種群數(shù)量的變化

1、種群數(shù)量的變化商丘市回民中學(xué) 韓雙旭2015年生物藝術(shù)競(jìng)賽冠軍生長(zhǎng)的菌落思考：1.細(xì)菌分裂一代的時(shí)間 2.細(xì)菌數(shù)量如何變化的？020406080時(shí)間（min）細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量1240 ?時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）2481632641282565121234567891.填寫(xiě)下表：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量2.細(xì)菌數(shù)量(Nn)和繁殖代數(shù)(n)之間的關(guān)系: Nn=2n活動(dòng) 一：嘗試用三種方法表示細(xì)菌數(shù)量變化3.以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫(huà)出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。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)學(xué)形式

2、。8070605040302010 20 40 60 80 100 120 140 160細(xì)菌數(shù)量/個(gè)時(shí)間/分鐘細(xì)菌數(shù)量/個(gè)時(shí)間/分鐘一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1、觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題細(xì)菌每20分鐘分裂一次提問(wèn)：細(xì)菌數(shù)量是如何變化的2、提出合理的假設(shè)在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)4、實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌的數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)模型步驟：Nnn研究對(duì)象：草履蟲(chóng)條件：定期分瓶培養(yǎng)視野中3個(gè)視野內(nèi)25個(gè)日期草履蟲(chóng)數(shù)量（個(gè)）3月22日（初始）1323月23日5793

3、月24日16783月25日42323月26日83403月27日161683月28日28112一天后兩天后閱讀、思考實(shí)例中，種群數(shù)量增長(zhǎng)類(lèi)似細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)的原因有哪些？理想條件實(shí)例一：1859年，一位英國(guó)人來(lái)到澳大利亞定居，他帶來(lái)了24只野兔。讓他沒(méi)有想到的是，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭(zhēng)食牧草，啃嚙樹(shù)皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。后來(lái)，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。 實(shí)例二：在20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼。在19371942年期間，這個(gè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)如下圖所示。 “J”型曲線1.觀察研究對(duì)象、提出問(wèn)題2.合理的假設(shè)3

4、.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，數(shù)學(xué)形式表達(dá)4.實(shí)驗(yàn)或觀察，檢驗(yàn)或修正活動(dòng)二：嘗試建構(gòu)“J”型曲線的公式數(shù)學(xué)模型環(huán)頸雉數(shù)據(jù)： 若在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵等條件下，環(huán)頸雉的起始數(shù)量為 個(gè)，并且第二年是第一年的 倍（每年增長(zhǎng)倍數(shù)不變），則：一年后種群數(shù)量N1=兩年后種群數(shù)量N2=t年后種群數(shù)量Nt=2003200332003tNt=N0t 2003N0二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線產(chǎn)生條件： 理想狀態(tài)（食物空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵等）建立模型： Nt=N0t 參數(shù)意義： N0為起始數(shù)量 t為時(shí)間 Nt表示t年后該種群的數(shù)量 表示第二年是第一年的倍數(shù)“J”型曲線曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺

5、點(diǎn)？曲線圖：直觀，但不夠精確數(shù)學(xué)公式：精確，但不夠直觀想一想活動(dòng)三：根據(jù)高斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能提出什么問(wèn)題呢？在資源、空間有限的情況下，種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱(chēng)為“S”型曲線概念：三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線種群數(shù)量/個(gè)t/dK=375產(chǎn)生條件： 自然條件食物等資源和空間有限 K值： 在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱(chēng)為環(huán)境容納量。 出生率降低，死亡率增高，直到出生率=死亡率時(shí)，種群增長(zhǎng)停止，會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)水平。同一種群的K值是固定不變的嗎？如果不是怎么改變它的大??？思考？1.對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？2.怎樣做才是保護(hù)瀕危動(dòng)物

6、的根本措施？ 小結(jié)：一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1.觀察研究對(duì)象、提出問(wèn)題2.合理的假設(shè)3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，數(shù)學(xué)形式表達(dá)4.實(shí)驗(yàn)或觀察，檢驗(yàn)或修正二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線 1.產(chǎn)生條件：理想條件2.建立模型：Nt=N0t 三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線概念、產(chǎn)生條件、K值、K值應(yīng)用曲線圖：“J”型曲線“S”型曲線 關(guān)于酵母菌的敘述，錯(cuò)誤的是() A酵母菌既含有核基因，又含有線粒體基因B酵母菌無(wú)氧呼吸的終產(chǎn)物經(jīng)主動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)到 細(xì)胞外C培養(yǎng)液中酵母菌的種群數(shù)量在培養(yǎng)早期呈“J”型增長(zhǎng)D碳源充足和不充足的培養(yǎng)液中酵母菌種群的K值不同答案：B（1）嘗試畫(huà)出“J”型曲線中，種群增長(zhǎng)率與 時(shí)間的關(guān)系。（2）嘗試畫(huà)出“S”型曲線中，種群增長(zhǎng)速率與時(shí)間的關(guān)系。（3