4.2 种群数量变化曲线.ppt

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1、4.2 种群数量种群数量变化曲化曲线1 1、预预测测一一个个国国家家或或地地区区的的人人口口数数量量未未来来动态的信息主要来自于（动态的信息主要来自于（）A A现有人口数量和密度现有人口数量和密度B B目前的年龄组成目前的年龄组成C C男女之间的性别比例男女之间的性别比例 D D出生率、死亡率和迁移率出生率、死亡率和迁移率B巩固练习巩固练习2.2.在田野的不同地点施放性引诱剂，最在田野的不同地点施放性引诱剂，最直接的效应是（直接的效应是（）A.A.害虫死亡率增高害虫死亡率增高B.B.害虫种群密度下降害虫种群密度下降C.C.害虫出生率下降害虫出生率下降D.D.害虫种群性别比例失调害虫种群性别比例

2、失调D3.3.分析图中分析图中ABCDABCD四个时间对应的种群的年四个时间对应的种群的年龄组成。如果用时间做横坐标，种群数量龄组成。如果用时间做横坐标，种群数量做纵坐标，试着画出该种群数量变化曲线。做纵坐标，试着画出该种群数量变化曲线。A A：增长型：增长型B B：增长型：增长型C C：增长型：增长型D D：稳定型：稳定型种群数量的变化必修三：必修三：4.24.2学习目标学习目标1 1、通过对、通过对“细菌的数量增长细菌的数量增长“实验分析，概括出实验分析，概括出构建数学模型的一般步骤。构建数学模型的一般步骤。2 2、通过实例、通过实例1 1、2 2，分析并总结种群数量增长，分析并总结种群数

3、量增长J J型曲型曲线出现的条件以及特点线出现的条件以及特点3 3、通过、通过“高斯实验高斯实验”，分析并总结种群数量增长，分析并总结种群数量增长S S型曲线出现的条件以及特点型曲线出现的条件以及特点在食物在食物(养料养料)和空间条件充裕、气候和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等适宜、没有敌害等理想条件理想条件下，种群下，种群的数量变化是怎样的呢？的数量变化是怎样的呢？思考思考问题探讨问题探讨1 1：1 1、n n代细菌数量的代细菌数量的计算公式是什么？计算公式是什么？2 2、72h72h后，由一个后，由一个细菌分裂产生的细细菌分裂产生的细菌数量是多少？菌数量是多少？N=2N=2n nN=2N

4、=22162163.3.在一个培养基中，细菌数量会一直这样增长吗在一个培养基中，细菌数量会一直这样增长吗？如何验证你的观点？如何验证你的观点？4 4、你还能用哪些数学形式概括细菌种群数量的变、你还能用哪些数学形式概括细菌种群数量的变化？化？n n代细菌种群数量可用表达式表示：代细菌种群数量可用表达式表示：N=2N=2n n10010020020030030040040050050060060020204040 60608080100100180180时间时间时间时间数量数量在培养基中不可能一直这样增长，可以做实在培养基中不可能一直这样增长，可以做实验证明。验证明。优点：精确优点：精确优点：直观

5、优点：直观问题探究：问题探究：P65P65页页“建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法”1.1.什么是数学模型？什么是数学模型？2.2.以细菌繁殖产生的后代数量为例，探以细菌繁殖产生的后代数量为例，探 讨如何建构数学模型？讨如何建构数学模型？1.1.定义：定义：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.2.表现形式表现形式:数学方程式数学方程式曲线图曲线图一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法思考：思考：曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图：更曲线图：更直观直观(不够精确不够精确)数学方

