人教版高中生物必修三42-种群数量的变化-(共33张)课件.ppt

1、1._1._是种群最基本的数量特征。是种群最基本的数量特征。2.2.调查分布范围小、个体较大的种群，采取调查分布范围小、个体较大的种群，采取_法法取样方法取样方法:_:_取样原则取样原则:_:_适用范围适用范围:_:_3.3.样方法样方法4.标志重捕法标志重捕法适用范围适用范围:_计算方法计算方法:_5._直接决定种群密度的大小。直接决定种群密度的大小。6.6.种群的种群的_预测未来种群数量变化。预测未来种群数量变化。7.性别比例能影响性别比例能影响_进而影响种群密度的变化，可通进而影响种群密度的变化，可通过过_来控制有害动物。来控制有害动物。破坏正常性别比例破坏正常性别比例种群密度种群密度逐

2、个计数逐个计数植物、活动能力弱的动物植物、活动能力弱的动物随机取样（排除主观因素）随机取样（排除主观因素）五点取样法和等距取样法五点取样法和等距取样法活动能力强、活动范围大的动物。活动能力强、活动范围大的动物。第一次捕获并标记数第一次捕获并标记数第二次捕获数第二次捕获数第二次捕获数中带标记的个体数。第二次捕获数中带标记的个体数。出生率、死亡率，迁入率、迁出率出生率、死亡率，迁入率、迁出率年龄组成年龄组成出生率出生率8.种群的空间特征主要包括种群的空间特征主要包括_分布、分布、_分布和分布和_分布。分布。均匀均匀随机随机集群集群9.调查某种昆虫卵的密度、植株上蚜虫、跳蝻的密度一般采用调查某种昆虫

3、卵的密度、植株上蚜虫、跳蝻的密度一般采用_法；调查趋光性昆虫的种群密度一般用法；调查趋光性昆虫的种群密度一般用_法；调法；调查草原上兔子的种群密度一般用查草原上兔子的种群密度一般用_法法样方样方灯光诱捕灯光诱捕标志重捕标志重捕111/21/20222问题探讨问题探讨某种细菌种群数量增长的数学模型研究某种细菌种群数量增长的数学模型研究1.1.细菌是真核生物还是原核生物？细菌是真核生物还是原核生物？2.2.细菌的繁殖的方式是什么？细菌的繁殖的方式是什么？原核生物原核生物二分裂二分裂在营养和生存空间没有限制的情况下，该细菌在营养和生存空间没有限制的情况下，该细菌20min20min繁殖一次，请据此思

4、考：繁殖一次，请据此思考：1.n1.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？2.72h2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？3.3.在一个培养皿中，细菌数量会一直按照这个公式增长在一个培养皿中，细菌数量会一直按照这个公式增长吗？吗？4.4.如何验证你的观点呢？如何验证你的观点呢？N =2N =2n nn nN=2N=2216216可用实验计数法来验证可用实验计数法来验证311/21/2022一、建构种群增长模型的方法一、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.数学模型的表现形式？数学模型的表现形

5、式？数学方程式数学方程式曲线图曲线图3.3.建构数学模型的意义？建构数学模型的意义？描述、解释和预测种群数量的变化。描述、解释和预测种群数量的变化。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4时间时间（min)min)2020 404060608080100100120120140140160160 180180细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128 256512数学方程式数学方程式：Nn=2n描述细菌数量增长描述细菌数量增长的两种方式中，数的两种方式中，数学方程式和曲线图学方程式和曲线图的各有何优缺点？的各有何优缺点？精确但不直观精确但不直观直

6、观但不精确直观但不精确曲线图曲线图5增长速率越来越快增长速率越来越快时间（时间（min)min)20 406080100 120 140 160 180细菌数量细菌数量（个）（个）增长速率增长速率(个个/20min)/20min)248163264128 256512 4-2=248163264128 256增长率增长率增长率稳定增长率稳定(4-2)/2=1111111106研究实例研究实例 研究方法研究方法 细菌每细菌每20min分裂一次分裂一次在资源和空间无限多的环在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响Nn=2nN代表

7、细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代观察、统计细菌数量，对自己观察、统计细菌数量，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提出合理的假设提出合理的假设观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题根据实验数据，用适当的数学根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正，对模型进行检验或修正数学模型的建构步骤：数学模型的建构步骤：711/21/20221.建构种群建构种群增长数学增长数学模型的方法包括以下步骤：模型的方法包括以下步骤：1.1.提出合理的假设提出合理的假设2.2.

