人教生物必修3《4第2节种群数量的变化》[闫老师]（市一等奖）优质课.ppt

1、推荐项目一：轻功草上漂推荐项目一：轻功草上漂 推荐项目二：浒苔草原原生态推荐项目二：浒苔草原原生态SPASPA 推荐项目三：看草原、吃海货、喝啤酒推荐项目三：看草原、吃海货、喝啤酒 第二节 种群 数量的变化 第四章 种群和群落 青岛一中 闫能 * *怎样建构种群数量增长的模型？怎样建构种群数量增长的模型？ * *种群的数量是怎样变化的？种群的数量是怎样变化的？ * *什么是环境容纳量？什么是环境容纳量？ * *哪些因素会影响种群数量的变化？哪些因素会影响种群数量的变化？ 本节聚焦本节聚焦 0 30 60 90 n ? 纳豆芽孢杆菌增长示意图纳豆芽孢杆菌增长示意图 Nn=2n 1 1、模型假设：

2、、模型假设： 理想状态理想状态食物和空间充足食物和空间充足 ，气候适宜气候适宜， 没有敌害等；没有敌害等； 2 2、种群增长的数学模型公式：、种群增长的数学模型公式： Nt=N0 t 假设：种群的数量每年以一定的倍数增长假设：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二第二 年是第一年的年是第一年的 倍倍, , N N0 0为起始数量为起始数量， t t为时间为时间，N Nt t表表 示示t t年后该种群的数量年后该种群的数量。 1 1、模型假设：、模型假设： 假设：种群的数量每年以一定的倍数增长假设：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二第二 年是第一年的年是第一年的 倍倍, , N N0 0为起始数

3、量为起始数量， t t为时间为时间，N Nt t表表 示示t t年后该种群的数量年后该种群的数量。 拓展延伸拓展延伸 200 400 600 30 90 150 min 210 270 0 Nt=N0 t 一、种群增长的“一、种群增长的“J”J”型曲线型曲线 动动手动动手 1 1.观察研究对象，观察研究对象，提出问提出问 题题 纳豆芽孢杆菌每纳豆芽孢杆菌每3030分钟分裂一分钟分裂一 次，问题：次，问题：纳豆芽孢杆纳豆芽孢杆菌数量菌数量 怎样变化的？怎样变化的？ 2. 2. 提出合理的假设提出合理的假设 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， 纳豆芽孢杆菌种群的增长不受纳豆芽

4、孢杆菌种群的增长不受 种群密度增加的影响。种群密度增加的影响。 3. 3. 建立数学模型建立数学模型 列出表格，根据表格画曲线，列出表格，根据表格画曲线， 推导公式。推导公式。 4. 4. 检验和修正检验和修正 进一步实验、观察、统计进一步实验、观察、统计纳豆纳豆 芽孢杆芽孢杆菌的数量菌的数量 二、建构数学模型的方法二、建构数学模型的方法 1.1.数学模型：数学模型： 4.4.数学模型建构的步骤数学模型建构的步骤 2.2.数学模型的表现形式数学模型的表现形式: : 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、解释和预测描述、解释和预测 种群数量

5、的变化。种群数量的变化。 是用来描述一个系统或它的性质是用来描述一个系统或它的性质 的数学形式。的数学形式。 二、建构数学模型的方法二、建构数学模型的方法 准确准确 直观直观 DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 真核生物三维结构模型等真核生物三维结构模型等 孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律 种群增长模型等种群增长模型等 人体细胞与外界环境的物质交换模型人体细胞与外界环境的物质交换模型 血糖调节的模型等血糖调节的模型等 二、建构数学模型的方法二、建构数学模型的方法 拓展延伸拓展延伸 模模 型型 物理模型物理模型 概念模型概念模型 数学模型数学模型 增长率增长率= （第二代个体数（第二代个体数

6、第一代个体数）第一代个体数）/第一代个体第一代个体 数数 =出生率死亡率出生率死亡率 1 拓展延伸拓展延伸 培养纳豆芽孢杆菌的实验培养纳豆芽孢杆菌的实验 时间时间(h)(h) 0 2 4 5 6 7 8 10 12 菌数菌数(10(104 4个个) ) 55 750 1010 1250 7450 33450 56620 59050 59450 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 h 0 时间时间(h)(h) 0 2 4 5 6 7 8 10 12 菌数菌数(10(104 4个个) ) 55 750 1010 1250 7450 33450 56620 59050 594