6、程式：更数学方程式：更精确（不够直观）精确（不够直观）数学模型数学模型观观察察研研究究对对象象，提提出出问题问题提出合理的提出合理的假设假设通通过过进进一一步步的的实实验验或或观观察察等等，对对模模型型进进行行检检验验或修正或修正根根据据实实验验数数据据，用用适适当当的的数数学学形形式式对对事事物物的性质进行的性质进行表达表达种种群群数数量量以以什什么么样样的的规规律律在在增增长长?如如:细菌每细菌每20min20min分裂一次分裂一次在在食食物物和和空空间间条条件件充充裕裕、气气候候适适宜宜、没没有有敌敌害害等等条条件件下下，实实蝇蝇种种群群的的增增长长不不会会受受种种群群密密度度增加的影响

7、。增加的影响。观观察察、统统计计细细菌菌数数量量，对对自自己己所建立的模型进行所建立的模型进行检验、修正检验、修正列列出出表表格格，根根据据表表格格画画曲曲线线，推导公式。推导公式。N=2N=2n nN N代表细菌数量，代表细菌数量，n n表示第几代表示第几代数学模型的建构步骤：数学模型的建构步骤：问题引领问题引领1 1、自然界中是否存在、自然界中是否存在理想条件下理想条件下的的J J型数量型数量增长模式？有哪些实例大致呈增长模式？有哪些实例大致呈J J型增长？型增长？2 2、实现、实现“J J”型增长数学模型的条件？型增长数学模型的条件？3 3、“J J”型增长的型增长的数学模型数学模型及模

8、型中及模型中各参数各参数的意义的意义？课本课本6666页页二、种群增长的二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线实例实例1 1：2020世纪世纪3030年代，人们将环颈雉引入美国年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。华盛顿州的一个海岛。1937194219371942年间数量增长年间数量增长 18591859年，年，2424只只野兔野兔 6 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔 近近100100年后年后实例实例2 2：澳大利亚野兔：澳大利亚野兔二、种群增长的二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线1 1、产生条件：、产生条件：理理想想状状态态食食物物和和空空间间条条件件，气气候候适适宜宜，没没有敌害

9、等有敌害等2 2、种群、种群“J”J”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：3 3、适用情形：适用情形：实验室条件下、当一个种群刚迁入到实验室条件下、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间。一个新的适宜环境时的最初一段时间。二、种群增长的二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线（增长率（增长率-1-1不变）不变）方程式方程式N Nt t=N=N0 0 t t 曲线曲线11如果如果=1=1，种群数，种群数量如何变化？量如何变化？11呢呢？问题引领问题引领1 1、分析归纳种群数量增加到一定程度后趋、分析归纳种群数量增加到一定程度后趋于稳定的于稳定的原因原因。2 2、结合高斯实验说明什

10、么是、结合高斯实验说明什么是“S”S”型型曲线曲线3 3、解释什么是、解释什么是环境容纳量环境容纳量自主探究：课本自主探究：课本6767页页 高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5 5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL0.5mL的培养液中，每隔的培养液中，每隔2424小时统计一次数据，小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：经过反复实验，结果如下：高斯对大草履虫种群研究的实验高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线！请你绘制大草履虫的种群增长曲线！时间时间(d)(d)1 12 23 34 45 56 6种群大小种群大小 20.420.4 137.2

11、137.2319.0319.0369.0369.0373.3373.3365.4365.4三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线该曲线体现了达尔文的什么思想？该曲线体现了达尔文的什么思想？生存斗争生存斗争在资源有限和空间在资源有限和空间的情况下，的情况下，种群经种群经过一定时间的增长过一定时间的增长后，种内斗争会加后，种内斗争会加剧，捕食者数量增剧，捕食者数量增加，使种群数量趋加，使种群数量趋于于稳定稳定的增长曲线，的增长曲线，称为称为称为称为“S S S S”型曲线型曲线型曲线型曲线。S S型曲线探讨型曲线探讨以大草履虫的增长为例以大草履虫的增长为例1 1、什么是、什么是S S型

