秋高中生物种群数量的变化新人教必修.pptx
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1、(1)(1)说明建构种群增长模型的方法。说明建构种群增长模型的方法。(2)(2)通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。(3)(3)用数学模型解释种群数量的变化。用数学模型解释种群数量的变化。(4)关注人类活动对种群数量变化的影响。关注人类活动对种群数量变化的影响。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第1页/共53页 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第2页/共53页1 1数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学模型是用来描述一个系统或它的性质的_
2、形式。形式。2 2研究方法步骤:提出问题研究方法步骤:提出问题做出合理的假设做出合理的假设用适当的用适当的_形式表达形式表达检测或修正。检测或修正。3 3表达形式。表达形式。数学方程式:优点是科学、数学方程式:优点是科学、_。曲线图:能直观地反映出种群数量的曲线图:能直观地反映出种群数量的_,但不够精确。,但不够精确。知识知识清单清单一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法数学模型数学模型数学数学数学数学准确准确增长趋势增长趋势 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第3页/共53页二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线和型曲线和“S”型曲线型曲线知识知识
3、清单清单1 1种群增长的种群增长的“J J”型曲线是指在型曲线是指在_条件下的种群数量增长的形式,以条件下的种群数量增长的形式,以_为横坐标,为横坐标,_为纵坐标画出的曲线图,大致呈为纵坐标画出的曲线图,大致呈_。2 2“J J”型曲线的数学模型。型曲线的数学模型。(1)(1)模型假设:在模型假设:在_和和_条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下,种群的数量每年以一定的_增长,第二年的数量是第一年的增长,第二年的数量是第一年的倍。倍。(2)建立模型:建立模型:t年后种群数量表达式为:年后种群数量表达式为:_。其中。其中N0为该种群的为该
4、种群的_ 数量,数量,t为时间,为时间,Nt表示表示t年后该种群的数量,年后该种群的数量,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。理想理想时间时间种群数量种群数量“J”型型食物食物空间空间倍数倍数N0t起始起始 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第4页/共53页3 3种群增长的种群增长的“S S”型曲线是指在型曲线是指在_和和_有限,种群密度增大时,种内竞争加剧,天敌数量增加的条件下,种群经过一定时间的增长后,数量趋于有限,种群密度增大时,种内竞争加剧,天敌数量增加的条件下,种群经过一定时间的增长后,数量趋于_的增长曲线,呈的增长
5、曲线,呈_。4环境容纳量是指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环境容纳量是指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_ 数量,又称数量,又称_ 值。值。资源资源空间空间稳定稳定“S”型型最大最大K知识知识清单清单 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第5页/共53页三、种群数量的波动和下降三、种群数量的波动和下降1 1影响因素。影响因素。(1)(1)自然因素:有自然因素:有_、食物、食物、_、传染病等。、传染病等。(2)(2)人为因素:人类活动的影响。人为因素:人类活动的影响。2 2数量变化。数量变化。大大多多数数种种群群的的数数量量总总
6、是是在在_中中,在在不不利利的的条条件件下下,种群数量还会急剧种群数量还会急剧_甚至甚至_。3 3研究意义。研究意义。研研究究种种群群数数量量的的变变化化规规律律以以及及影影响响种种群群数数量量变变化化的的因因素素,对对于于有有害害动动物物的的_、野野生生生生物物资资源源的的_和和_以以及及濒濒危危动动物物种种群群的的拯拯救救和和_,都都有有着着重重要要的的意义。意义。气候气候天敌天敌波动波动下降下降消亡消亡防治防治保护保护利用利用恢复恢复知识知识清单清单 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第6页/共53页要要 点点探探 究究探究一建构种群增长模型探究一建构种群增长
7、模型(以细菌每以细菌每20 min分裂一次为例分裂一次为例)的方法的方法1 1方法与步骤方法与步骤(1)(1)观察研究对象,提出问题。观察研究对象,提出问题。观察研究对象是为了发现问题,探索规律,观察研究对象是为了发现问题,探索规律,“细菌每细菌每20 min20 min分裂一次分裂一次”便是通过大量观察和实验得出的结论。便是通过大量观察和实验得出的结论。(2)(2)提出合理的假设。提出合理的假设。合理提出假设是数学模型成立的前提条件,假设不同,所建立的数学模型不同,合理提出假设是数学模型成立的前提条件,假设不同,所建立的数学模型不同,“细菌以指数函数增长细菌以指数函数增长”便是合理的假设。便
8、是合理的假设。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第7页/共53页要要 点点探探 究究(3)(3)用数学形式表达。用数学形式表达。据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达。运用数学语言进行表达,即数学模型的表达形式:据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达。运用数学语言进行表达,即数学模型的表达形式:N Nt tN N0 0t t,也可以用直观的,也可以用直观的“J J”型曲线表示。型曲线表示。(4)(4)对模型进行检验和修正。对模型进行检验和修正。观察、统计细菌数量,对自己建立的模型进行检验或修正。观察、统计细菌数量,对自己建立的模型进行检验或修正。
