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1、搬新居了，几年后我们搬新居了，几年后我们会不会人丁兴旺呢？会不会人丁兴旺呢？种群数量的变化上课用1、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？2、种群的数量是怎样变化的？、种群的数量是怎样变化的？3、什么是环境容纳量？、什么是环境容纳量？4、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？本节聚焦本节聚焦种群数量的变化上课用 在营养和生存空间没有限制的在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每情况下，某种细菌每2020分钟就通过分钟就通过分裂繁殖一代。分裂繁殖一代。1 1n n代细菌数量的计算公式是：代细菌数量的计算公式是：2 272小时后，由一个细菌分裂产生小
2、时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？的细菌数量是多少？Nn2n解：解：n 60 min 72 h20 min216Nn2n 2 216种群数量的变化上课用描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。建立数学模型。在上面的问题探讨活动中，你在上面的问题探讨活动中，你已经在尝试对某种细菌种群的数量变化建立数已经在尝试对某种细菌种群的数量变化建立数学模型。学模型。建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法1.什么叫数学模型？什么叫数学模型？2.建立数学模型的一般方法是什么？建立数学模型的一般方法是什么？请同学们阅读课本并回答相应问题请同学们阅
3、读课本并回答相应问题种群数量的变化上课用数学模型建构的一般过程数学模型建构的一般过程 提出问题提出问题 作出假设作出假设 建立模型建立模型 模型的检验与修正模型的检验与修正种群数量的变化上课用在理想状态下，细菌每在理想状态下，细菌每20分钟分裂一次。请填分钟分裂一次。请填下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长曲线。曲线。时时 间间20406080100 120 140 160 180细菌数量细菌数量248163264128 256 512种群数量的变化上课用一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法3. 类型：类型：1. 概念：用来描述一个系
4、统或性质的数学形式。概念：用来描述一个系统或性质的数学形式。2. 建立数学模型的步骤：建立数学模型的步骤：数学模型：数学模型：曲线图曲线图数据分析表格式数据分析表格式数学方程式数学方程式方程式方程式精确精确曲线图曲线图直观直观Nn=2n时时 间间20406080100120140160180细菌数量细菌数量种群数量的变化上课用细菌的数量个 理理想想条条件件下下细细菌菌数数量量增增长长的的推推测测：自自然然界界中有此类型吗？中有此类型吗？种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线种群数量的变化上课用实例实例1 1：澳大利亚野兔澳大利亚野兔实例实例1：澳大利亚本来并没有兔子。澳大利亚本来并没有兔子。
5、1859年，年，24只欧洲野兔从英国被带到了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天澳大利亚。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，兔子开始了几乎不受任何方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到限制的大量繁殖。不到100年，兔子的年，兔子的数量达到数量达到6 6 亿亿只以上，遍布整个大陆。只以上，遍布整个大陆。种群数量的变化上课用实例实例2:20世纪世纪30年代年代,人们将人们将环颈雉环颈雉引引入美国的一个岛屿入美国的一个岛屿这两
6、个实例中，种群呈这两个实例中，种群呈“J”型增长的原因有哪些？型增长的原因有哪些？食物和空间条件充裕，没有天敌，气候适宜等食物和空间条件充裕，没有天敌，气候适宜等种群数量的变化上课用“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： 理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间不不限限，气气候候适适宜宜，没有敌害等；没有敌害等；（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，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）表示该种群数量是一年前种群数量的倍数） 2 2、种群、种群 “J” “J”型增长的数学模型
7、公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种种群群的的数数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年年是是第一年的第一年的倍倍。种群数量的变化上课用计算：计算：v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年比年比20012001年增长年增长1 1。请预测，。请预测，按照此生长速度，按照此生长速度，20062006年该地区的人年该地区的人口将有多少？口将有多少？Nt10（1+1）2006-2001种群数量的变化上课用v请同学们总结出种群数量呈现J形增长的 条件和增长特点条件和增长特点种群数量的变化上课用产生条件：产生条件： 理
8、理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间充充裕裕，环环境境适适宜宜，没有敌害等；没有敌害等；增长特点：增长特点： 种群的增长率是一定的；种群的增长率是一定的；种群数量没有上限；种群数量没有上限；种群增长的型曲线种群增长的型曲线型曲线型曲线型曲线型曲线增长率曲线增长率曲线时间时间种种群群数数量量增增长长率率时间时间种群数量的变化上课用二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线“J”增长的数学模型增长的数学模型n问题：问题：“J”型增长能一直持续下去吗？为什么？型增长能一直持续下去吗？为什么？ 自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出
9、生率降低，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，有时会稳定在一定的水平种群数量的变化上课用大草履虫数量增长过程如何？大草履虫数量增长过程如何？高斯（高斯（Gause，1934）把）把5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL的的培养液中，每隔培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：验，结果如下： 高斯对大草履虫种群研究的实验高斯对大草履虫种群研究的实验种群数量的变化上课用三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线K=375种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线称为增长曲线称为“S
10、”型曲线。型曲线。种群数量的变化上课用产生条件：产生条件：自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）种群增长的种群增长的“”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）值）后，将停止增长后，将停止增长. .环境容纳量环境容纳量: :在环境条件在环境条件不受破坏不受破坏的情况下，一定空间中所的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K K值。值。说明：同一种群的说明：同一种群的K K值不是固定不变的，会受到环境值不是固定不变的，会受到环境 的影响。的影响。 种群数量的变化上课