12、曲线？型曲线？2 2、S S型曲线是在什么环境条件下存在的？型曲线是在什么环境条件下存在的？3 3、什么叫环境容纳量（、什么叫环境容纳量（K K值）？值）？4 4、根据曲线图描述草履虫在各个阶段的增长、根据曲线图描述草履虫在各个阶段的增长率变化规律，并说明原因。率变化规律，并说明原因。K/2K/2K K值：值：环境容纳量环境容纳量环境容纳量环境容纳量:在在环境条件不受破坏环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所的情况下，一定空间中所能维持的能维持的种群最大数量种群最大数量称称为环境容纳量，又称为环境容纳量，又称K K值。值。1.1.同一种群的同一种群的K K值是固定不变的？值是固定不变的？3.3

13、.什么时候什么时候种群增长速率种群增长速率最快？最快？三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线2.2.种群的种群的“S”S”型增长到型增长到K K值不再继续增加的原因？值不再继续增加的原因？图乙的图乙的fgfg段相当于图甲的段相当于图甲的()()段的增长速率段的增长速率图乙的图乙的g g点相当于图甲的点相当于图甲的()()点的增长速率点的增长速率图乙的图乙的ghgh段相当于图甲的段相当于图甲的()()段的增长速率段的增长速率图乙的图乙的h h点相当于图甲的点相当于图甲的()()段的增长速率段的增长速率K/2abcdghfe甲甲乙乙t0t0K(t2)K(t2)三、种群增长的三、种群增长

14、的“S”S”型曲线型曲线种群增长率种群增长率：在：在单位时间内新增加单位时间内新增加的个体数的个体数。如种群现有数量为如种群现有数量为a a，t t年后该种群数量为年后该种群数量为b b那么那么种群的种群的增长速率为（增长速率为（b-ab-a）/t/tK/2(t1)K/2(t1)acacc ccdcddede种种群群增增长长速速率率时间时间 在在环境条件不受破坏环境条件不受破坏的情况下，一定的情况下，一定 空间中所能维持种群空间中所能维持种群最大数量最大数量称为环境容称为环境容 纳量。又叫纳量。又叫K K值。值。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线原因：原因：自然资源有限、种内竞

15、争加剧、天敌制约等自然资源有限、种内竞争加剧、天敌制约等K K值：值：特点：特点：增长速率先增大后减小增长速率先增大后减小种种群群数数量量“S S”型型增增长长曲曲线线K/2K/2K K种种群群数数量量增增长长率率时间时间D:D:出生率死亡率，即出生率死亡率，即种群数量处于种群数量处于K K值。值。B:B:出生率与死亡率之差出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于最大，即种群数量处于K/2K/2值。值。联系实际联系实际1 1、对大熊猫应采取什么保护措施？、对大熊猫应采取什么保护措施？2 2、对家鼠等有害动物的控制，应采取什、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，能么措施

16、？从环境容纳量的角度看，能 得到什么启发？得到什么启发？3 3、鱼塘捕鱼时，在什么时候捕捞最好？、鱼塘捕鱼时，在什么时候捕捞最好？捕捞多少最好？捕捞多少最好？怎样做才是保护大熊猫的根本措施？怎样做才是保护大熊猫的根本措施？建立自然保护区，建立自然保护区，改善大熊猫的栖改善大熊猫的栖息环境，息环境，提高环提高环境容纳量境容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线提提示示：从从环环境境容容纳纳量量的的角角度度思思考考，可可以以采采取取措措施施降降低低蝗蝗虫虫种种群群的的环环境境容容纳纳量量，如如养养殖殖或或释释放放它它们们的的天天敌敌等等；杀杀虫虫效效果果最最好好的的时时期期在在潜

17、潜伏伏期（期（K/2K/2以下以下）。）。怎样做才是最有效控制害虫种群数量的措施？怎样做才是最有效控制害虫种群数量的措施？三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获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得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平在什么水平?为什么？为什么？提提示示：在在K/2K/2的的时时候候捕捕鱼鱼最最好好,捕捕捞捞剩剩余余量量在在K/2K/2值值，这这样样既既有有利利于于种种群群的的可可持持续续发发展展，又可获得较大收益。又可获得较大收益。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型