9、2 2“J J”型增长的数学模型型增长的数学模型(1)(1)模型的假设:在食物和空间条件充裕、气候适宜,没有天敌等理想条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,假设第二年的数量是第一年的模型的假设:在食物和空间条件充裕、气候适宜,没有天敌等理想条件下,种群的数量每年以一定的倍数增长,假设第二年的数量是第一年的倍。倍。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第8页/共53页要要 点点探探 究究(2)(2)数学表达:种群的增长可以用下列方程式表示:数学表达:种群的增长可以用下列方程式表示:t t年后种群数量为:年后种群数量为:N Nt t N N0 0t t其中其中N N为种群
10、数量,为种群数量,t t为时间,为时间,表示种群数量是一年前种群数量的倍数,表示种群数量是一年前种群数量的倍数,N N0 0为该种群的起始数量。为该种群的起始数量。(3)意义:数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁,具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中,数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。意义:数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁,具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中,数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第9页/共53页易易 错错提提 示示当当1时,种群数量上升;时,种群数量
11、上升;当当1时,种群稳定;时,种群稳定;当当01时,种群数量下降;时,种群数量下降;当当0时,种群无繁殖,种群在下一代灭绝。时,种群无繁殖,种群在下一代灭绝。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第10页/共53页尝尝 试试应应 用用 1下图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是下图中表示种群在无环境阻力状况下增长的是()答案:答案:B 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第11页/共53页尝尝 试试应应 用用 2 2描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型。种群数量变化数学模型建立的一般步骤是描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要
12、建立数学模型。种群数量变化数学模型建立的一般步骤是()A A观察并提出问题观察并提出问题提出合理假设提出合理假设根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质实验或观察检验或修正数学形式实验或观察检验或修正数学形式B B观察并提出问题观察并提出问题根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质提出合理假设提出合理假设实验或观察检验或修正数学形式实验或观察检验或修正数学形式 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第12页/共53页尝尝 试试应应 用用 C C观察并提出问题观察并提出问题提出
13、合理假设提出合理假设根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质D提出合理假设提出合理假设根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质根据实验数据,用适当的数学形式表达事物的性质实验或观察检验或修正数学形式实验或观察检验或修正数学形式答案:答案:A 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第13页/共53页要要 点点探探 究究探究二种群增长曲线比较探究二种群增长曲线比较1 1种群数量变化种群数量变化(1)(1)影响因素:影响因素:环境因素环境因素(气候、食物、天敌、寄生物传染病等气候、食物、天敌、寄生物传染病等)出生率、死亡率、
14、迁入和迁出出生率、死亡率、迁入和迁出(增和减增和减)种群数量的变化种群数量的变化(增长、波动、稳定、下降增长、波动、稳定、下降)(2)(2)种群数量增长的类型。种群数量增长的类型。“J”型增长曲线。型增长曲线。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第14页/共53页要要 点点探探 究究在理想条件在理想条件(无任何阻力的情况无任何阻力的情况)下,种群的数量会呈指数增长,这种种群的指数式增长在理论上存在,但在自然生态系统中不可能存在。因为资源空间和食物是有限的,但在种群增长的某一段时间内可能会出现这种情况。此外,外来物种入侵下,种群的数量会呈指数增长,这种种群的指数式增长在
15、理论上存在,但在自然生态系统中不可能存在。因为资源空间和食物是有限的,但在种群增长的某一段时间内可能会出现这种情况。此外,外来物种入侵(条件适宜,缺少天敌条件适宜,缺少天敌),在相当长的一段时间内入侵种会呈指数增长趋势。例如:入侵我国的大米草、水葫芦等。,在相当长的一段时间内入侵种会呈指数增长趋势。例如:入侵我国的大米草、水葫芦等。“S S”型增长曲线。型增长曲线。种群数量达到环境允许的最大值种群数量达到环境允许的最大值K(环境的满载量或负载能力环境的满载量或负载能力)后停止增长,即出生率降低,死亡率增加,从而使种群数量的增长率下降。一个牧畜饲养场最佳养殖个数是后停止增长,即出生率降低,死亡率
