duì)澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。 澳洲本來(lái)沒有兔子，澳洲本來(lái)沒有兔子，18591859年，一個(gè)叫托馬斯年，一個(gè)叫托馬斯奧斯汀奧斯汀的英國(guó)人來(lái)澳定居，帶來(lái)了的英國(guó)人來(lái)澳定居，帶來(lái)了2424只野兔，放養(yǎng)在他的莊只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂(lè)。奧斯汀絕對(duì)沒有想到，一個(gè)世園里，供他打獵取樂(lè)。奧斯汀絕對(duì)沒有想到，一個(gè)世紀(jì)之后，這紀(jì)之后，這2424只野兔的后代達(dá)到只野兔的后代達(dá)到6 6億只之多。億只之多。思考：思考：以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下（理想條以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下（理想條件下）種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的件下）種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何？數(shù)量變化情況如何？

6、7某海島上環(huán)頸雉某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化8自然界確有類自然界確有類似的細(xì)菌在似的細(xì)菌在理想條理想條件件下種群數(shù)量增長(zhǎng)下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線曲線來(lái)表示，曲線大致呈大致呈“”型型二、種群增長(zhǎng)的二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線型曲線9“ J ”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型 1 1、產(chǎn)生條件：、產(chǎn)生條件： 理想狀態(tài)理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；適宜，沒有敵害等； （ N N0 0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t t為時(shí)間，為時(shí)間，N Nt t表

7、示表示t t年后該種群的數(shù)量，年后該種群的數(shù)量，為年均增長(zhǎng)率。）為年均增長(zhǎng)率。） 2 2、種群、種群 “ “ J ”J ”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式：型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的年是第一年的倍。倍。10存在環(huán)境阻力存在環(huán)境阻力自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）食物等資源食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)斗爭(zhēng)不斷加劇，捕和空間總是有限的，種內(nèi)斗爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高低，死亡率增高 當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)當(dāng)出生率與

8、死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平11 例例 生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，增長(zhǎng)后，曲線，稱為曲線，稱為“S”型曲線型曲線大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線P6712種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值最大值（K K值）后，值）后，將將停止增長(zhǎng)停止增長(zhǎng)并在并在K K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。 A三、種群增長(zhǎng)的三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線型曲線13A14 對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度捕殺、藥物

9、捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。天敵，等等。 15 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)

10、東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)16 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。環(huán)境因素環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化氣候、食物、被捕食、傳染病等氣候、食物、被捕食、傳染病等增或減增或減增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素影響種群數(shù)量變化的因素17云豹的保護(hù)云豹的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)野豬的保護(hù)野豬的保護(hù)救護(hù)被困的鯨魚救護(hù)被

11、困的鯨魚全力防蝗減災(zāi)全力防蝗減災(zāi)18如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體的增長(zhǎng)曲線是空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體的增長(zhǎng)曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化的觀點(diǎn)分析，這是由于生物具有用達(dá)爾文進(jìn)化的觀點(diǎn)分析，這是由于生物具有 的特征。如果將該種群置于的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長(zhǎng)曲線是有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長(zhǎng)曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示示 。影響種群密度的因素影響種群密度的因素有有 。A過(guò)度繁殖過(guò)度繁殖B通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量出生率、死亡率、遷入、遷出生率、死亡率、遷入、遷出、性別比、年齡組成、氣出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、人類活動(dòng)候、食物、天敵、人類活動(dòng)等等時(shí)間時(shí)間種種群群數(shù)數(shù)量量AB19在一個(gè)相對(duì)封閉的小型牧場(chǎng)內(nèi)，遷入一小在一個(gè)相對(duì)封閉的小型牧場(chǎng)內(nèi)，遷入一小群綿羊，群綿羊，8 8年后發(fā)展到年后發(fā)展到500500只左右，這個(gè)羊只左右，這個(gè)羊群數(shù)量會(huì)群數(shù)量會(huì) A A、維持在一個(gè)水平上、維持在一個(gè)水平上 B B、不斷下降、不斷下降C C、緩慢上升、緩慢上