8、对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正3.3.用适当的用适当的数学数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进行表达4.4.观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题A.1234 B.2314 C.4132 D.4123A.1234 B.2314 C.4132 D.4123C2.2.下列哪一项不是建立数学模型的一般步骤：下列哪一项不是建立数学模型的一般步骤：A.A.观察研究对象观察研究对象 B.B.提出合理假设提出合理假设C.C.设置对照实验设置对照实验 D.D.根据实验数据，用数学形式进行表达根据实验数据，用数学形式进行表达C8实例实例1 1：澳大利亚本来并没有兔子。澳大利亚本来并没有

9、兔子。18591859年，年，2424只欧洲只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到受任何限制的大量繁殖。不到100100年，兔子的数量达到年，兔子的数量达到6 6 亿只以上，遍布整个大陆。亿只以上，遍布整个大陆。二、二、种群增长的种群增长的“J J”型曲线型曲线:911/21/2022 20世纪世纪30年

10、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。19371942年间年间数量增长：数量增长：102000年世界人口增长曲线年世界人口增长曲线上述种群数量变化的共同特点是上述种群数量变化的共同特点是 。以一定的倍数连续增长以一定的倍数连续增长如果将此增长形式画出曲线表示，其大致形状是如果将此增长形式画出曲线表示，其大致形状是 。“J”型型11“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：理想状态理想状态食物、空间条件充裕，气候适宜，没食物、空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等；有敌害等；（N N0 0为起始数量，为起始数量，t t为

11、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，为种群数量是一年前种群数量的倍数）为种群数量是一年前种群数量的倍数）2.2.模型公式：模型公式：Nt=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的年的倍。倍。3.3.模型曲线：模型曲线：时间时间种群数量种群数量 某一地区某一地区20012001年人口普查时有年人口普查时有1010万人，万人，20022002年是年是20012001人口数量的人口数量的1.11.1倍。请预倍。请预测，按照此生长速度，测，按照此生长速度，20062006年该地区的年该地区的人口将有多

12、少万人？人口将有多少万人？Nt10（1.1）512产生条件：产生条件：理想状态理想状态食物充足，空间充裕食物充足，空间充裕;环境适宜环境适宜;没有敌害等没有敌害等增长特点：增长特点：种群数量种群数量时间时间种群数量种群数量增增长率长率时间时间适用范围：适用范围：1.1.实验室实验室2.2.种群迁入新环境最初一段时间内的增长种群迁入新环境最初一段时间内的增长种群增长率种群增长率：以固定的倍数连续增长，没有上限：以固定的倍数连续增长，没有上限：是一定的：是一定的 13 例例 生态学家高斯培养大草履虫的实验：生态学家高斯培养大草履虫的实验：种群经过一定时间的增长种群经过一定时间的增长后，后，曲线，称

13、为曲线，称为“S”型曲线型曲线BCD2.2.分析分析B B和和D D点出生、死亡率情况点出生、死亡率情况B B：出生率：出生率_死亡率死亡率D D：出生率：出生率_死亡率死亡率3.3.开始开始OBOB段数量增长慢的原因段数量增长慢的原因?BCBC段数量增长最快的原因？段数量增长最快的原因？CDCD段增长速度变慢的原因？段增长速度变慢的原因？4.D4.D点达到最大值点达到最大值K K值，值，K K值的值的概念是什么？概念是什么？5.5.你认为你认为K K值是固定的么？为什值是固定的么？为什么？么？=思考：思考：1.大草履虫数量增长过程特点？大草履虫数量增长过程特点？种内斗争如何变化？慢慢快快慢慢

14、相对稳定相对稳定 1.1.种群密度小种群密度小 2.2.适应期适应期1.1.食物和空间充裕食物和空间充裕 2.2.天敌少天敌少1.1.种群密度增大，种内斗争增强，种群密度增大，种内斗争增强，死亡率上升、出生率下降死亡率上升、出生率下降2.2.天敌多天敌多 3.3.资源空间有限资源空间有限14讨论：讨论：从环境容纳量（从环境容纳量（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，应当采取什么措施？）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？可以破坏它们的生存环境，如器械捕杀、药物捕杀；

15、可以破坏它们的生存环境，如器械捕杀、药物捕杀；断绝食物来源；减少它们挖造巢穴的场所；养殖它们断绝食物来源；减少它们挖造巢穴的场所；养殖它们的天敌等，从而降低家鼠的环境容纳量。的天敌等，从而降低家鼠的环境容纳量。建立自然保护区，改善大建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。境容纳量。15KK/2种群数量种群数量时间时间产生条件产生条件：增长特点：增长特点：现实状态现实状态食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者（天敌）数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死剧，捕食者（天敌）数量不断增加，导致该种群的出生率

