北師大版高中生物必修3：穩(wěn)態(tài)與環(huán)境 二 種群數(shù)量的變動(dòng)-“江南聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

二種群數(shù)量的變動(dòng)

第四章種群和群落第2節(jié)種群數(shù)量的變化種群的數(shù)量變化：增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降出生率、死亡率氣候、食物、天敵、傳染病人類的活動(dòng)等變化規(guī)律>>

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。問(wèn)題探討1．n代細(xì)菌數(shù)量Nn的計(jì)算公式是什么？2．72小時(shí)后，由1個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？請(qǐng)同學(xué)們看書(shū)討論教材P65的問(wèn)題探討Nn＝2n解：n＝72hx60min／20min＝216

Nn＝2n＝2216建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法一將數(shù)學(xué)公式（Nn＝2n）變?yōu)榍€圖時(shí)間分鐘20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量

248163264128256512填寫(xiě)下表，并時(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)曲線圖教材P66圖表建立數(shù)學(xué)模型一般方法和步驟：2、種類

方程式曲線圖……數(shù)學(xué)模型1、概念用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。為了直觀、簡(jiǎn)便地研究種群的數(shù)量變動(dòng)的規(guī)律，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型是常用的方法之一。方程式——精確但不夠直觀曲線圖——直觀但不夠精確

觀察研究對(duì)象

提出問(wèn)題

分析研究對(duì)象

作出假設(shè)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)觀察對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行

檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立

數(shù)學(xué)表達(dá)細(xì)胞每20min分裂一次資源空間無(wú)限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響Nn＝2n觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟數(shù)學(xué)模型細(xì)菌的數(shù)量／個(gè)

根據(jù)理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)曲線推測(cè)：自然界中生物種群數(shù)量變化是否也呈現(xiàn)“J”型？種群增長(zhǎng)曲線二實(shí)例一：澳大利亞野兔1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后“J”型增長(zhǎng)曲線1實(shí)例2美國(guó)某島嶼環(huán)頸雉種群數(shù)量的增長(zhǎng)實(shí)例3：鳳眼蓮（水葫蘆）種群的“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型1、模型假設(shè)：

2、數(shù)學(xué)模型：

Nt=N0λt

理想條件：食物充足，空間不限，氣候適宜，沒(méi)有敵害等N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，λ為年增長(zhǎng)倍數(shù)

Nt表示t年后該種群的數(shù)量存在環(huán)境阻力———不能持續(xù)自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——資源和空間總是有限的，捕食者數(shù)量不斷增加?！癑”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？高斯（Gause）的實(shí)驗(yàn)：時(shí)間（天）1234567大草履蟲(chóng)數(shù)量（個(gè)）201203303603753743760.5ml培養(yǎng)液中放入5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：根據(jù)上表，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，大草履蟲(chóng)數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫(huà)出大草履蟲(chóng)的種群增長(zhǎng)曲線3.模型的檢驗(yàn)或修正種群經(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，稱為“S”型曲線．大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線375環(huán)境負(fù)荷量（K）：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，也稱為環(huán)境容納量。環(huán)境負(fù)荷量（K）K=種群增長(zhǎng)的“S”型曲線2三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線加速減速增長(zhǎng)速率最大增長(zhǎng)特點(diǎn)：產(chǎn)生原因①空間有限②食物有限③有天敵先增加后減慢，最后停止K值的特點(diǎn)：K值并不是固定不變的，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，K值就改變。環(huán)境阻力用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J、S”曲線1、用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J”型增長(zhǎng)：2、圖中陰影部分表示：3、用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析陰影部分淘汰的原因：生存斗爭(zhēng)過(guò)渡繁殖環(huán)境阻力自然淘汰學(xué)以致用加速減速增長(zhǎng)速率最大種群數(shù)量變化的應(yīng)用三

K/2黃金點(diǎn)：1、生物保護(hù)

增大K值K/2值2、生物防治

降低K值K/2值以下四、隨堂訓(xùn)練（學(xué)業(yè)水平考試）1、建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型，其基本步驟是（）①觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題②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③提出合理的假設(shè)④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)．A.①④③②B.③①④②C.①③④②D.①③②④C（期末考試）2．如圖表示某種魚(yú)類在有環(huán)境阻力條件下的種群增長(zhǎng)曲線，下列相關(guān)敘述中，正確的是()A．該魚(yú)類種群數(shù)量的增長(zhǎng)受自身種群密度的制約B．氣候條件的改變不會(huì)影響該種群的環(huán)境容納量C．當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到d點(diǎn)時(shí)環(huán)境阻力開(kāi)始影響種群增長(zhǎng)D．漁業(yè)捕撈后剩余量需控制在c點(diǎn)以保持最高的增長(zhǎng)率A（一模）3．圖中字母表示的時(shí)刻，種群數(shù)量不為K值的是(

)C4.(高考改編)研究人員對(duì)某草場(chǎng)進(jìn)行了相關(guān)的生態(tài)學(xué)調(diào)查，繪制出某昆蟲(chóng)種群λ值的變化曲線(未發(fā)生遷入遷出)。請(qǐng)分析回答：(1)該昆蟲(chóng)個(gè)體較小，常大量附著在同一植物上，要估算其種群密度，常用_______法。若λ值大于1，則當(dāng)年的種群密度較一年前______。(2)該昆蟲(chóng)在0～5年間種群數(shù)量呈現(xiàn)“___”型增長(zhǎng)，可推測(cè)種群的年齡結(jié)構(gòu)為_(kāi)_______型。(3)