高中生物-第四章-种群和群落-4.2-种群数量的变化教学-新人教版必修3.ppt

节种群数量的变化节种群数量的变化问题探讨问题探讨 在营养和生存空间没有限制的情况下，某在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每种细菌每20min20min就通过分裂繁殖一代。就通过分裂繁殖一代。任务任务1 1：填写以下表格：填写以下表格时间时间（min)min)2020 4040 6060 8080100100 120120140140 160160 180180分裂次数分裂次数数量数量（个）（个）1 12 23 34 45 56 67 78 89 92 24 48 8161632326464 128128 256256512512任务任务2 2：n n代细菌数量的计算公式是什么？代细菌数量的计算公式是什么？NnNnNnNn n n任务任务3 3：7272个小时以后，由个小时以后，由一个细菌一个细菌分裂产生的细菌分裂产生的细菌数量是多少？数量是多少？NnNnn n n n 任务任务4 4：以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌数量增长曲线（补充横坐标纵坐标）画出细菌数量增长曲线（补充横坐标纵坐标）。曲线图与数学方程式曲线图与数学方程式比较，优缺点？比较，优缺点？曲线图：曲线图：直观，但不够精确。直观，但不够精确。数学公式：数学公式：精确，但不够直观。精确，但不够直观。讨论：讨论：如果没有该信息：如果没有该信息：在营养和生存在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每空间没有限制的情况下，某种细菌每2020分钟就通过分裂繁殖一次分钟就通过分裂繁殖一次。你能得出细菌数量的计算公式和增长曲你能得出细菌数量的计算公式和增长曲线吗？线吗？1 1、观察研究对象，、观察研究对象，提出提出问题问题细菌每细菌每2020分钟分裂一次，分钟分裂一次，2 2、提出提出合理的合理的假设假设在资源和空间无限多的环境中，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细菌种群的增长不受种群密度增加的影响加的影响3 3、根据实验数据，用适、根据实验数据，用适当的当的数学形式数学形式对事物的性对事物的性质进行质进行表达表达列出表格，根据表格中数据画出列出表格，根据表格中数据画出曲线图或推导公式（曲线图或推导公式（N Nn nn n）4 4、通过进一步实验或观、通过进一步实验或观察等，对模型进行察等，对模型进行检验或检验或修正修正观察、统计细菌的数量，对自己观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正所建立的模型进行检验或修正一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 资料资料1 1：18591859年，一位英国人来到澳大利亚定年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了居，他带来了2424只野兔。让他没有想到的是，一只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这个世纪之后，这2424只野兔的后代竟达到只野兔的后代竟达到6 6亿只以上。亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。瘤病毒才使野兔的数量得到控制。二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线7资料资料2 2：19011901年凤眼莲（水葫芦）作为花卉引入中国，年凤眼莲（水葫芦）作为花卉引入中国，3030年代作为年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌敌 ，在我国南方江河湖泊中发展迅速。宁波、昆明、武汉等地，在我国南方江河湖泊中发展迅速。宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满凤眼莲的湖面上，可以不沉。凤眼莲所带来的水体富人躺在铺满凤眼莲的湖面上，可以不沉。凤眼莲所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园家园”。8资料资料3 3：在在2020世纪世纪3030年代，年代，人们将环颈雉引入美国的一人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在个岛屿。在1937193719421942年期年期间，这个种群数量的增长如间，这个种群数量的增长如下图所示。下图所示。2020世纪世纪7070年代，美国为了治理水体污染，从中国引入了鲤鱼，但年代，美国为了治理水体污染，从中国引入了鲤鱼，但是鲤鱼到美国没有几年，因为繁殖太快，不仅吃光了水草，还吃是鲤鱼到美国没有几年，因为繁殖太快，不仅吃光了水草，还吃光了本土鱼赖以生存的的食物，引发了灾难。在美国密西西比河，光了本土鱼赖以生存的的食物，引发了灾难。在美国密西西比河，因为水量大，水质好，水草等食物多，这有利于鲤鱼的大规模繁因为水量大，水质好，水草等食物多，这有利于鲤鱼的大规模繁殖。而且美国人不喜欢吃淡水鱼，嫌鲤鱼刺多，所以很少有人捕殖。