7、50 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 h 0 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 1、在、在9-12h时，时， 种群增长呈什么趋种群增长呈什么趋 势？为什么会有这势？为什么会有这 种现象的产生？种现象的产生？ 2、在、在0-9h曲线的曲线的 增长速率保持一致增长速率保持一致 吗？吗？ 合作探讨合作探讨 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 环境容纳量（又称环境容纳量（又称 K K值值）：在环境条件不受到破坏的情况下，一定）：在环境条件不受到破坏的情况下，一定 空间中所能维持的种群的空间中所能维持的

8、种群的 称为环境容纳量。称为环境容纳量。 最大的数量最大的数量 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 h 0 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 1、在、在9-12h时，时， 种群增长呈什么趋种群增长呈什么趋 势？为什么会有这势？为什么会有这 种现象的产生？种现象的产生？ 2、在、在0-9h曲线的曲线的 增长速率保持一致增长速率保持一致 吗？吗？ 合作探讨合作探讨 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 分段分析：分段分析： 0-5h时，种群增长缓慢，时，种群增长缓慢， 。 纳豆芽孢杆菌正在适应期纳豆芽孢杆菌正在适应期 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4

9、 6 8 10 12 h 0 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 1、在、在9-12h时，时， 种群增长呈什么趋种群增长呈什么趋 势？为什么会有这势？为什么会有这 种现象的产生？种现象的产生？ 2、在、在0-9h曲线的曲线的 增长速率保持一致增长速率保持一致 吗？吗？ 合作探讨合作探讨 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 分段分析：分段分析：5-7h时，种群增长加速，时，种群增长加速， 。 食物和空间充裕食物和空间充裕 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 h 0 K/2 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 1、在、在9-12h时，时，

10、 种群增长呈什么趋种群增长呈什么趋 势？为什么会有这势？为什么会有这 种现象的产生？种现象的产生？ 2、在、在0-9h曲线的曲线的 增长速率保持一致增长速率保持一致 吗？吗？ 合作探讨合作探讨 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 分段分析：分段分析： 7h左右（即左右（即K/2处），增长速率处），增长速率 。 最大最大 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 h 0 K/2 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 1、在、在9-12h时，时， 种群增长呈什么趋种群增长呈什么趋 势？为什么会有这势？为什么会有这 种现象的产生？种现象的产生？ 2、在、在0-9h曲

11、线的曲线的 增长速率保持一致增长速率保持一致 吗？吗？ 合作探讨合作探讨 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 分段分析：分段分析： 7-9h时，种群增长放缓，时，种群增长放缓， 。 资源和空间有限，种内斗争加剧，天敌数量增加资源和空间有限，种内斗争加剧，天敌数量增加 7 6 5 4 3 2 1 0 2 4 6 8 10 12 h 0 时间时间(h)(h) 0 2 4 5 6 7 8 10 12 菌数菌数(10(104 4个个) ) 55 750 1010 1250 7450 33450 56620 59050 59450 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 K K值：值：环境

12、容纳量环境容纳量 “S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。曲线。 趋于稳定趋于稳定 增长速率：每一点的切线斜率增长速率：每一点的切线斜率 拓展延伸拓展延伸 0 100 200 300 400 1 2 3 4 5 6 7 时间时间 纳豆芽孢杆菌数量纳豆芽孢杆菌数量 环境阻力环境阻力 食物不足食物不足 空间有限空间有限 种内斗争种内斗争 天敌捕食天敌捕食 气候不适气候不适 寄生虫寄生虫 传染病等传染病等 K值值:环境容纳量环境容纳量 “J”J”型曲线与“型曲线与“S”S”型曲线的比较型曲线的比较 合作探究合作探究 家鼠繁殖力极强， 善于打洞，偷吃粮

13、食， 传播疾病危害极大， 请你从环境容纳量的环境容纳量的 角度角度分析应该采取哪 些措施控制家鼠数量？ 思考讨论思考讨论 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 1.1.减少数量：机械捕杀、药物捕杀减少数量：机械捕杀、药物捕杀 控制家鼠数量的措施控制家鼠数量的措施 2.2.增大环境阻力降低环境容纳量增大环境阻力降低环境容纳量： 养殖或释放天敌、打扫卫生、养殖或释放天敌、打扫卫生、 硬化地面、将食物储存在安全处。硬化地面、将食物储存在安全处。 3.3.降低繁殖率降低繁殖率: :性激素干扰等性激素干扰等 三、种群增长的“三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 在自然界中，种群数量是否总

