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(guó)一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，主要分布在我國(guó)四川、陜西和甘肅，被稱(chēng)為“活化石”。但是與它同一時(shí)期的其他動(dòng)物卻早已滅絕并成為化石。為什么不同種群的數(shù)量增長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果？為什么不同種群的數(shù)量增長(zhǎng)會(huì)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(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)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：（1）n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？（2）72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？的細(xì)菌數(shù)量是多少？問(wèn)題探討：?jiǎn)栴}探討： 時(shí)間時(shí)間（min

2、)min)2020404060608080100100120120140140160160180180分裂次數(shù)分裂次數(shù)細(xì)菌數(shù)量細(xì)菌數(shù)量（1）根據(jù)問(wèn)題探討中所得的公式進(jìn)行計(jì)算并完成下表：）根據(jù)問(wèn)題探討中所得的公式進(jìn)行計(jì)算并完成下表： 2 3 4 5 6 7 8 9 21 22 23 24 25 26 27 28 29獨(dú)立完成：獨(dú)立完成： （2）根據(jù)表格中得到的數(shù)據(jù)，以時(shí)間為橫軸，以數(shù)）根據(jù)表格中得到的數(shù)據(jù)，以時(shí)間為橫軸，以數(shù)量為縱軸，將問(wèn)題探討中得到的數(shù)學(xué)公式（量為縱軸，將問(wèn)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(shí)間時(shí)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(gè)種群數(shù)量的變化，是一個(gè)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(lái)描述一數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)個(gè)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(cè)種群數(shù)量的變化，常常需要測(cè)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(shí)例研究實(shí)例研究方法研究方法細(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)菌種群的資源

4、空間無(wú)限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響N N n n= 2= 2n n， N N代表細(xì)菌代表細(xì)菌數(shù)量，數(shù)量，n n表示第幾代表示第幾代 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)自己所建立的模型進(jìn)行檢對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。驗(yàn)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(zhǎng)模型的方法一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1.觀察研究對(duì)象，提觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題。出問(wèn)題。2.提出合理的假設(shè)。提出合理的假設(shè)。3.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)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)。性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)。4.通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)通過(guò)

5、進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。行檢驗(yàn)或修正。2.請(qǐng)分析請(qǐng)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(diǎn)。形式的優(yōu)缺點(diǎn)。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(zhǎng)情況？公式和曲線所描述的增長(zhǎng)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(zhǎng)會(huì)受到什么在自然界中種群的增長(zhǎng)會(huì)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(gè)世紀(jì)后一個(gè)世紀(jì)后實(shí)例實(shí)例1 1：澳大利亞野兔澳大利亞野兔實(shí)例實(shí)例2 2： 水葫蘆水葫蘆1901年，水葫蘆被引入中國(guó)，上個(gè)世紀(jì)五六十年代被作為年，水葫蘆被引入中國(guó)，上個(gè)世紀(jì)五六十年代被作為豬飼料推廣，之后，水葫蘆在中國(guó)一發(fā)不可收拾。在南方水豬飼料推廣，之后，水葫蘆在中國(guó)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(jì)，珠江水系水葫蘆每十年數(shù)目增長(zhǎng)十倍?。〒?jù)統(tǒng)計(jì)，珠江水系水葫

7、蘆每十年數(shù)目增長(zhǎng)十倍?。?shí)例實(shí)例3 3：美國(guó)某島嶼的環(huán)頸雉增長(zhǎng)情況美國(guó)某島嶼的環(huán)頸雉增長(zhǎng)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(zhǎng)曲線圖的增長(zhǎng)曲線圖自然界確有類(lèi)自然界確有類(lèi)似細(xì)菌在理想條件似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間形式，如果以時(shí)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(huà)出曲量為縱坐標(biāo)畫(huà)出曲線來(lái)表示，曲線大線來(lái)表示，曲線大致呈致呈“”型型二、種群增長(zhǎng)的二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線型曲線（1）種群呈）種群呈“J”型增長(zhǎng)的原因有哪些？型增長(zhǎng)的原因有哪些？（2）實(shí)例）實(shí)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(shí)例）如何根據(jù)實(shí)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(méi)有敵害等理想條件。食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)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(zhǎng)的倍數(shù)；種群每年增長(zhǎng)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(méi)有敵害食物、空間充裕；氣候適宜；沒(méi)有敵害“J”“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型：型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型：

