高中生物必修三《42種群的數(shù)量變化》課件2

第四章第二節(jié)問(wèn)題探討在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）2481632641282565121234567891、填寫下表：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．n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是：

Nn

＝２n數(shù)學(xué)方程式準(zhǔn)確02060100140180時(shí)間/min細(xì)菌數(shù)量/個(gè)曲線圖直觀4、以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。

一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法數(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)學(xué)形式。是聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題與數(shù)學(xué)的橋梁，具有描述、解釋、判斷、預(yù)測(cè)等重要功能。1、概念：1、觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題細(xì)菌每20分鐘分裂一次，問(wèn)題：細(xì)菌數(shù)量怎樣變化的？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)列出表格，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)畫出曲線圖或推導(dǎo)公式（Nn＝２n）4、通過(guò)進(jìn)一步實(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2.建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：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。9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1937－1942年期間，這個(gè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)如下圖所示。

如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線大致呈什么型？自然界確有類似細(xì)菌在理想狀態(tài)下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來(lái)表示，曲線則大致呈“J”型。二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線細(xì)菌增長(zhǎng)曲線①條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間充裕，氣候適宜，沒(méi)有敵害等；②建立模型：t年后種群的數(shù)量為種群增長(zhǎng)的Ｊ型曲線Nt=Noλt③各參數(shù)的意義：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，λ為該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。（年均增長(zhǎng)率）④圖像：Nt=Noλt計(jì)算：某一地區(qū)2011年人口普查時(shí)有10萬(wàn)人，2012年比2011年增長(zhǎng)1％。請(qǐng)預(yù)測(cè)，按照此增長(zhǎng)速度，2017年該地區(qū)的人口將有多少？Nt＝10×（1+1％）2017-2011在一個(gè)特定培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)方式增長(zhǎng)嗎？自然界的資源和空間是有限的。問(wèn)題回歸：不會(huì)原因：條件：0.5mL的培養(yǎng)液實(shí)例：高斯對(duì)大草履蟲(chóng)種群研究的實(shí)驗(yàn)K/2轉(zhuǎn)折期，增長(zhǎng)速率最大K值：環(huán)境容納量加速期，個(gè)體數(shù)量增加，增長(zhǎng)加速調(diào)整期，個(gè)體數(shù)量較少增長(zhǎng)緩慢減速期，增長(zhǎng)緩慢穩(wěn)定期，增長(zhǎng)速率為零環(huán)境容納量: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)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。同一種群的K值不是固定不變，會(huì)受到環(huán)境的影響。種群增長(zhǎng)的S型曲線注意：①產(chǎn)生條件：種群增長(zhǎng)的“Ｓ”型曲線

自然界的資源和空間是有限的。②產(chǎn)生原因：18③種群數(shù)量變化曲線與種群增長(zhǎng)率曲線的關(guān)系⑴圖乙的fg段相當(dāng)于圖甲的ac段。⑵圖乙的g點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的c點(diǎn)。⑶圖乙的gh段相當(dāng)于圖甲的cd段。⑷圖乙的h點(diǎn)之后相當(dāng)于圖甲的de段。K/2abcdghfe甲乙種群增長(zhǎng)的“Ｓ”型曲線種群數(shù)量達(dá)環(huán)境容納量的一半時(shí)種群增長(zhǎng)速率最大，再生能力最強(qiáng)——把握K/2值處黃金開(kāi)發(fā)點(diǎn)，維持被開(kāi)發(fā)資源的種群數(shù)量在K/2值處，可實(shí)現(xiàn)“既有較大收獲量又可保持種群高速增長(zhǎng)”，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。（魚類捕撈）K/2K/2的應(yīng)用①資源開(kāi)發(fā)與利用：務(wù)必及時(shí)控制種群數(shù)量，嚴(yán)防達(dá)K/2值處(如蝗蟲(chóng)的防控即是如此)。K/2的應(yīng)用K/2②有害生物防治：21比較種群增長(zhǎng)兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別J型曲線S型曲線條件種群增長(zhǎng)率有無(wú)K值曲線環(huán)境資源無(wú)限環(huán)境資源有限保持穩(wěn)定先升后降無(wú)，持續(xù)保持增長(zhǎng)有K值環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量比較種群增長(zhǎng)兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別種群數(shù)量的波動(dòng)和下降影響因素：氣候、食物、天敵、傳染病總結(jié)（一）、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法數(shù)學(xué)模型：公式、曲線

（二）種群增長(zhǎng)的“J”型曲線1、條件2、模型特點(diǎn)：Nt=Noλt

（三）種群增長(zhǎng)的“S”型曲線1、條件2、模型特點(diǎn)：K值、增長(zhǎng)率3、應(yīng)用：1.用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲(chóng)數(shù)量的變化，結(jié)果如下表：時(shí)間(天)15913172125293337成蟲(chóng)數(shù)(只)6102871131207270302327341根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列結(jié)論正確的是(

)A．第13～25天，成蟲(chóng)數(shù)量增長(zhǎng)快的主要原因是個(gè)體生長(zhǎng)加快B．第17～29天，成蟲(chóng)增長(zhǎng)率上升、死亡率下降C．第21～37天，成蟲(chóng)增長(zhǎng)率的下降與種群密度的改變有關(guān)D．第1～37天，成蟲(chóng)數(shù)量呈“J”型增長(zhǎng)C練習(xí)2.某研究所對(duì)一條河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了幾年的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)某種魚進(jìn)入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)如下圖所示曲線。則在t1時(shí)該種群的年齡組成類型、能反映該種群數(shù)量變化的曲線分別是(

)A．衰退型和①B．增長(zhǎng)型和②C．衰退型和③D．增長(zhǎng)型和④B3、下圖是某一動(dòng)物物種遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長(zhǎng)曲線圖，請(qǐng)回答：（l）圖中的增長(zhǎng)曲線是___________型，表示K值的一點(diǎn)是_________。（2）圖中表示種群增長(zhǎng)速度最快的階段是___________。（3）遷入種群第2年后，增長(zhǎng)明顯加快的原因主要是_______________。（4）第8年后，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定，阻礙種群繼續(xù)增長(zhǎng)環(huán)境因素主要有哪些：__________________。Sdb食物充足，缺少天敵食物缺少，天敵增加作業(yè)：圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中的增長(zhǎng)曲線，仔細(xì)分析圖中曲線后回答下列問(wèn)題：(1)如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒(méi)有資源和空間的限制，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________特性。(2)如果將該種群置于有限制的自然環(huán)境中，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)曲線是