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1、第2节 种群数量的变化,高二生物必修三,主讲：张新娟,大肠杆菌,培养大肠杆菌的培养基,讨论： 1、n代细菌的数量是多少？计算公式是什么？ 2、72H后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,解：n min xhmin Nnn ,n,Nn,讨论： 3、请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格！,4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线,2,4,1,2,一、构建种群增长模型的方法,数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式 建立数学模型一般包括以下步骤：,观察研究对象，提出问题,细胞每20min分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,Nn
2、= 2n， N代表细菌数量，n表示第几代,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,曲线图与数学公式比较，优缺点？,曲线图：直观，但不够精确。 数学公式：精确，但不够直观。,数学公式： Nn=1X2n,细菌的数量个,理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？,实例1：澳大利亚野兔,例2 在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在19371942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线,自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“”型,二、种群增长的“J”型曲线,“J”型增长的数学
3、模型,1、模型假设：,理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，为年均增长率）,2、种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,中国水利网宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满水葫芦的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。,例：我国自13931990年以来人口统计数据如下： 以上人口增长曲线符合哪种类型？ 按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采
4、取什么措施？,人口/亿,我国1000-1990年的人口数量变化,课后延伸与拓展：看图分析,例生态学家高斯的实验：,“J”型增长能一直持续下去吗？,大草履虫种群的增长曲线,讨论：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？,存在环境阻力,自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，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。,三、种群增长的“S”型曲线,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。,三、种群增长的“S”型曲线,当种群数量K/2,种群数量达到K值时
5、， 种群,增长停止,种群数量在 K/2值时， 种群,增长最快,种群数量 小于K/2值时 种群,增长逐渐加快,种群数量 大于K/2值时 种群,增长逐渐减慢,问题探讨,讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考： （1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,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。,种群数量,种群增长的“J”型曲线 （在理想状态下的种群增长）,种群增长的“
6、S”型曲线 （在有限环境下的种群增长）,理想条件下,自然条件下,无K值,有K值,先增长后减少,稳定不变,大多数种群的数量总是在波动之中的，,四、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,气候,影响因素：,事例2：P68影响种群数量变化的因素是什么？,人类的不断捕捞导致,除此之外还有：,自然因素： 人为因素：,气候、食物、被捕食、传染病,人类活动（如环境污染、捕猎动物等）,人类也是有使种群数量增加的时候，如随着农牧业和养殖业的发展，受人工控制的种群数量不断增加。,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会
7、引起种群数量的变化。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。,（2）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。,（3）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。,五研究种群数量变化有何意义？,（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。,云豹的保护,苍鹭的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,如果种群处在一个理想的环境中， 没有自然和空间的限制，种群内个 体数量的增长曲线是_,用达尔文 的进化理论解释，这是由于生物具 有_特性。 如果将该种群置入有限制的自然
8、环境中，种群内个体数量的增长曲 线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表_。 影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_,例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，仔细分析图中去先后回答下列问题：,a,b,个体数,时间,a,b,在生存斗争过程中淘汰的个体数,过度繁殖,死亡率,出生率,性别比例,年龄组成,在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，8年后发展到500只左右，这个羊群数量会 A、维持在一个水平上 B、不断下降 C、缓慢上升 D、迅速上升,A,基础题：1. 在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。 例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种
9、群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。 例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。,2.提示： （1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。 （2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。 （3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。 拓展题 这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。,教学反思,从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律，这是学习本节的要旨。引导学生学会建立数学的模型来分析生态学的问题。结合实验，让学生认识建立种群增长模型的程序和方法；培养学生学探究实验的设计能力、观察能力、团结协作精神；培养学生归纳、总结和表达能力；培养学生热爱大大自然的情感，树立环保意识。,