14、能稳定在在自然界中，种群数量是否总能稳定在K K值？值？ 四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 环境因素环境因素 种群的出生率、死亡率、迁出种群的出生率、死亡率、迁出率率和和 迁入迁入率率 种群数量的变化种群数量的变化 气候、食物、被捕食、传染病等气候、食物、被捕食、传染病等 增或减增或减 增长、波动、稳定、下降等增长、波动、稳定、下降等 合作探究合作探究 影响种群数量变化的因素有哪些影响种群数量变化的因素有哪些? ? 四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 你是否有观察到你是否有观察到 现在餐桌上的鱼的种现在餐桌上的鱼的种 类减少、个体变小？类减少、个体变小？ 作为一个

15、有责任感的作为一个有责任感的 市民，请你为市政府市民，请你为市政府 提出合理化建议提出合理化建议? 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 思考讨论思考讨论 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，种群还有可能绝灭。如果外界的环境发生剧烈变化，种群还有可能绝灭。 1.1.设立休渔期设立休渔期 2.2.确定合适的的捕捞确定合适的的捕捞 量和鱼苗放养量。量和鱼苗放养量。 K/2 捕捞量捕捞量K/2K/2值，放养鱼值，放养鱼 苗数量达到苗数量达到K/2K/2处较为合适。处较为合适。 （1 1）有利于）有利于野生生物资源野生生

16、物资源的合理利用及保护。的合理利用及保护。 （2 2）为）为人工养殖及种植业人工养殖及种植业中合理控制种群中合理控制种群 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）通过研究种群数量变动规律，为害虫的害虫的 预测预测及防治提供科学依据。及防治提供科学依据。 五研究种群数量变化有何意义？五研究种群数量变化有何意义？ （4 4）有利于对）有利于对濒危动物濒危动物种群种群的拯救和恢复。的拯救和恢复。 课堂小结课堂小结 1、条件、条件 2、发生时期、发生时期 3、特点、特点 二、“二、“J”型曲线型曲线 三、“三、“S”型曲线型曲线

17、 1 1、环境容纳量、环境容纳量 2 2、产生原因、产生原因 3 3、特点、特点 四、影响种群数量变化的因素：四、影响种群数量变化的因素： 五、研究种群数量变化的意义：五、研究种群数量变化的意义： 一、构建种群增长模型一、构建种群增长模型 课堂巩固课堂巩固连线高考连线高考 1.1.（2015 广东卷广东卷.4.4）图）图1 1 表示在一个表示在一个10ml10ml的密闭培养的密闭培养 体系中酵母菌细胞数量的动体系中酵母菌细胞数量的动 态变化，关于酵母菌数量的态变化，关于酵母菌数量的 叙述，正确的是叙述，正确的是 （ ） A A、种内斗争导致初始阶段增长缓慢、种内斗争导致初始阶段增长缓慢 B B

18、、可用数学模型、可用数学模型N Nt t= =N N0 0 t t 表示 表示 C C、可用取样器取样法计数、可用取样器取样法计数 D D、K K值约为值约为120 000120 000个个 D 课堂巩固课堂巩固连线高考连线高考 2.(20142.(2014 浙江卷浙江卷.4).4)下列关于环境容纳量的叙述，正确下列关于环境容纳量的叙述，正确 的是的是( ) A A环境容纳量是指种群的最大环境容纳量是指种群的最大数量数量 B B种群的内源性调节因素不会改变环境容纳量的大小种群的内源性调节因素不会改变环境容纳量的大小 C C在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环在理想条件下，影响种群数量增

19、长的因素主要是环 境容纳量境容纳量 D D植食动物在自然条件下，一年四季的环境容纳量以植食动物在自然条件下，一年四季的环境容纳量以 冬季最大冬季最大 B 3. 3. 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 ( )( ) 课堂巩固课堂巩固 B 4. 图图 422 表示在良好的生长环境下，“小表示在良好的生长环境下，“小球藻分球藻分 裂繁殖中的细胞数量裂繁殖中的细胞数量”、“鸡产蛋数量鸡产蛋数量(每天产一枚每天产一枚)” 和“竹子自然生长的高度”这三者与时间的关系示意和“竹子自然生长的高度”这三者与时间的关系示意 图依次是（图依次是（ ） 图 422 A乙、甲、丁 C丙、甲、乙 B甲、丙、乙 D丁、乙、丙 课堂巩固课堂巩固 C J型型 环境阻力环境阻力 时间时间 种种 群群 数数 量量 K值值 S型型 K值值 J型型 环境阻力环境阻力 时间时间 种种 群群 数数 量量