11、用种种群群数数量量“S”型型增增长长曲曲线线（种群数量）（种群数量）K/2K种种群群数数量量增增长长率率时间时间 出生率与死亡率之差出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于最大，即种群数量处于K/2值。值。出生率死亡率，即出生率死亡率，即种群数量处于种群数量处于K值。值。1 1 1 1：种群数量达到：种群数量达到：种群数量达到：种群数量达到K K K K值时，值时，值时，值时，种群种群种群种群 增长停止增长停止增长停止增长停止2 2 2 2：种群数量在：种群数量在：种群数量在：种群数量在 K/2K/2K/2K/2值时，值时，值时，值时，种群种群种群种群增长最快增长最快增长最快增长最快3 3 3
12、3：种群数量小于：种群数量小于：种群数量小于：种群数量小于K/2K/2K/2K/2值时值时值时值时种群种群种群种群增长逐渐加快增长逐渐加快增长逐渐加快增长逐渐加快4 4 4 4：种群数量大于：种群数量大于：种群数量大于：种群数量大于K/2K/2K/2K/2值时值时值时值时种群种群种群种群 增长逐渐减慢增长逐渐减慢增长逐渐减慢增长逐渐减慢种群数量的变化上课用 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，
13、应当采取什么措施？可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食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。释放它们的天敌，等等。三、种群增长的三、种群增长的“S”“S”型曲线型曲线建立自然保护区，改建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，善大熊猫的栖息环境，提高提高环境容纳量环境容纳量。种群数量的变化上课用为了保护鱼类资源不受为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得破坏，并能持
14、续地获得最大捕鱼量，根据种群最大捕鱼量，根据种群增长的增长的S型曲线，型曲线，应使被应使被捕鱼群的种群数量保持捕鱼群的种群数量保持在在_水平。这是因为在水平。这是因为在这个水平上这个水平上_最大最大 。种群数量的变化上课用 总结总结J型曲线与型曲线与S型曲线的异同型曲线的异同种群数量的变化上课用“J”型曲线型曲线 “S”型曲线型曲线形成条件形成条件适用范围适用范围增长增长速速率率变化变化K 值值理想条件下理想条件下资源无限资源无限自然条件下自然条件下资源有限资源有限实验室和实验室和种群迁入种群迁入新的环境中最初的新的环境中最初的一段时间内一段时间内的增长的增长一般自然种群一般自然种群的增长的增
15、长变变化化无无有有K/2K/2种群数量的变化上课用例例( 05全国卷全国卷I） 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型曲线，应使型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是因为在这个水平。这是因为在这个水平上水平上 A. 种群数量相对稳定种群数量相对稳定 B. 种群增长量最大种群增长量最大 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K时间时间K/2种群数量种群数量种群数量的变化上课用影响种群数量变化的因素影响种群
16、数量变化的因素直接因素直接因素( (内因）：内因）： 间接因素（外因）：间接因素（外因）： 重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动出生率、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、天敌食物、气候、传染病、天敌总结：种群数量的变化上课用1 1在下列图中，表示种群在无环境阻力在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是状况下增长的是B种群数量的变化上课用2.（2002高考）在一个玻璃容器高考）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生内，装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体每隔一段时间测定
17、小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（曲线是（ ）D种群数量的变化上课用（2004江苏）某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充足利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为（）A、3000吨 B、1650吨C、1500吨 D、不超过300吨D种群数量的变化上课用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
18、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）D种群数量的变化上课用下列对阴影部分的解释正下列对阴影部分的解释正确的是（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个体数其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A.
19、 B. C. D. C种群数量的变化上课用l（07理综理综I）3下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是lA通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 l B达到K值时种群增长率为零lC种群增长受自身密度的影响 D种群的增长速度逐步降低答案：答案：D种群数量的变化上课用探究探究培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化种群数量的变化上课用种群数量的变化上课用l单细胞单细胞真核真核生物生物l属于属于兼性厌氧型微生物兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水；，有氧时产生二氧化碳和水；无氧时产生二氧化碳和酒精。无氧时产生二氧化碳和酒精。l用用液体液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养基培养
20、酵母菌，种群的增长受培养基的培养基的成分，空气，温度，酸碱度及有害代谢废物成分，空气，温度，酸碱度及有害代谢废物等因素等因素的影响。的影响。l在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”J”型曲线；型曲线；l在有限的环境下，酵母菌的种群呈在有限的环境下，酵母菌的种群呈“S”S”型曲线。型曲线。种群数量的变化上课用第第 1 1 天天种群数量的变化上课用第第 4 4 天天第第 6 6 天天种群数量的变化上课用第第 7 7 天天死亡死亡种群数量的变化上课用种群数量的变化上课用 对于压在小方格界线上的酵母菌应取对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻相邻两边及顶角两边及顶角计数。计数。 种群数量的变化上课用活菌数活菌数种群数量的变化上课用试管试管编号编号培养液培养液/mL/mL无菌水无菌水/mL/mL酵母菌母酵母菌母液液/mL/mL温度温度（）A A10100.10.12828B B10100.10.15 5C C10100.10.12828种群数量的变化上课用C种群数量的变化上课用种群数量的变化上课用