18、曲线型曲线“J”J”型曲线与型曲线与“S”S”型曲线的比较型曲线的比较 J J型曲线型曲线 S S型曲线型曲线存在条件存在条件增长率增长率有无有无K K值值影响因素影响因素理想条件理想条件 自然条件自然条件 稳定不变稳定不变 先上升后下降先上升后下降 无无有有出生率、出生率、死亡率死亡率很多因素很多因素（环境阻力）（环境阻力）种群数量的变化种群数量的变化A A是种群增长的是种群增长的理论理论曲线（曲线（“J”J”型曲线型曲线)B B是种群增长的是种群增长的实际实际曲线（曲线（“S”S”型曲线）型曲线）A AB B时间时间种种群群数数量量K K（环境所允许的最大值）（环境所允许的最大值）拓展引申

19、：拓展引申：生存斗争淘生存斗争淘汰个体数量汰个体数量大多数种群的数量总是在大多数种群的数量总是在波动波动之中的，之中的，四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动在不利条件之下，还会急剧在不利条件之下，还会急剧下降下降，甚至灭亡，甚至灭亡1 1、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第随时间的变化关系。在第1010年时经调查该种群数量年时经调查该种群数量为为200200只，估算该种群在此环境中的只，估算该种群在此环境中的K K值约为值约为 A.100 A.100只只 B.200B

20、.200只只 C.300 C.300只只 D.400D.400只只D课堂练习巩固：课堂练习巩固：2 2、自然界中生物种群增长常表现为、自然界中生物种群增长常表现为“S”S”型型增长曲线。下列有关种群增长曲线。下列有关种群“S”S”型增长的正确说型增长的正确说法是（法是（）A.“S”A.“S”型增长曲线表示种群数量和食物的关系型增长曲线表示种群数量和食物的关系B.B.种群增长速率在各阶段是不相同的种群增长速率在各阶段是不相同的C.“S”C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关型增长曲线表示了种群数量与时间无关D.D.种群增长不受种群密度制约种群增长不受种群密度制约B B3 3关于下图中种群数

21、量变化说法错误的是关于下图中种群数量变化说法错误的是()A.A.种群种群“J”J”型曲线只有在理想条件下才能出现型曲线只有在理想条件下才能出现B.B.种群在种群在“S”S”型增长过程中，在达到型增长过程中，在达到K K值之前就是值之前就是“J”J”型增长型增长C.C.自然状态下种群数量达到自然状态下种群数量达到600600时，种群的增长速率为时，种群的增长速率为0 0D.D.环境条件变化时，种群的环境条件变化时，种群的K K值也会发生相应变化值也会发生相应变化B B4 4下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的生长

22、曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（限制使种内竞争增加（）A.CDA.CD段段 B.DEB.DE段段 C.EFC.EF段段 D.FGD.FG段段 D D5.5.下下图图为为某某种种鱼鱼迁迁入入一一生生态态系系统统后后，其其数数量量增增长长速速率随时间变化的曲线，请分析回答：率随时间变化的曲线，请分析回答：(1)(1)在在t t0 0t t2 2时间内，种群数量增长曲线呈时间内，种群数量增长曲线呈“_”_”型；在型；在t t2 2时种群数量为时种群数量为N N，则在，则在t t1 1时种群时种群的数量为的数量为_。S SN/2 N/2 5.5.下下图图为为某某种种鱼鱼迁迁入入一一生生态态系系统统后后，其其数数量量增增长长速速率随时间变化的曲线，请分析回答：率随时间变化的曲线，请分析回答：(2)(2)捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为 时时 。(3)(3)在在t t2 2时期后，种群数量变化趋势是时期后，种群数量变化趋势是_大于大于t t1 1保持相对稳定保持相对稳定