而且美国人不喜欢吃淡水鱼，嫌鲤鱼刺多，所以很少有人捕捞，再加上鲤鱼是近些年才引入的外来物种，缺乏天敌，它们的捞，再加上鲤鱼是近些年才引入的外来物种，缺乏天敌，它们的体型往往能长的非常大，数目惊人成灾。体型往往能长的非常大，数目惊人成灾。讨论：根据以上资料，说一说，种群讨论：根据以上资料，说一说，种群呈呈J型增长应具备什么前提条件？型增长应具备什么前提条件？1、实验室的理想条件、实验室的理想条件2、食物和空间条件充裕、气候适宜和、食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足没有敌害等几个条件同时满足3、外来物种入侵到新的适宜环境的早、外来物种入侵到新的适宜环境的早期阶段期阶段4、无环境阻力状况、无环境阻力状况三、三、“J”型增长的数学模型型增长的数学模型任务任务1 1：假设在食物和空间条件充裕、气候适假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以，种群的数量每年以一定倍数增长，一定倍数增长，第二年的数量是第一年的第二年的数量是第一年的倍倍，(N(N0 0表示种群起始数量，表示种群起始数量，NtNt表示表示t t年后种年后种群数量，群数量，t t时间时间)则：一年后种群数量：则：一年后种群数量：N N1 1=_=_两年后种群数量：两年后种群数量：N N2 2=_=_t t年后种群数量：年后种群数量：N Nt t=_=_N0N02 2N0t t讨论：事实上讨论：事实上J型增长能一直持型增长能一直持续下去吗？为什么？续下去吗？为什么？食物有限食物有限空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食环境阻力环境阻力高斯在高斯在0.5ml0.5ml的培养液中放入的培养液中放入5 5个大草个大草履虫，然后每隔履虫，然后每隔2424小时统计草履虫数小时统计草履虫数量，反复实验后，数据如下表：量，反复实验后，数据如下表：例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验时间（d）123456数量（个）20.4137.2319.0369.0373.3365.4 请根据以上实验数据，请根据以上实验数据，完成以下曲线图：完成以下曲线图：大草履虫种群的增长曲线四、种群增长的四、种群增长的“S”型曲线型曲线2、如果我想让以上的草履虫的、如果我想让以上的草履虫的K K值增大，值增大，可以采取什么措施？可以采取什么措施？讨论：讨论：1、同一个种群的、同一个种群的K值值是固定不变的吗？是固定不变的吗？K K值值大小与什么条件有关？大小与什么条件有关？K/23、在、在S型增长中，种群数量达到多少时，增长型增长中，种群数量达到多少时，增长速率最慢？数量达到多少时，增长速率最快？速率最慢？数量达到多少时，增长速率最快？讨论：种群数量达到讨论：种群数量达到K值时，都值时，都能在能在K值维持稳定吗？值维持稳定吗？五、习题自测五、习题自测1.1.建立种群数量变化的数学模型一般不需要建立种群数量变化的数学模型一般不需要()()A.A.观察研究对象观察研究对象,提出问题提出问题,作出合理的假设作出合理的假设 B.B.根据实验数据根据实验数据,用适当的数学形式对种群数量变化进行表用适当的数学形式对种群数量变化进行表达达 C.C.通过进一步实验或观察通过进一步实验或观察,对数学模型对数学模型(公式或曲线公式或曲线)进行检进行检验或修正验或修正 D.D.设置对照实验设置对照实验 2 2在下图中，表示种群在无环境阻力状况下增长在下图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是的是 （）D B3 3经调查，第一年某种昆虫种群数量为经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0N0，如果在理想的，如果在理想的条件下，每年的增长率条件下，每年的增长率=1.3=1.3保持不变，则第三年该种群保持不变，则第三年该种群数量为（数量为（）A.1.3 NA.1.3 N0 0 B.1.69 N B.1.69 N0 0 C.2.3 N C.2.3 N0 0 D D5.29 N5.29 N0 04.4.有关种群增长的模型有关种群增长的模型,下列有关说法不正确的是下列有关说法不正确的是()A.A.种群呈现种群呈现“J”J”型增长的前提条件是食物和空间条件充裕、型增长的前提条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等气候适宜、没有敌害等 B.B.呈现呈现“S”S”型增长的种群型增长的种群,随着时间的推移随着时间的推移,种群增长所受种群增长所受的环境阻力加大的环境阻力加大 C.KC.K值是环境条件允许的种群增长的最大值值是环境条件允许的种群增长的最大值D.D.种群增长的种群增长的“J”J”型曲线有型曲线有K K值值,只是只是K K值较大值较大,图中没有表图中没有表示出来示出来 B D5.5.我国海关对所有入境的货物都要进行严格检疫我国海关对所有入境的货物都要进行严格检疫,严禁境严禁境外有害生物外有害生物(包括虫卵和微生物包括虫卵和微生物)流入境内流入境内,若有害生物一若有害生物一旦流入境内适宜的环境中旦流入境内适宜的环境中,最可能的结果是最可能的结果是()()有害生物的数量在一段时间内呈有害生物的数量在一段时间内呈“J”J”型增长型增长 其天其天敌数量较多敌数量较多 境内生物多样性受到威胁境内生物多样性受到威胁 很快被淘汰很快被淘汰 A.B.C.D.A.B.C.D.C