高二生物必修三4.2《种群数量变化》课件.ppt

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1、中国水利网宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满水葫芦水葫芦的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。国家地理在几百年前，金丝猴金丝猴在许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有500600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中，数量不到2000只，也处境濒危。种群数量的变化 v怎样建构种群数量增长的模型？怎样建构种群数量增长的模型？v种群的数量是怎样变化的？种群的数量是

2、怎样变化的？v哪些因素会影响种群数量的变化？哪些因素会影响种群数量的变化？v如何利用种群数量的变化规律为生产如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用？实际所用？数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。大肠杆菌大肠杆菌一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法培培养养大大肠肠杆杆菌菌的的培培养养基基思考：思考：在营养和生存空间没有限制的情况下，在营养和生存空间没有限制的情况下，某某1个细菌每个细菌每20分钟分裂繁殖一代分钟分裂繁殖一代时间时间分钟分钟20406080100120140160180细菌细菌数量数量(2)根据上表，写出根据上表，写出n代细菌数量的计算公式。代细菌数

3、量的计算公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量间的数量:（3）将数学公式（）将数学公式（N=2n)变为曲线图变为曲线图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？直观，直观，但不够精确。但不够精确。数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式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：建立数学模型一般包括以下步骤：观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题提出合理的假设提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型进行检验或修

4、正根据实验数据，用适根据实验数据，用适当的数学形式对事物当的数学形式对事物的性质进行表达的性质进行表达细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细菌种群资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的的增长不受种群密度增加的影响影响Nnn观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型对自己所建立的模型进行检验或修正进行检验或修正细菌的数量个 理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线1859年，年，24只只野兔野兔 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1 1：澳大利亚野兔澳大利亚野

5、兔实例实例2 2：凤眼莲凤眼莲绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图讨论讨论1 1：出现这种增长的原因有哪些？出现这种增长的原因有哪些？三、三、“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、模型假设：、模型假设：理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间不不限限，气气候候适适宜宜，没有敌害等；没有敌害等；（N N0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后该种群的数年后该种群的数量，量，为年均增长率）为年均增长率）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：Nt=N0 t 种种群群的的数

6、数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年年是是第一年的第一年的倍倍。例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：种群经过一定时间的种群经过一定时间的增长后，增长后，数量趋于稳数量趋于稳定的增长定的增长曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线讨论讨论2 2：大草履虫的大草履虫的增长呈增长呈“S S”型曲线型曲线的原因有哪些？的原因有哪些？存在环境阻力存在环境阻力自自然然条条件件（现现实实状状态态）食食物物等等资资源源和和空空间间总总是是有有限限的的，种种内内竞竞争争不不断断加加剧剧，捕捕食食者者数数量量不不断断增增加加，导导致致该该种

7、种群群的的出出生生率率降降低，死亡率增高。低，死亡率增高。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。会停止，有时会稳定在一定的水平。四、种群增长的四、种群增长的“S S”型曲线型曲线种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值值）后，）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。K值：值：在环境条件不受在环境条件不受破坏的情况下，一定破坏的情况下，一定空间中所能维持的空间中所能维持的种种群最大数量群最大数量称为称为环境环境容纳量。容纳量。讨论讨论4 4：从环境容纳量（从环

8、境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？）对濒危动物如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，应当采取什么）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，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，减少它们挖造来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的

9、场所；养殖或释放它们的天敌，等等。巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。种群数量种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线（在理想状态下的种群增长）（在理想状态下的种群增长）种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线（在有限环境下的种群增长）（在有限环境下的种群增长）大多数种群的数量总是在波动之中的，大多数种群的数量总是在波动之中的，五、种群数量的波动和下降五、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，还会急剧下降，甚至灭亡在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡课后调查：课后调查：长江流域，近百年有多少物种消长江流域，近百年有多少物种消失或濒临灭绝失或濒临灭绝

10、?同时探究在其背后的原因。同时探究在其背后的原因。在Faroe Islands上，捕鲸现场成了血的海洋例：例：我国自我国自13931990年以来人口统年以来人口统计数据如下：计数据如下：绘出上述时间内我国人口数量变化的绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。曲线示意图。按照此曲线发展下去将会出现怎样的按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？状况？鉴于我国人口的现状应当采取什鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？么措施？年份年份1393157817641849192819821990亿亿0.60.62.04.14.710.3 11.6 我国人口的调节：我国人口的调节：v总方针总方针控制人口的增长

11、，提高人口控制人口的增长，提高人口的素质；的素质；v目标目标20002000前力争把中国平均人口自前力争把中国平均人口自然增长率控制在然增长率控制在12.512.5内，期望本世纪内，期望本世纪中叶稳定在中叶稳定在15151616亿；亿；v措施措施坚持优生优育，计划生育；扫坚持优生优育，计划生育；扫除青壮年文盲，实行九年制义务教育。除青壮年文盲，实行九年制义务教育。v有利于野生生物资源的合理利用及保护。有利于野生生物资源的合理利用及保护。v通过研究种群数量变动规律，为害虫的预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。测及防治提供科学依据。v为引进外来物种提供理性的思考。为引进外来物种提供理性的思考。v 研究种群数量变化有何意义？研究种群数量变化有何意义？苍鹭的保护苍鹭的保护云云豹豹的的保保护护野猪的保护野猪的保护救救护护被被困困的的鲸鲸鱼鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