高二生物必修3 《种群数量的变化》

(共26张PPT)
必修3 第4章
种群和群落
第2节
种群数量的变化
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。
问题探讨：
2.72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　
2n
解：n＝ 72 h×60 min ÷20 min＝216
　　Nn＝2n ＝ 2 216
Nn＝
1、如图1个细菌开始繁殖，n代细菌数量的计算公式是什么
数学模型建构的一般过程
问题转化
合理假设
数学形式
检验修正
细胞每20min分裂一次
资源空间无限，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
发现问题中的数学本质
数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
主要有公式、数字表格、坐标图等
数学方法的介入，是我们对大自然有了更多的认识，如牛顿定律、元素周期表等。
数学模型在生物学中的应用是指：通过在基本原型的基础上建立相关的模型，并运用相应的模型分析解释生物学现象、揭示生物本质规律特征，研究某种动态生命系统中各种因子之间相互关系等。 （遗传规律、光合作用）
模型转化
时间分钟 20 40 60 80 100 120
细菌数量
2 4 8 16 32 64
20
40
60
80
100
120
140
160
180
时间/分钟
细菌数量/个
曲线绘制基本方法
1、(定)轴
“依变量而定轴”
2、(判)势
“理关系而判势”
3、(描)点
“抓关键而描点”
数学模型 的表现形式
公式法
曲线图法
Nn＝2n
精确
直观
上述得到的公式和曲线，只是 理想条件下细菌数量增长的，在自然界中种群的数量变化是怎样的？
优点
例子
【自主学习】
快速阅读教材P66-P68
【学习目标】
尝试建立数学模型
解释种群的数量变动
模型假设：
建立模型：
参数意义：
　　　
特点：
一、“J”型增长的数学模型:
（理想条件）
--食物、空间充裕
--气候适宜
--没有敌害等条件
Nt ＝ N0λt
N0 －种群初始数量；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　λ－ 种群每年增长倍数； Nt － t 年后种群的数量。　
种群增长不受密度影响，以恒定的 倍数持续增长。
实例1：澳大利亚兔子和澳大利狐狸。
凤眼莲（水葫芦）
实例2：凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.
按达尔文的估计，一对象如果保证食物和其他的条件，在没有其他生物或天敌危害的情况下，740-750年后就可繁殖成具有1.9x107 个个体的巨大种群。在自然界它们增长的曲线是“J”型？
大草履虫种群的增长曲线
环境容纳量：K值。
二、“S”型增长的数学模型:
同种生物不同种群的K值相同吗？
同一种群的K值是固定不变的吗？
条件：自然界的资源、空间总是有限的； 种群密度增大，种内斗争加剧； 　　　以该种群为食的动物的数量也会增加。
阴影部分代表因环境阻力而被淘汰的个体；
阴影的大小也反映环境阻力的大小。
【合作探究】
“J”型曲线 “S”型曲线
形成条件
适用情况
曲线图
K 值
理想条件下
(资源无限)
自然条件下
(资源有限)
实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长
一般自然种群的增长
无
有
【比较】
问题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？
K/2值。
K/2
种群增长速率最大，此时既可获得较大收益（提供的资源较多），又有利于种群的可持续发展(再生)。
问题2：请将“J”和“S”型曲线转化成下列曲线
种群增长率
时间
种群增长率
时间
“J”型曲线 “S”型曲线
增长率＝ ＝
（无单位）
（末数－初数）
初数
×100％
（Nt－Nt-1）
Nt-1
×100％
种群增长速率
时间
种群增长速率
时间
问题3：请将“S”和“J”型曲线转化成下列曲线
增长速率＝ ＝
（有单位）
（末数－初数）
（Nt－Nt-1）
t
个/年
单位时间
问题4：从环境阻力的角度思考，如何保护大熊猫？
保护大熊猫的措施
提高繁殖率；
建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生活空间，保护环境，改善她们的栖息环境，帮助减少其环境阻力从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。
问题5：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，从环境阻力的角度思考，应该采取哪些措施控制家鼠数量？
老鼠
打扫卫生
机械捕杀
施用激素
药物捕杀
施用避孕药
硬化地面
将食物储存在安全处
养殖或释放天敌
减少数量
降低
繁殖率
增大环境阻力
降低环境容纳量
问题6：在现实的生态系统中，种群数量达到K值后能维持稳定吗？
东亚飞蝗种群数量的波动
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、传染病、天敌等
重要因素：人类的活动
原因
在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋
种群数量的下降
有害生物防治
野生生物资源合理利用和保护；
濒危动物种群的拯救和恢复
提供科学依据。
研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素
意义
【巩固练习】
D
增长速率
增长速率
增长速率
增长速率
C