16、降低，死亡率增高。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时亡率增高。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。会稳定在一定的水平。1.1.种群密度少种群密度少2.2.适应期适应期1.1.资源空间充裕资源空间充裕2.2.天敌少天敌少1 1种群密度增大，种内种群密度增大，种内斗争增强，死亡率上斗争增强，死亡率上升，出生率下降升，出生率下降2.2.天敌增多天敌增多3.3.资源空间有限资源空间有限慢慢快快慢慢相对稳定相对稳定适用范围适用范围:一般自然种群的增长一般自然种群的增长KK/2增长速率增长速率时间时间16种群增长的种群增长的 “J J”型曲线型曲线种群增长的种

17、群增长的 “S S”型曲线型曲线17总结总结思考：思考：1.1.同一时间同一时间A A，种群，种群“J J”“S”“S”型曲线中型曲线中数量分别是多少？数量分别是多少？2.2.什么原因导致种群什么原因导致种群数量被淘汰一部分数量被淘汰一部分?3.3.图中阴影部分代表图中阴影部分代表什么含义？什么含义？环境阻力环境阻力A204环境阻力（生存环境阻力（生存斗争中被淘汰的斗争中被淘汰的个体数）个体数）204环境阻力（生存环境阻力（生存斗争中被淘汰的斗争中被淘汰的个体数）个体数）18C.在渔业捕捞问题上，人们总是希望捕在渔业捕捞问题上，人们总是希望捕到更多的鱼。如果捕捞量长期过高到更多的鱼。如果捕捞量

18、长期过高,种群的数种群的数量会发生什么样的变化呢量会发生什么样的变化呢?我们应该怎样来我们应该怎样来确定合适的捕捞量确定合适的捕捞量才能即不危机鱼才能即不危机鱼类种群的持续发类种群的持续发展展,又能获得较高又能获得较高的鱼产量的鱼产量?讨论讨论时间时间种种群群数数量量K环境阻力环境阻力J型型S型型19种群数量的恢复需较长时间。种群数量的恢复需较长时间。如果外界的环境发生剧烈变化，种群还有可如果外界的环境发生剧烈变化，种群还有可能绝灭。能绝灭。1.1.如果长期过度捕捞如果长期过度捕捞:2.2.捕捞量的确定捕捞量的确定:K/2捕捞量捕捞量K/2K/2。这样既有。这样既有利于种群的可持续发展，利于种

19、群的可持续发展，又可获得较大收益。又可获得较大收益。20例：东亚飞蝗种群数量的变化例：东亚飞蝗种群数量的变化为什么大多数种群数量总是在波动之中？为什么大多数种群数量总是在波动之中？种群数量的波动和下降种群数量的波动和下降因为影响种群数量的因素很多，如气候，食物，天敌，传染病等因为影响种群数量的因素很多，如气候，食物，天敌，传染病等总结：影响种群数量变化的因素总结：影响种群数量变化的因素种群内部决定因素：种群内部决定因素：外界环境影响因素：外界环境影响因素：人类因素：人类因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率出生率、死亡率、迁入率、迁出率 食物、气候、传染病、天敌等食物、气候、传染病、天敌等 人类

20、的活动人类的活动 21在Faroe Islands上，捕鲸现场成了血的海洋2211/21/2022时间时间KK/2种群数量种群数量练习练习：为了保护鱼类资源不受破坏，并能持为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型线，型线，应使被捕鱼群的种群数量保持在应使被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是水平。这是因为在这个水平上因为在这个水平上 A.种群数量相对稳定种群数量相对稳定 B.种群增长速率最大种群增长速率最大 C.种群数量最大种群数量最大 D.环境条件所允许的种群数量最大环境条件所允许的种群数量最大23B:出生率与死亡率出生率与

21、死亡率之差最大，即种群之差最大，即种群数量处于数量处于K/2值。值。D:出生率死亡率，出生率死亡率，即种群数量处于即种群数量处于K值值。练习：练习：观察该曲线坐标图，思考种群数量最大观察该曲线坐标图，思考种群数量最大（K值）的是哪一点？种群数量增长最快值）的是哪一点？种群数量增长最快（K/2）的是哪一点？）的是哪一点？2411/21/2022下列对阴影部分的解释正确的是（下列对阴影部分的解释正确的是（）环境中影响种群增长的阻力环境中影响种群增长的阻力环境中允许种群增长的最大值环境中允许种群增长的最大值其数量表示种群内迁出的个体数其数量表示种群内迁出的个体数其数量表示通过生存斗争被淘汰的其数量表

