人教版高中生物必修三4.2 种群数量的变化 课件(共34张PPT)

(共34张PPT)
预测变化方向
种群密度
种群数量
直接影响
出生率
和
死亡率
迁入率和
迁出率
决定大小
和密度
决定大小
和密度
年龄组成
性别比例
影响数量变动
复习
第2节
种群数量的变化
这些种群的数量发生了什么变化？
长江刀鱼
水葫芦
蝗虫灾害
白鳍豚
第2节
种群数量的变化
种群数量
迁入
迁出
出生
死亡
种群的数量变化包括：增长、波动、稳定和下降
种群数量的增长
在自然界中细菌无处不在，有些细菌的大量繁殖会导致疾病。假如现有一种细菌，在适宜的温度、湿度等环境下，细菌将如何？
细菌就会大量繁殖，越来越多。
在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。你能不能计算出一个细菌一小时后变成多少个？72小时呢？
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。
2．n代细菌数量Nn的计算公式是：
Nn
3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　
＝1×２n
解：n＝
６０min
x７２h／２０min＝２１６
Nn＝1×２n
＝２
２１６
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。
曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
曲线图：
直观，但不够精确。
数学公式：
精确，但不够直观。
细菌种群的增长曲线，是一个指数增长曲线（y=2x)
1、观察研究对象，提出问题
细菌每20分钟分裂一次，
问题：细菌数量怎样变化的？
2、提出合理的假设
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
3、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
列出表格，根据表格画曲线，推导公式
4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
建立数学模型一般包括以下步骤：
澳大利亚野兔的扩张
澳大利亚野兔的扩张
在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937－1942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。
历年来我国人口增长的数据
思考：
1.这三个自然界中的实例和在理想条件下细菌的数量变化有什么相似之处？
2.大家观察一下这些曲线大致和那个字母的形状相似？
3.分析实例中的生物生存的环境（食物、空间、天敌等）
4.一、二两个例子都属于外来物种入侵，举一些自己所知的外来物种入侵的例子。
5.看了实例三中人口的增长曲线，你有些什么想法？
模型假设：
一年后该种群的数量应为：
二年后该种群的数量应为：
建立模型：t
年后该种群的数量为：
Nt=N0?t
三年后该种群的数量应为：
N1=N0
λ
N2=N1
λ
=N0
?2
N3=N2λ
=N0
λ
3
在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，
有一个种群，起始数量为N0
该种群的数量每年以?倍的数量增长，
t年后该种群的数量将会怎样变化？
种群增长的“J”型曲线
①产生条件：
②增长特点：
食物和空间条件充裕、
气候适宜、
没有敌害(理想条件)
种群数量每年以一定的倍数增长，
第二年是第一年的λ倍
③增长率的变化：
④增长速率的变化：
种群在单位时间内增加
的个体数占个体总数的比率(%)。
是指单位时间内种群增长的数量（个/年）
即：增长速率
＝
（现有个体数－原有个体数）／时间
不变
增加
即：增长率
＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数
＝(Nt－Nt-1)
／
Nt-1
＝(Nt
－Nt-1)
／t
增长率：
增长速率：
（Nt=N0?t）
=
λ-1
用试验证明
生态学家高斯研究大草
履虫：
1.在0.5ml的培养液中放入5个大草履虫。
2.每隔24小时统计大草履虫的数量。
3.反复试验
4.最大的种群数量是375个，这是该试验种群的K值。
K/2
增长速率最快
K值
个体数量增加，增长加速
个体数量较少增长缓慢
减速期，增长缓慢
增长速率为零
环境容纳量:
在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
三、种群增长的“S”型曲线
K值是固定不变的吗？
①产生条件：
②增长特点：
存在环境阻力
即：食物、空间有限；
种内斗争加剧；
天敌增多。
三、种群增长的“S”型曲线
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。
④增长速率的变化：
先增加，后减少，最后为零.
③增长率的变化：
逐渐下降
讨论：
1、如果要降低有害动物（如老鼠）对人类生活的影响，可采取哪些
措施？从环境容纳量考虑，能得到什么启发吗？
采取器械捕杀、药物捕杀;
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。
通过这些措施，可以降低K值。
2、在渔业生产中，为了实现可持续性发展，结合“S”型曲线的
变化规律，你认为当种群数量为多少时进行捕捞最合适？
捕捞量又应该是多少呢？
四.“S”型曲线在生产中的应用：
1.持续获得较多的生物资源：
①应设法
环境容纳量K，如加强生物生存环境的管理。
②捕捞、采伐应在种群数量达到
时进行，而且剩余种群数量应保持在
。
实现“既有较大收获量又可
保持种群高速增长”。
2.对有害动物的防治：
①设法使环境容纳量
.