16、增加,从而使种群数量的增长率下降。一个牧畜饲养场最佳养殖个数是K/2。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第15页/共53页要要 点点探探 究究2K值与值与K/2在实践中的应用在实践中的应用灭鼠灭鼠捕鱼捕鱼K K/2(/2(最大最大增长速率增长速率)灭鼠后,鼠的种群数量灭鼠后,鼠的种群数量在在K K/2/2附近,这种种群数附近,这种种群数量会迅速增加,无法达量会迅速增加,无法达到灭鼠效果到灭鼠效果使鱼的种群数量维持在使鱼的种群数量维持在K K/2/2,捕捞后,鱼的种群,捕捞后,鱼的种群数量会迅速回升数量会迅速回升K K值值(环境环境容纳量容纳量)改变环境,降低改变环境
17、,降低K K值,使值,使之不适合鼠生存之不适合鼠生存保证鱼生存的环境条件,保证鱼生存的环境条件,尽量提升尽量提升K K值值 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第16页/共53页两种生长曲线的区别两种生长曲线的区别:易易 错错提提 示示“J”“J”“S”“S”前提条件前提条件环境资源无限环境资源无限环境资源有限环境资源有限种群增长率种群增长率恒定恒定变化变化有无有无K K值值无无有有 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第17页/共53页(1)两种增长方式的差异主要在于环境阻力两种增长方式的差异主要在于环境阻力(如资源、空间等如资源、空间等)
18、对种群数量的影响。按自然选择学说,对种群数量的影响。按自然选择学说,“环境阻力环境阻力”部分个体数就是通过生存斗争被淘汰的个体数,如图甲所示。部分个体数就是通过生存斗争被淘汰的个体数,如图甲所示。a延滞期延滞期b指数增长期指数增长期c减速增长期减速增长期d稳定期稳定期(有波动有波动)易易 错错提提 示示 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第18页/共53页(2)(2)注意种群数量增长曲线与增长率曲线的区别。应用注意种群数量增长曲线与增长率曲线的区别。应用“S”型曲线可画出种群增长速率与时间的关系,如图乙所示。图中型曲线可画出种群增长速率与时间的关系,如图乙所示。图中
19、t1对应对应K/2,即种群增长率此时最高;,即种群增长率此时最高;t2对应对应K值,即此时种群增长率为值,即此时种群增长率为0。易易 错错提提 示示 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第19页/共53页尝尝 试试应应 用用 3 3当种群数量达到当种群数量达到K K值时,可能出现的现象是值时,可能出现的现象是()A A生态因素对该种群的影响没有作用生态因素对该种群的影响没有作用B B种群的增长率保持相对稳定种群的增长率保持相对稳定C C食物将不再是限制种群发展的因素食物将不再是限制种群发展的因素D出生率再也不会超过死亡率出生率再也不会超过死亡率 答案:答案:B 课标点
20、击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第20页/共53页尝尝 试试应应 用用 4下图下图a、b表示种群在不同条件下的增长曲线,表示种群在不同条件下的增长曲线,c为为b曲线对应的种群增长率变化曲线。下列叙述错误的是曲线对应的种群增长率变化曲线。下列叙述错误的是()课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第21页/共53页尝尝 试试应应 用用 A A在自然界中不可能存在类似在自然界中不可能存在类似a a曲线表示的种群增长情况曲线表示的种群增长情况B B在在t t时刻时刻b b曲线对应的种群数量大小为环境容纳量的一半,即曲线对应的种群数量大小为环境容纳量的一半
21、,即K K/2/2C Cb b曲线表示种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约曲线表示种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约Dc曲线表示的种群增长规律可用于指导渔业捕捞等曲线表示的种群增长规律可用于指导渔业捕捞等答案:答案:A 课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第22页/共53页要要 点点探探 究究探究三影响种群变动的因素探究三影响种群变动的因素1 1种群密度的反馈调节种群密度的反馈调节(1)种内斗争与种群密度的反馈调节种内斗争与种群密度的反馈调节(如下图如下图)。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第23页/共53页要要 点点探探 究究
22、 例如:例如:在蝌蚪密度大的水中,个体较大的蝌蚪能从肠道分泌有毒物质,使幼小蝌蚪死亡率增加,还有桉树的自毒现象等。由此可见,种群具有一定的自我调节机能,是物种生存的一种适应性反应,是维持种群数量相对稳定的重要方式。在海洋鱼类资源急剧减少时,应停止捕捞,制定在蝌蚪密度大的水中,个体较大的蝌蚪能从肠道分泌有毒物质,使幼小蝌蚪死亡率增加,还有桉树的自毒现象等。由此可见,种群具有一定的自我调节机能,是物种生存的一种适应性反应,是维持种群数量相对稳定的重要方式。在海洋鱼类资源急剧减少时,应停止捕捞,制定“休渔期休渔期”,使之繁殖增多,还可投放人工繁育的鱼苗,加快种群数量的增长速度。,使之繁殖增多,还可投
23、放人工繁育的鱼苗,加快种群数量的增长速度。课标点击课标点击 知识导学知识导学 典例精析典例精析 栏目链接第24页/共53页要要 点点探探 究究(2)种间关系与种群密度的反馈调节种间关系与种群密度的反馈调节(如下图如下图)。例如:例如:一片草原上,牧草繁茂,食草动物就多,动物数量的增加,引起牧草衰减,由于牧草衰减,又引起动物数量减少,继而牧草又恢复正常。若过度放牧,则会引起草场退化,进而引起动物种群数量下降。所以要确定草场的合理载畜量,不能超载放牧。一片草原上,牧草繁茂,食草动物就多,动物数量的增加,引起牧草衰减,由于牧草衰减,又引起动物数量减少,继而牧草又恢复正常。若过度放牧,则会引起草场退化
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