人教版高中生物必修种群数量的变化优秀课件.pptx
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1、第二节种群数量的变化第二节种群数量的变化 在在营养和生存空间没有限制营养和生存空间没有限制的情况下,某的情况下,某种种细菌每细菌每20分钟就分钟就通过通过分裂繁殖分裂繁殖一代。一代。(1)由由一个一个细菌(该细菌称为亲代细菌)分裂产生细菌(该细菌称为亲代细菌)分裂产生的第的第n代细菌的数量是多少?代细菌的数量是多少?N Nn nn n讨论:讨论:(2)72h后,由后,由一个一个细菌分裂产生的细菌数量是多细菌分裂产生的细菌数量是多少?少?N N216216下一代细菌种群的数量总是下一代细菌种群的数量总是上一代种群数量的上一代种群数量的2 2倍。倍。(3)请你计算出请你计算出一个一个细菌产生的后代
2、在不同时间细菌产生的后代在不同时间的数量,并填入下表:的数量,并填入下表:时间时间分钟分钟2020404060608080100100120120140140160160180180细菌细菌数量数量2 4 8 16 32 64 128 256 512能否将数学方程式(能否将数学方程式(N=2N=2n n)转变为曲线图?转变为曲线图?时间时间分钟分钟2020404060608080100100120120140140160160180180细菌细菌数量数量2 4 8 16 32 64 128 256 512曲线图与数学方程式曲线图与数学方程式比较各有什么优缺点?比较各有什么优缺点?曲线图:曲线图
3、:数学方程式:数学方程式:直观但不精确。直观但不精确。精确但不直观精确但不直观一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件数学模型数学模型概念概念: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表现形式表现形式:数学方程式数学方程式曲线图曲线图人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生
4、物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件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分裂一次分裂一次在资源和空间无限多的环境在资源和空间无限多的环境中,细菌种群的增长不受
5、种中,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响群密度增加的影响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人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)理想条件理想条件下,下,细菌数量会连续增细菌数量会连续增长。自然界中有此长。自然界中有此类型吗?类型吗?时间时间种群数量种群数量人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种
6、群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件实例实例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
7、,遍布整个大陆。亿只以上,遍布整个大陆。人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件实例实例2 2:某岛屿环颈雉种群数量的增长某岛屿环颈雉种群数量的增长(实线为实际增长曲线,(实线为实际增长曲线,虚虚线为理论上的曲线)线为理论上的曲线)2020世纪世纪3030年代,人们将环年代,人们将环颈雉引入美国的一个海岛。颈雉引入美国的一个海岛。1937193719421942年间,这个种年间,这个种群数量的增长
8、如图所示。群数量的增长如图所示。人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件 结论:自然界确有类似细菌在结论:自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式理想条件下种群数量增长的形式,如如果以时间为横坐标果以时间为横坐标,种群数量为纵坐种群数量为纵坐标画出曲线来表示标画出曲线来表示,曲线大致呈曲线大致呈“J J”型。型。人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高
9、中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件在这两个实例中,种群呈在这两个实例中,种群呈“J J”型增长的原因有哪些?型增长的原因有哪些?没有敌害。没有敌害。充足的食物。充足的食物。广阔的生活空间广阔的生活空间 思考与讨论思考与讨论:气候适宜等。气候适宜等。人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变