9、請(qǐng)建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型？請(qǐng)建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型？ N t t N0 0t 我國(guó)今年已經(jīng)完成第六次人口普查工作，我國(guó)今年已經(jīng)完成第六次人口普查工作，請(qǐng)同學(xué)們課后去收集有關(guān)人口數(shù)據(jù)的資料，請(qǐng)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(guó)人口增長(zhǎng)是否并且分析判斷世界人口及中國(guó)人口增長(zhǎng)是否也呈也呈“J”型增長(zhǎng)？型增長(zhǎng)？ 人口普查的目的是為了掌握我國(guó)人口增人口普查的目的是為了掌握我國(guó)人口增長(zhǎng)的變化情況。想想看，掌握人口的變化情長(zhǎng)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(zhǎng)的三、種群增長(zhǎng)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?huì)影響到種群存在?？傆幸恍┮蛩貢?huì)影響到種群數(shù)量的變化，那么種群增長(zhǎng)的數(shù)量的變化，那么種群增長(zhǎng)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(shí)例實(shí)例4 4： 大草履蟲(chóng)的實(shí)驗(yàn)大草履蟲(chóng)的實(shí)驗(yàn) 高斯在高斯在0.5ml培養(yǎng)液中放入培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，每隔個(gè)大草履蟲(chóng)，每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大草統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大草履蟲(chóng)的數(shù)量在第二天和第三天增長(zhǎng)較快，第五天以后履蟲(chóng)的數(shù)量在第二天和第三天增長(zhǎng)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(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨數(shù)量趨于穩(wěn)定于穩(wěn)定曲線，稱(chēng)為曲線，稱(chēng)為“S”型曲線。型曲線。時(shí)間時(shí)間種群數(shù)量種群數(shù)量 K種群增長(zhǎng)的種群增長(zhǎng)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(chēng)為稱(chēng)為環(huán)境容納量。環(huán)境容納量。 討論：討論： 為什么大草履蟲(chóng)在第為什么大草履蟲(chóng)在第2天、第天、第3天增天增長(zhǎng)較快，而第長(zhǎng)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(zhǎng)是否為天的增長(zhǎng)是否為J型曲線？型曲線？請(qǐng)分析不同時(shí)期種群數(shù)量的增長(zhǎng)情況：請(qǐng)分析不同時(shí)期種群數(shù)量的增

12、長(zhǎng)情況：時(shí)間時(shí)間種群數(shù)量種群數(shù)量 K種群增長(zhǎng)的種群增長(zhǎng)的S型型曲線曲線K/21.種群數(shù)量達(dá)到種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)：值時(shí)：2.種群數(shù)量達(dá)到種群數(shù)量達(dá)到K/2時(shí)：時(shí)：出生率出生率= =死亡率，種群死亡率，種群停止增長(zhǎng)。停止增長(zhǎng)。出生率出生率 死亡率，種群死亡率，種群增長(zhǎng)速度最快。增長(zhǎng)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(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最為了保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平平?為什么？為什么？ 3.對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)采取什么措施？從對(duì)家

13、鼠等有害動(dòng)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(dá)到種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在值時(shí)，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(hù)大熊貓的根本措施？怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？根據(jù)種群增長(zhǎng)的根據(jù)種群增長(zhǎng)的S S型曲線，應(yīng)型曲線，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持保持在在K/2K/2水平水平。因?yàn)樵谶@個(gè)水平。因?yàn)樵谶@個(gè)水平上上種群增長(zhǎng)率最大種群增長(zhǎng)率最大 。不是固定不變的，不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境等因素會(huì)受到環(huán)境等因素的影響。的影響。 對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕對(duì)家鼠等有害

14、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(dòng)物種群的環(huán)境容納量有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷，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，減絕或減少它們的食物來(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)殖或釋放它們的天敵，等等。少它們挖造巢穴的場(chǎng)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(hù)區(qū)，給大建立自然保護(hù)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(shí)例實(shí)例5 5：東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)圖東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)圖四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降實(shí)例實(shí)例6 6：當(dāng)北極狐數(shù)量增加時(shí)，旅鼠會(huì)因被過(guò)度捕當(dāng)北極狐數(shù)量增加時(shí)，旅鼠會(huì)因被過(guò)度捕食而數(shù)量大減；反過(guò)來(lái)，北極狐又會(huì)因饑餓和疾病導(dǎo)食而數(shù)量大減；反過(guò)來(lái)，北極狐又會(huì)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(shí)，旅鼠數(shù)量會(huì)因天敵數(shù)量的減

16、少而隨即增加。度時(shí)，旅鼠數(shù)量會(huì)因天敵數(shù)量的減少而隨即增加。請(qǐng)請(qǐng)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(shí)例實(shí)例7 7：第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，捕鯨業(yè)停止，鯨的第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，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(lái)越大，導(dǎo)致許多鯨的種群數(shù)量升，鯨的捕獲量越來(lái)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(qǐng)構(gòu)建鯨數(shù)量變化請(qǐng)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(lái)表示從二戰(zhàn)至曲線圖形式，來(lái)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(qǐng)總結(jié)歸納種群數(shù)量根據(jù)以上所學(xué)，請(qǐng)總結(jié)歸納種群數(shù)量變化的類(lèi)型有哪些？變化的類(lèi)型有哪些？種群數(shù)量變化的類(lèi)型有：種群數(shù)量變化的類(lèi)型有： 增長(zhǎng)，穩(wěn)定，波動(dòng)、增長(zhǎng)，穩(wěn)定，波動(dòng)、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(hù)和利用野生生物資源；更加合理地保護(hù)和利用野生生物資源；3.拯救和恢復(fù)瀕危動(dòng)物種群。拯救和恢復(fù)瀕危動(dòng)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(lèi)活動(dòng)的影響人類(lèi)活動(dòng)的影響討論：討論：1.種群數(shù)量的種群數(shù)量的J型增長(zhǎng)是有條件的，條件是（型增長(zhǎng)是有條件的，條件是（ ） A A在該環(huán)境中只有一個(gè)種群在該環(huán)境中只有一個(gè)種群 B B該種群對(duì)環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多該種群對(duì)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(wú)限的環(huán)境資源是無(wú)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(zhǎng)常表現(xiàn)為自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線，型增長(zhǎng)曲線，下列有關(guān)種群下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的說(shuō)法正確的是（型增長(zhǎng)的說(shuō)法正確的是（ ） A.“S”A.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系。型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系。 B. B.