必修3：种群的数量变动（中图版）
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(共25张PPT)
时间（min）
细胞数
0
20
40
60
80
100
20
21
22
23
24
25
分裂
细菌繁殖产生的后代数量
一、建构种群增长模型的方法
在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：
①n代细菌数量的计算公式？
②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？
Nn＝２n
解：n＝ 60min x72h／20min＝216
Nn＝２n ＝2216
③细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。
将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图
时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
曲线图与数学方程式比较，优缺点？
直观，
但不够精确。
2 4 8 16 32 64 128 256 512
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
Nn＝２n
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式．建立数学模型一般包括以下步骤：
细菌的数量／个
理想条件下细菌数量增长的推测，自然界中有此类型吗？
某海岛上环颈雉
种群数量的变化
自然界确有类似的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．
二、种群增长的“J”型曲线
“ J ”型增长的数学模型
1、产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；
（ N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率。）
2、种群 “ J ”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
例：我国自1393－1990年以来人口统计数据如下：
以上人口增长曲线符合哪种类型？
按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
亿 0.6 0.6 2.0 4.1 4.7 10.3 11.6
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．
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线．
[例] 生态学家高斯的实验
大草履虫种群的增长曲线
P67
种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
A
三、种群增长的“S”型曲线
A
种群数量达到K值时，
种群—
增长停止
种群数量在 K/2值时，
种群—
增长最快
种群数量 小于K/2值时
种群—
增长逐渐加快
种群数量 大于K/2值时
种群—
增长逐渐减慢
1、同一种群的K值是固定不变的吗？
2、对大熊猫应采取什么保护措施？
3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什
么措施？从环境容纳量的角度看，能
得到什么启发？
4、种群数量达到K值时，都能在K值维持
稳定吗？
对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，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，等等。
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
东亚飞蝗种群数量的波动
种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。
环境因素
种群的出生率、死亡率、迁出和迁入
种群数量的变化
气候、食物、被捕食、传染病等
增或减
增长、波动、稳定、下降等
影响种群数量变化的因素
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。
（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。
（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。
五．研究种群数量变化有何意义？
（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
云豹的保护
苍鹭的保护
野猪的保护
救护被困的鲸鱼
全力防蝗减灾
如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有
的特征。如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是 ，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示 。
影响种群密度的因素
有
。
A
过度繁殖
B
通过生存斗争被淘汰的个体数量
出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等
时间
种群数量
A
B
在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，8年后发展到500只左右，这个羊群数量会
A、维持在一个水平上 B、不断下降
C、缓慢上升 D、迅速上升
A
下列因素能引起种群密度增大的有
。
A、种群中幼年个体增多
B、种群性别比例改变 C、环境中温度条件适宜
D、种群中幼年个体减少 E、环境中天敌增多
F、寄生生物减少
Ａ Ｃ F
“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点
Ａ B C D
A
基础题：1. 在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。
例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。
例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。
2.提示：
（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。
（2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。
（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。
拓展题
这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。
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分裂
细菌繁殖产生的后代数量
一、建构种群增长模型的方法
在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：
①n代细菌数量的计算公式？
②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？
Nn＝２n
解：n＝ 60min x72h／20min＝216
Nn＝２n ＝2216
③细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。
将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图
时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
曲线图与数学方程式比较，优缺点？
直观，
但不够精确。
2 4 8 16 32 64 128 256 512
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
Nn＝２n
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式．建立数学模型一般包括以下步骤：
细菌的数量／个
理想条件下细菌数量增长的推测，自然界中有此类型吗？
某海岛上环颈雉
种群数量的变化
自然界确有类似的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．
二、种群增长的“J”型曲线
“ J ”型增长的数学模型
1、产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；
（ N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率。）
2、种群 “ J ”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
例：我国自1393－1990年以来人口统计数据如下：
以上人口增长曲线符合哪种类型？
按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
亿 0.6 0.6 2.0 4.1 4.7 10.3 11.6
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．
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线．
[例] 生态学家高斯的实验
大草履虫种群的增长曲线
P67
种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
A
三、种群增长的“S”型曲线
A
种群数量达到K值时，
种群—
增长停止
种群数量在 K/2值时，
种群—
增长最快
种群数量 小于K/2值时
种群—
增长逐渐加快
种群数量 大于K/2值时
种群—
增长逐渐减慢
1、同一种群的K值是固定不变的吗？
2、对大熊猫应采取什么保护措施？
3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什
么措施？从环境容纳量的角度看，能
得到什么启发？
4、种群数量达到K值时，都能在K值维持
稳定吗？
对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，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，等等。
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
东亚飞蝗种群数量的波动
种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。
环境因素
种群的出生率、死亡率、迁出和迁入
种群数量的变化
气候、食物、被捕食、传染病等
增或减
增长、波动、稳定、下降等
影响种群数量变化的因素
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。
（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。
（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。
五．研究种群数量变化有何意义？
（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
云豹的保护
苍鹭的保护
野猪的保护
救护被困的鲸鱼
全力防蝗减灾
如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有
的特征。如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是 ，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示 。
影响种群密度的因素
有
。
A
过度繁殖
B
通过生存斗争被淘汰的个体数量
出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等
时间
种群数量
A
B
在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，8年后发展到500只左右，这个羊群数量会
A、维持在一个水平上 B、不断下降
C、缓慢上升 D、迅速上升
A
下列因素能引起种群密度增大的有
。
A、种群中幼年个体增多
B、种群性别比例改变 C、环境中温度条件适宜
D、种群中幼年个体减少 E、环境中天敌增多
F、寄生生物减少
Ａ Ｃ F
“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点
Ａ B C D
A
基础题：1. 在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。
例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。
例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。
2.提示：
（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。
（2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。
（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。
拓展题
这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。