人教版教学种群数量的变化.pptx

第第2节节 种群数量的变化种群数量的变化 假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力限制，都不能达到效益的最优化；相负载能力限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其反，如果大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生产极为不利。哪什么时候是捕捞增长期，对生产极为不利。哪什么时候是捕捞的最佳数量期。的最佳数量期。问题探讨：在营养和生存空间没有限制的条件下，某细菌每20min就能过分裂繁殖一代。思考讨论：思考讨论：（若开始有（若开始有1个细菌）个细菌）（1）第）第 1 代细菌有多少个？代细菌有多少个？第第 2 代呢？第代呢？第 3代呢？代呢？（2）第）第 n 代呢？代呢？（3）72 h 后细菌有多少个？后细菌有多少个？248NnnN=2216一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法3、数学模型一般包括以下步骤：数学模型一般包括以下步骤：观察研究对象，提出问题观察研究对象，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正根据实验数据，用适当的根据实验数据，用适当的数学形数学形式式对事物的性质进行表达对事物的性质进行表达数学模型：数学模型：1、概念、概念: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3、数学模型的表现形式、数学模型的表现形式:（1）函数）函数（2）曲线图）曲线图精确精确更直观地反映出种群更直观地反映出种群数量数量的增长趋势的增长趋势2、建构数学模型的一般步骤建构数学模型的一般步骤：。提出问题作出假设实验数据数学表达检验或修正细菌种群增长模型1 1、函数、函数(公式公式)表示：表示：2 2、曲线图表示：、曲线图表示：（根据以上公式，填写（根据以上公式，填写P P6666表，并绘出曲线）表，并绘出曲线）Nnn （N N代表细菌数量，代表细菌数量，代表细菌数量，代表细菌数量，n n代表代表代表代表“代代代代”）时间（min）2040 60 80 100 120 140 160 180细菌数量2 4 8 16 32 64 128 256 512100200300400500动动手，尝试建立一个数学模型：动动手，尝试建立一个数学模型：请你算出一个细菌产生的后代在不同时间的请你算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表，并画出细菌的种群增长曲线：数量，并填入下表，并画出细菌的种群增长曲线：细菌种群增长模型1 1、函数、函数(公式公式)表示：表示：2 2、曲线图表示：、曲线图表示：（根据以上公式，填写（根据以上公式，填写P P6666表，并绘出曲线）表，并绘出曲线）Nnn （N N代表细菌数量，代表细菌数量，代表细菌数量，代表细菌数量，n n代表代表代表代表“代代代代”）细菌的数量个细菌的数量个同数学方程式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？曲线图表示的数学模型不够精确。曲线图表示的数学模型不够精确。细菌种群增长模型1 1、函数、函数(公式公式)表示：表示：2 2、曲线图表示：、曲线图表示：（根据以上公式，填写（根据以上公式，填写P P6666表，并绘出曲线）表，并绘出曲线）Nnn （N N代表细菌数量，代表细菌数量，代表细菌数量，代表细菌数量，n n代表代表代表代表“代代代代”）细菌的数量个细菌的数量个思考：种群数量增长在什么条件下才符合这思考：种群数量增长在什么条件下才符合这个模型，为什么？个模型，为什么？“J”型增长实例：澳大利亚兔灾1859年，年，24只野兔只野兔 6亿只以上的野兔亿只以上的野兔一个世纪后“J”型增长实例：凤眼莲水葫芦水葫芦环颈雉环颈雉实例实例：某海岛上环颈雉种群数量的变化某海岛上环颈雉种群数量的变化实例实例：某海岛上环颈雉种群数量的变化某海岛上环颈雉种群数量的变化这两个实例中，种群呈“J”型增长的原因有哪些？环颈雉“J”型曲线中实际变化为“Z”型，是什么原因？食物充足、没有天敌、气候适宜等。食物充足、没有天敌、气候适宜等。环颈雉越冬死亡率加大，使每年春季的种群数量环颈雉越冬死亡率加大，使每年春季的种群数量低于前一年秋季的个体数量。低于前一年秋季的个体数量。自然界确有类自然界确有类似的细菌似的细菌在理想条在理想条件下件下种群数量增长种群数量增长的形式，如果以时的形式，如果以时间为横坐标，种群间为横坐标，种群数量为纵坐标画出数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线来表示，曲线曲线大致呈型大致呈型二种群增长的型曲线二种群增长的型曲线种群数量种群数量时间时间与社会的联系：查一查历年来世界和我国人口增长数据，分析人口增长是否呈“J”型曲线？种群数量种群数量“J”型增长的数学模型型增长的数学模型模型假设：在食物和空间条件充裕，气候适宜，没食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。建立模型：t 年后种群的数量：Nt N0t参数意义：N0 种群初始数量；Nt t 年后种群的数量；种群每年增长倍数；种群增长的种群增长的“J”型曲线：型曲线：产生条件：产生条件：理想状态理想状态食物充足，食物充足，空间不限，气候适宜，空间不限，气候适宜，没有敌害等；没有敌害等；增长特点：增长特点：种群增长率不变种群增长率不变数量的计算：数量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0 t 例子：实验室条件下、外来物种入侵、迁移例子：实验室条件下、外来物种入侵、迁移入新环境入新环境种群数量种群数量时间时间产生条件：产生条件：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，当当种种群群密密度度增增大大时时，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。导导致致该该种种群群的的出出生生率降低，死亡率增高率降低，死亡率增高当出生率与死生率相等时，种群的增长就会停止，当出生率与死生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平有时会稳定在一定的水平三种群增长的三种群增长的“”型曲线型曲线 例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：得出一个大得出一个大草履虫种群草履虫种群的增长曲线。的增长曲线。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线A、概念：种群经过一、概念：种群经过一定时间的增长后，数量定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，趋于稳定的增长曲线，称为称为“S”型曲线型曲线增长特点：增长特点：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）后，将停止增长并在值）后，将停止增长并在K K值左右保值左右保持相对稳定。持相对稳定。在在环境条件不受破坏的情况下，一定空间环境条件不受破坏的情况下，一定空间中能所能维持的种群最大数量称为中能所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，环境容纳量，又称值又称值同一种群的K值是固定不变的吗？不是固定不变的，会受到环境的影响。影响种群数量变化的因素：影响种群数量变化的因素：气候、食物、被捕食、传染病、人类活动等种群数量变化的类型：种群数量变化的类型：大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡增长，稳定，波动、下降等四、种群数量的四、种群数量的波动和下降波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动（1 1）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。（2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。（3 3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的）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。预测及防治提供科学依据。四研究种群数量变化的意义四研究种群数量变化的意义 假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力限制，都不能达到效益的最优化；相负载能力限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其反，如果大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生产极为不利。哪什么时候是捕捞增长期，对生产极为不利。哪什么时候是捕捞的最佳数量期。的最佳数量期。一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即1/2值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生最多，而又不影响资源的再生对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，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来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。思考与讨论：对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？从环境容纳量的角度思考，能得到什么启发吗？注意，家鼠的繁殖能力很强，种群数量每天可增加1.47%。拓展视野拓展视野种群大爆炸种群大爆炸 蝗灾蝗灾A细菌的数量个型曲线型曲线S”型曲线型曲线种群数量增长的“J”型曲线与“S”型曲线的比较 J型曲线型曲线 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“S”型增长原因：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；一般都存在敌害。大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线环境容纳量：K值。