10、化优秀ppt课件种群数量时间二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线思考:思考:1 1、J J型增长的数学模型假设是型增长的数学模型假设是什么?什么?2 2、J J型增长的数学方程式是什型增长的数学方程式是什么?么?人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件1 1、模型假设:、模型假设:理想条件理想条件食物和空间条件充裕,气候适宜,食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害等;种群的数量每年以一定
11、的倍数增长,没有敌害等;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第二年的数量是第一年的倍。倍。3 3、模型中各参数的意义:、模型中各参数的意义:(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,为该种群数量是上一年的倍数)为该种群数量是上一年的倍数)2 2、建立模型:、建立模型:N Nt t=N N0 0 t t(一)(一)“J J”型增长的数学模型型增长的数学模型 A A 实验室条件实验室条件B B 种群迁入一个新的适宜环境时的最初一段时间种群迁入一个新的适宜环境时的最初一段时间4 4、模型适用范围、模型适
12、用范围人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件一个种群有一个种群有1000个个体,一年后增加个个体,一年后增加到到1100个,则该种群在当年的增长率个,则该种群在当年的增长率和增长速率分别为多少?和增长速率分别为多少?增长率增长率=(11001000)/1000 100%=10%增长速率增长速率=(1100-1000)/1年年=100个个/年年人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共
13、156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件人教版高中生物必修课件种群数量的变化优秀ppt课件N Nt t=N=N0 0 t t 增长率增长率=增长量增长量上一年种群数量上一年种群数量=N Nt t-N-Nt-1t-1N Nt-1t-1=-1=-1增长速率增长速率:种群数量在单位时间内的增加量种群数量在单位时间内的增加量公式:公式:V=(NV=(Nt t-N-Nt-1t-1)/t)/t=出生率出生率-死亡率死亡率(二)增长率和增长速率区别(二)增长率和增长速率区别曲线斜率曲线斜率-1与生活的联系与生活的
14、联系 中国的人口增长是否属于中国的人口增长是否属于“J J”型增型增长?长?实验实验2 2:高斯(高斯(GauseGause,19341934)把)把5 5个大草履虫个大草履虫置于置于0.5mL0.5mL的培养液中的培养液中,每隔,每隔2424小时统计一次小时统计一次数据,经过反复实验,结果如下:数据,经过反复实验,结果如下:在自然条件下,在自然条件下,J型曲线能一直增长下去吗?型曲线能一直增长下去吗?A三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线经过一定时间的增长后,经过一定时间的增长后,数量趋于稳定数量趋于稳定的增长曲线,称的增长曲线,称为为“S S”型曲线型曲线。形成原因形成原因 种群
15、密度增加种群密度增加种内斗争加剧种内斗争加剧死亡率升高死亡率升高 出生率出生率降低降低增长率降低增长率降低(种群数量)(种群数量)自然界的资源和空间有限自然界的资源和空间有限 在环境条件不在环境条件不受破坏的情况下,一受破坏的情况下,一定空间中所能维持的定空间中所能维持的种群最大数量种群最大数量称为称为环环境容纳量。境容纳量。K值:值:同一种群的同一种群的K值固定不变吗?值固定不变吗?可变,会受到环境等因素的可变,会受到环境等因素的影响。影响。大草履虫在上述实验环境条件下的大草履虫在上述实验环境条件下的最大种群数量是最大种群数量是375375个,这就是该种个,这就是该种群的群的K K值。值。种
16、群数量呈种群数量呈“S S”型增长时,增长速型增长时,增长速率和增长率是如何变化的?率和增长率是如何变化的?来自来自 pearl,Introduction to Media Biometry and Statistics,1930年年.科学家在一定容积一定营养的培养科学家在一定容积一定营养的培养基内培养酵母菌每基内培养酵母菌每2 2小时计数统计,通小时计数统计,通过反复实验,数据如下:过反复实验,数据如下:时间时间 t0246810酵母数酵母数 N9.629.0 71.1 174.6 350.7 513.0 时间时间 t1214161820酵母数酵母数 N594.8 641.0 655.9 6
17、61.8 665.0 020040060080036912151821小时小时酵母数酵母数时间时间 t02468101214161820酵母数酵母数 N9.629.0 71.1 174.6 350.7 513.0 594.8 641.0 655.9 661.8 665.0 时间时间 t02468101214161820酵母数酵母数 N9.629.0 71.1 174.6 350.7 513.0 594.8 641.0 655.9 661.8 665.0 增长速率增长速率 v(个个/2小时小时)19.4 42.1 103.5 176.1 162.3 81.8 46.2 14.9 5.9 3.2