②通过引入天敌等措施，将种群数量尽量控制在
水平。
③杀虫效果最好的时期在潜伏期（
），
务必及时控制种群数量，严防达
值处
(若达
值处，可导致该有害生物成灾。）
K/2以上
K/2左右
增大
变小
较低
K/2以下
K/2
K/2
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：环境的阻力；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？
小
结
一、构建种群增长模型的方法：
建立数学模型
二、种群增长的“J”型曲线
三、种群增长的“S”型曲线
提出问题
做出假设
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正
四、“S”型曲线在生产中的应用
1、下列关于S型曲线的说法，与事实相符的是
A、防治农业害虫应把害虫数量控制在K/2处
B、若该种群为海洋经济鱼类，种群数量最好保持在c水平
C、ab段种群数量增长速率变慢，其原因是受天敌、资源等影响。
D、a点种内斗争最激烈
课堂练习
2.下列关于种群数量变化的叙述中，不正确的是（
）
A.在理想条件下，种群数量增长可用一定的数学模型表示
B.一个物种引入新的地区后，一定呈“J”型增长
C.对家鼠等有害动物的控制，要尽量降低其K值
D.研究一个呈“S”型增长的种群的的增长速率可预测其K值
B
3．假如有几只老鼠由觅食而迁离到一个新的空间，并在那里定居下来了。开始时，此鼠群的增长很缓慢，后来逐渐加快。达到一定的种群密度后，又突然减慢，直至增长停止了，呈现“S”型增长，如图所示。据图回答：
⑴从图中a～b看，此鼠种群数量增长缓慢，
主要原因可能是开始阶段此鼠群的基数
，
幼鼠
，产生后代个体数
。
⑵从图中c开始，此鼠群数量迅速增长，鼠群进入
快速
期。
⑶从图中d开始，鼠群的数量增长受到抑制，其原因
可能是此栖息地的
有限，从而导致
加剧。
⑷e点时，鼠群数量增长趋于稳定，保持在一个
水平上，这个数量水平可称之为
。
⑸曲线中可见，当鼠群增处于K/2值水平时，鼠群的增殖速度最快，当鼠群处于K值时，其
等于
，增殖速度等于
。
⑹当地居民发现鼠患时，大力捕杀老鼠，努力断绝鼠群的食物源，减少鼠群的活动空间，设法降低鼠群的
。
少
少
多
增长
食物和生存空间
相对稳定
种内斗争
K值
出生率
死亡率
0
K值（环境容纳量）
在自然界中，种群数量是否总能稳定在K值？
种群数量的波动和下降
种群数量达到环境容纳量之后，将停止增长并在环境容纳量上下波动，保持相对稳定。
在不利条件下，种群数量还会急剧的下降甚至消亡。
什么因素会影响种群数量的变化？
气候、食物、被捕食、传染病等
人类的活动：
一方面人工养殖的不断增加
另一方面乱砍森林、猎捕动物和环境污染等
这些因素和活动影响到了种群数量的变化。
研究种群变化规律的意义（应用）
1、病虫害的防治：降低环境的容纳量（K值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。
2、合理利用和保护生物资源：捕捞狩猎后，保证种群的增长速率最大值。
思考1：病虫害的防治方法有哪些？
有何利弊？（以鼠害为例）
思考2：合理利用和保护生物资源时应注意什么？
培养液中酵母菌种群数量的变化
问题：培养液中酵母菌种群的数量随时间如何
变化？
假设：
探究：
实验步骤：
1、配制马铃薯培养液，分装到7只试管，消毒
灭菌
2、分别接种酵母菌，恒温培养
3、每隔24小时取样统计酵母菌数量，连续7天
4、记录数据并绘制曲线
培养液中酵母菌种群的数量先连续增加，后来逐渐下降
有关问题：
怎样对酵母菌计数？
若一个小方格中酵母菌过多，难以数清，该怎么办？
对于压在小方格界线上的酵母菌该如何处理？
该如何设计记录表格？
从试管中吸出培养液前为什么需震荡试管？
是否需要重复实验？
先将培养液稀释，然后再取样计数
需要，提高准确率
只记相邻两条边及夹角处个体
使酵母菌分布均匀，取样准确
抽样检测法
3、如图所示，表示种群在无环境阻力状况下增长的是（
）
4．一个新的物种进入某地后，其种群数量变化，哪一项是不正确的（
）
A．先呈“S”形增长，后呈“J”形增长
B．先呈“J”形增长，后呈“S”形增长
C．种群数量达到K值以后会保持稳定
D．K值是环境条件允许的种群增长的最大值
B
在什么条件下种群才会呈“J”型曲线增长（　）
A．当只有食物受到限制时
B．在物种适宜的环境中食物开始出现不足，但还不至于影响到该物种在这里生存
C．只有没有捕食者
D．只有在实验室内的实验条件下
D
11．下图是某一动物物种迁入一个适宜环境后的增长曲线图，请回答：
（l）图中的增长曲线是
形，表示K值的一点是
？
（2）图中表示种群增长速度最快的阶段是
？
（3）迁入种群第2年后，增长明显加快的原因主要是_______________。
（4）第8年后，种群数量
趋于稳定，阻碍种群继续
增长环境因素主要有哪些：_______________________
食物减少，天敌增加
s
d
b
食物充足又无天敌