22、示通过生存斗争被淘汰的个体数个体数A.B.C.D.C在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是B25下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长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限制曲线图，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（使种内竞争增加（）A ACDCD段（增长速度慢）段（增长速度慢）B BDEDE段（速度加快）段（速度加快）C CEFEF段（变化速率加快）段（变化速率加快）D DFGFG段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢）D26培养液中培养液中酵母菌酵母菌种群数量的变化种群数量

23、的变化一般步骤一般步骤:(1)(1)提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？(2)(2)作出假设：作出假设：。(3)(3)讨论探究思路：讨论探究思路：问题问题(4)(4)制定计划：制定计划：(5)(5)实施计划：实施计划：(6)(6)分析结果，得出结论：分析结果，得出结论：(7)(7)表达和交流：表达和交流：(8)(8)进一步探究：进一步探究：271.1.怎样进行酵母菌的计数？怎样进行酵母菌的计数？2.2.从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？管轻轻振荡几次。这是为

24、什么？3.3.本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。4.4.需要做重复实验吗？需要做重复实验吗？5.5.怎样记录结果？记录表怎样设计？怎样记录结果？记录表怎样设计？6.6.如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？取怎样的措施？7.7.对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？使培养液中的酵母菌分布均匀，使培养液中的酵母菌分布均匀，以保证估算的准确性，减小误差。以保

25、证估算的准确性，减小误差。抽样检测法抽样检测法 显微镜下计数、估算显微镜下计数、估算不需要。本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化。不需要。本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化。需要。使获得的数据更准确需要。使获得的数据更准确每天计数酵母菌数量的时间要固定。培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。每天计数酵母菌数量的时间要固定。培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。将培养液按一定比例稀释后再计数。将培养液按一定比例稀

26、释后再计数。28实验步骤：实验步骤：（1 1）取培养液）取培养液1010毫升加入到试管中，先通过显毫升加入到试管中，先通过显微镜观察，估算出微镜观察，估算出1010毫升培养液中酵母菌的初毫升培养液中酵母菌的初始数量（始数量（N N。）。）。注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母菌数量误差菌数量误差 。（2 2）每天定时观察记录数值，对于观察时压在）每天定时观察记录数值，对于观察时压在小方格界限上的酵母菌应取小方格界限上的酵母菌应取 记数。记数。（3 3）以）以 为横坐标，酵

27、母菌的数量为纵为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，绘制坐标，绘制 。结果分析：酵母菌在培养液中开始呈结果分析：酵母菌在培养液中开始呈 增长，经增长，经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈 增长。增长。最小最小 平均值平均值 时间时间 种群增长曲线种群增长曲线“J”型型“S”型型 29进行实验：进行实验：3011/21/2022图中红色区域的体积为图中红色区域的体积为（共有（共有400个小格）个小格）2mm2mm0.1mm=410-4毫升毫升2mm2mm3111/21/2022分析结果、得出结论：时间种群数量AB段：酵母菌种群基数段：酵母菌种群基数小，对新环境适应

28、，增小，对新环境适应，增长较慢。长较慢。BC段：空间、食物等条段：空间、食物等条件充裕，酵母菌种群快件充裕，酵母菌种群快速增长。速增长。ABCDECD段：空间、食物等限段：空间、食物等限制，种内斗争加剧，酵制，种内斗争加剧，酵母菌种群数量保持相对母菌种群数量保持相对稳定。稳定。EF段：营养物质段：营养物质耗尽，有害代谢耗尽，有害代谢产物积累，酵母产物积累，酵母菌种群数量减少。菌种群数量减少。03211/21/2022例例1.1.某细菌种群随时间延续营养物耗尽，由于突变的原因出现了某细菌种群随时间延续营养物耗尽，由于突变的原因出现了新菌株，它们能够利用原来菌种产生的有害代谢废物。以下各图新菌株，它们能够利用原来菌种产生的有害代谢废物。以下各图中能反映上述菌种发展趋势的是（中能反映上述菌种发展趋势的是（M M代表菌种的数量）（代表菌种的数量）（）例例2.2.某种群死亡率如图中曲线某种群死亡率如图中曲线，出生率如图中曲线出生率如图中曲线，则在哪一时，则在哪一时期此种群的个体总数达到其生活环期此种群的个体总数达到其生活环境负荷量的顶点（境负荷量的顶点（）A.a B.b C.c D.d A.a B.b C.c D.d BC3311/21/2022