18、增长率增长率 r(个个/2小时小时个个)2.02 1.45 1.46 1.01 0.46 0.16 0.08 0.02 0.01 0.00 020040060080036912151821小时小时酵母数酵母数时间时间 t02468101214161820酵母数酵母数 N9.629.0 71.1 174.6 350.7 513.0 594.8 641.0 655.9 661.8 665.0 增长速率增长速率 v(个个/2小时小时)19.4 42.1 103.5 176.1 162.3 81.8 46.2 14.9 5.9 3.2 增长率增长率 r(个个/2小时小时个个)2.02 1.45 1.4
19、6 1.01 0.46 0.16 0.08 0.02 0.01 0.005 020406080100120140160180200100 200 300 400 500 600 700酵母数酵母数增长速率增长速率00.511.522.5510152025时间时间增长率增长率u增长速率先增加后减少到增长速率先增加后减少到0 0,NK/2NK/2时,种群增长速率最快。时,种群增长速率最快。u增长率逐渐降到增长率逐渐降到0 0人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)A在在K/2K/2时,种群的年龄组成
20、是时,种群的年龄组成是哪种类型?在哪种类型?在K K时,种群的年时,种群的年龄组成是哪种类型?龄组成是哪种类型?人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)既可持续地获得最大捕捞量,又可保持种群的既可持续地获得最大捕捞量,又可保持种群的高速增长,不影响资源的再生。高速增长,不影响资源的再生。大于大于K/2K/2时捕捞,捕捞后保持在时捕捞,捕捞后保持在K K2 2水平。水平。(二)(二)K/2K/2值应用值应用 1 1、对于某种野生生物资源而言,怎样做既能持续地获得最、对于某种野生生物资源而言,怎样做
21、既能持续地获得最大捕获量,又不会影响资源的再生?(提示:应在种群数大捕获量,又不会影响资源的再生?(提示:应在种群数量超过什么水平时才能捕获?捕获后应使种群数量保持在量超过什么水平时才能捕获?捕获后应使种群数量保持在什么水平)什么水平)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)采用投药灭鼠的方法,若毒采用投药灭鼠的方法,若毒杀约一半的老鼠,老鼠数量杀约一半的老鼠,老鼠数量将迅速增长,很快就恢复到将迅速增长,很快就恢复到原来的水平。原来的水平。2.对家鼠等有害动物的控制,我们通常采取对家鼠等有害动物
22、的控制,我们通常采取什么措施?效果如何?为什么?什么措施?效果如何?为什么?器械捕杀、药物捕杀器械捕杀、药物捕杀人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)采取措施降低采取措施降低K K值,改变环境,使之不适合值,改变环境,使之不适合鼠生存。如将食物储藏在安全处,清除生活鼠生存。如将食物储藏在安全处,清除生活垃圾,断绝或减少它们的食物来源;室内采垃圾,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;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。养殖或
23、释放它们的天敌;等等。怎样做才是最有效的灭鼠措施?怎样做才是最有效的灭鼠措施?提示:考虑提示:考虑K K值值(三)(三)K K值应用值应用 人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)人教版高中生物必修3 课件 4.2-种群数量的变化(共156张PPT)怎样做才是保护大熊猫的根本措施?怎样做才是保护大熊猫的根本措施?建立自然保护区,建立自然保护区,改善其栖息环境。改善其栖息环境。(三)(三)K K值应用值应用 提高提高环境容纳量。环境容纳量。阴影部分代表被阴影部分代表被环境阻力环境阻力(自然(自然选择)选择)淘汰掉的淘汰掉的那部分种群数量。那部分种群数量。环境阻力环境
24、阻力四、四、J型和型和S S型型两种增长两种增长曲线的曲线的比较比较“S S”型曲线型曲线“J J”型曲线型曲线形成条件形成条件种群增长率种群增长率种群增长速率种群增长速率有无有无K K值值适用范围适用范围J型和型和S S型型两种增长两种增长曲线曲线比较比较实验室条件和种群迁入新实验室条件和种群迁入新环境的最初一段时间环境的最初一段时间自然种群的增长自然种群的增长资源和空间有限资源和空间有限理想状态:理想状态:食物和空间条件充裕食物和空间条件充裕气候适宜气候适宜没有敌害等没有敌害等逐渐下降至逐渐下降至0 0保持稳定保持稳定先上升后下降至先上升后下降至0 0(K/2(K/2最大最大)逐渐上升逐渐
25、上升有有K K值值无无K K值值J J型曲线型曲线S S型曲线型曲线J型和型和S S型型两种增长两种增长曲线曲线比较比较种群数量达到种群数量达到K K值时,都能在值时,都能在K K值维值维持稳定吗?持稳定吗?气候、食物、天敌、传染病气候、食物、天敌、传染病(2 2)种群数量变化的类型:)种群数量变化的类型:增长,稳定,波动、下降等增长,稳定,波动、下降等自然因素:自然因素:人为因素:人为因素:人类活动等人类活动等(1 1)影响种群数量变化的因素:)影响种群数量变化的因素:五、五、种群数量的波动和下降种群数量的波动和下降练习1:图示种群在理想环境中呈“J”型增长,在有环境阻力条件下,呈“S”型增
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