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作者：驼铃（原名张东亮）,看视频百度搜索,:,驼铃儿高中教学视频,Page,1,驼铃作品，版权所有,1,、怎样建构种群数量增长的模型？,2,、种群的数量是怎样变化的？,3,、什么是环境容纳量？,4,、影响种群数量变化的因素有哪些？,本节聚焦,必修,3,第四章 第二节种群数量的变化,1、怎样建构种群数量增长的模型？本节聚焦必修3 第四章 第二,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每,20,分钟就通过分裂繁殖一代。,时间,（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,1,2,3,4,5,6,7,8,9,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1.,请设计表格：,大肠杆菌,2,72,小时后，细菌数量是,_,N,n,2,216,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分,4.,以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。,20,40,60,80,100,120,140,160,180,时间,/,分钟,细菌数量,/,个,Y,2,X,N,n,2,n,3,n,代细菌数量的计算公式：,Y,2,X,4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线,一、建构种群增长模型的方法,建立数学模型一般包括以下步骤,：,观察研究对象，提出问题,提出合理的假设,通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正,根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达,细胞每,20min,分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,N,n,n,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,一、建构种群增长模型的方法建立数学模型一般包,曲线图：更直观，但不够精确。,公式：更精确，但不够直观。,公式：,N,n,2,n,思考：,曲线图与数学方程式比较，优缺点？,数学模型概念,:,用来描述一个系统或它的性质的数学形式,类型,:,数学公式法,坐标曲线法,数据分析表格式,时 间,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量,曲线图：更直观，但不够精确。公式：Nn2n思考：曲线图与数,1859,年，,24,只,野兔,6,亿只以上,的野兔,近,100,年后,实例,1,：,澳大利亚野兔,无天敌,;,食物充足,;,生活空间广阔,粘液瘤病毒,原因？,控制方法？,自然界有类似细菌增长的实例存在吗,?,1859年，24只野兔,实例,2,：引入美国一个岛屿的环颈雉,某岛屿环颈雉种群的增长（,实线为实际增长曲线，虚线为理论上的曲线,）,原因？,实例2：引入美国一个岛屿的环颈雉某岛屿环颈雉种群的增长（实线,世界人口增长曲线,我国人口数量变化曲线,实例,3,世界人口增长曲线我国人口数量变化曲线实例3,结论：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线大致呈“,J”,型,和细菌略有不同。,结论：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式,如果,1,、模型假设：,理想状态,食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；种群的数量每年以一定的倍数增长，,为该,种群数量是第一年的倍数,。,N,0,为起始数量，,t,为时间，,Nt,表示,t,年后该种群的数量，,2,、建立模型：,N,t,=,N,0,t,一、,“,J”,型增长的数学模型,A,实验室条件,B,当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时,3,、模型适用范围,N,1,=N,0,N,2,=N,1,=N,0,2,，,N,3,=N,2,=N,0,3,，,1、模型假设：理想状态食物充足，空间不限，气候,计算：,某一地区,2001,年人口普查时有,10,万人，,2002,年比,2001,年增长,1,。请预测，按照此增长速度，,2006,年该地区的人口将有多少？,N,t,10,（,1+1,）,2006-2001,计算：某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2,12,存在环境阻力,自然条件（现实状态）,食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高,当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平,“,J”,型增长能一直持续下去吗？,有实例证明吗？,12存在环境阻力自然条件（现实状态）食物等资源,实例,1,：将酵母菌分为,a,、,b,、,c,、,d,四组，用不同的方式培养，其种群增长曲线如下图,c,（每,24h,换一次培养液）,20,40,60,80,100,120,140,0,50,100,150,2000,2500,3000,时间（,h,）,酵母种群增长曲线,酵母数数量,a,（每,3h,换一次培养液）,b,（每,12h,换一次培养液）,d,（不换培养液）,实例1：将酵母菌分为a、b、c、d四组，用不同的方式培养，其,实例,2,：,高斯的实验：,5,个大草履虫置于,0.5mL,的培养液中，每隔,24,小时统计一次数据，实验结果如下：,二、种群增长的,“,S”,型曲线,“,S”,型曲线形成原因？,内因：,种群的,_,率和,_,率,_,，其次,_,率和,_,率,_,，种群增长,_,，有时会,_,在一定水平。,外因：,_,；当种群密度增加时，种内,_,加剧，,_,数量也会,_,。,资源和空间有限,增加,竞争,天敌,出生,死亡,迁出,相等,相等,迁入,停止,稳定,（一）实例,实例2：高斯的实验：5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每,二、种群增长的,“,S”,型曲线,同一种群的,K,值固定不变吗？,环境容纳量（,K,值）,S,曲线：种群经过一定时间的增长后，数量,_,该实验中在第,天时增长最快。,环境容纳量又称,_,：在环境条件,_,的情况下，一定空间中所能维持的种群的,_,数量。,趋于稳定,2,、,3,K,值,不受破坏,最大,可变，受环境影响,二、种群增长的“S”型曲线同一种群的K值固定不变吗？环境,1.,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,提高,环境容纳量,K,值,：,建立自然保护区，,改善其栖息环境,提示：,同一种群的,K,值会受到环境的影响,K,值应用,2.,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,首先，降低有害动物种群的环境容纳量,K,值：如将食物储藏在安全处，清除生活垃圾，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌；,另外：器械捕杀、药物捕杀等,1.怎样做才是保护大熊猫的根本措施？提高环境容纳量K值：提,1.,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平,?,为什么？,既可获得较大捕捞量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。,大于,K/2,时捕捞，捕捞后保持在,K,2,水平。,K/2,值应用,1.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使,采用投药灭鼠的方法，若毒杀约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正相当于其种群指数生长期（,K/2,）的数量，老鼠数量将迅速增长，很快就恢复到原来的水平。,2.,灭鼠问题,器械捕杀、药物捕杀缺点,K/2,值应用,采用投药灭鼠的方法，若毒杀约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正,“,S”,型曲线,“,J”,型曲线,前提条件,种群增长率,种群增长速率,有无,K,值,环境资源有限,环境资源无限,逐渐下降至,0,保持稳定,先上升后下降至,0,(K/2,最大,),有,K,值,无,K,值,逐渐上升,J,和,S,两种增长,曲线,比较,“S”型曲线“J”型曲线前提条件种群增长率种群增长速率有无K,三、用达尔文的观点分析“,J,、,S”,曲线,时间,种群数量,1,、“,J”,型曲线用达尔文的观点分析指：,生物具有过渡繁殖的特性。,2,、图中阴影部分表示：环境阻力；用达尔文的观点分析指：,通过生存斗争被淘汰的个体数量。,“,J”,型曲线指生物具有什么特性？,图中阴影部分表示什么？,三、用达尔文的观点分析“J、S”曲线时间种群数量1、“J”,气候、食物、天敌、传染病,（,2,）种群数量变化的类型：,增长，稳定，波动、下降等,自然因素：,人为因素：,人类活动等,（,1,）影响种群数量变化的因素：,大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,四、,种群数量的波动和下降,五、,研究种群数量变化的意义,（,1,）有害动物的防治,（,2,）野生动物资源的保护和利用,（,3,）濒危动物种群的拯救和恢复,气候、食物、天敌、传染病（2）种群数量变化的类型：增长，稳定,增长率,=,增长量,上一年种群数量,=,N,t,-N,t-1,N,t-1,=,-1,增长速率,:,种群数量在单位时间内的增加量,=(N,t,-N,t-1,)/t,有单位。（如个,/,年）,=,出生率,-,死亡率 无单位,增长率和,增长速率区别,种群增长率：指在单位时间内种群数量,增加的量占初始数量的比例,，是一个百分比，无单位,种群增长速率：指在单位时间内的,改变数值，,有单位。（如个,/,年）,例：某一种群的数量在某一单位时间,t,（如一年）内，由初数量,N,t-1,（个）增长到末数量,N,t,(,个），则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别为？,增长率=增长量上一年种群数量=Nt-Nt-1Nt-1=-1,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种,大肠杆菌,每,20,分钟就通过分裂繁殖一代。若初始,大肠杆菌数,1,个，则,1,小时后大肠杆菌数量为,8,，,2,小时后大肠杆菌数量为,64,，,3,小时后大肠杆菌数量为,512,。,第一个小时的增长率为,（,8-1,）,/1=700%,第二个小时的增长率为,（,64-8,）,/8=700%,第三个小时的增长率为,（,512-64,）,/64=700%,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种大肠杆菌每20,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种,大肠杆菌,每,20,分钟就通过分裂繁殖一代。若初始,大肠杆菌数,1,个，则,1,小时后大肠杆菌数量为,8,，,2,小时后大肠杆菌数量为,64,，,3,小时后大肠杆菌数量为,512,。,第一个小时的增长速率为,（,8-1,）,/,小时,第二个小时的增长,速,率为,（,64-8,）,/,小时,第三个小时的增长速率为,（,512-64,）,/,小时,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种大肠杆菌每20,第一天的增长率为,（,30-5,）,/5=500%,第二天的增长率为,（,130-30,）,/30=333%,第三天的增长率为,（,340-130,）,/130=162%,第四天的增长率为,（,375-340,）,/340=10.3%,据图分析,：大,草履虫第,1,天后的总数约为,30,个，第,2,天后的总数约为,130,个，第,3,天总为约为,340,个，第,4,天总为约为,375,个。,第一天的增长率为（30-5）/5=500%第二天的增长率,第一天的增长速率为,（,30-5,）,/,天,第二天的增长,速,率为,（,130-30,）,/,天,第三天的增长速率为,（,340-130,）,/,天,第四天的增长速率为,（,375-340,）,/,天,据图分析,：大,草履虫第,1,天后的总数约为,30,个，第,2,天后的总数约为,130,个，第,3,天总为约为,340,个，第,4,天总为约为,375,个。,第一天的增长速率为（30-5）/天第二天的增长速率为（1,J,型曲线,S,型曲线,J,和,S,两种增长,曲线,比较,J型曲线S型曲线 J和S两种增长曲线比较,（,2012,浙江卷,）,5.,右下图是某,相对稳定,的生态系统中旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图（图中不同阴影面积表示不同比例尺下得个体数量）。下列有关叙述错误的是（）,A.,图中所含的食物链为捕食食物链,B.,这些生物的种群数量在各自的,K,值上下波动,C.,旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的,D.,旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间数量的变化是一种正反馈调节,“汉水丑生的生物同行”超级群大
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