单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1.2,种群数量的变化,1.2 种群数量的变化,1,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每,20min,就通过分裂繁殖一代。,问题探讨,:,讨论,:,1.,第,n,代细菌数量的计算公式是什么？,2.72h,后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,在一个培养瓶中，细菌数量会一直按这个,公式描述的趋势增长吗,?,如何验证你的观点？,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min,2,时间（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,任务一：,填表：计算一个细菌在不同时间产生后代的数量,任务二：,n,代细菌数量,N,的计算公式是：,N,=,n,探究一,建构,种,群 增长,模型的方法,建立数学模型,时间（min)20406080100120140160180,3,4,任务三：,以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,曲线图：,直观，但不够精确。,数学方程式：,精确，但不够直观,。,任务四：,阅读,理解：,P7,建立“数学模型,”的四步。,4任务三：曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图：直观,4,观察研究对象，提出问题,提出合理的,假设,通过进一步的实验或观察等，对模型进行,检验或修正,根据实验数据，用适当的,数学形式,对事物的性质进行,表达,细菌,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,N,n,n,N,代表细菌数，,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,数学模型,用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型四步骤：,观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等,5,思考,-,讨论：,分析自然界种群增长的实例,资料,1,1859,年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了,24,只野兔，一个世纪后，这,24,只野兔的后代竟超过,6,亿只。,资料,2,20,世纪,30,年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。,1937-1942,年，这个种群增长如右图。,讨论：,1.,这两个资料中种群增长有什么共同点,?,2.,种群出现这种增长的原因是什么？,3.,这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？,思考-讨论：分析自然界种群增长的实例资料1 1859年，一,6,探究二,种群“,J”,型增长的,数学模型,若引入澳大利亚的野兔初始值为,N,0,，第二年的数量是第一年的,倍，写出,t,年后野兔的数量的方程式。,3.,这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？,1.,这两个资料中种群增长有什么共同点,?,2.,种群出现这种增长的原因是什么？,种群数量迅猛增长,食物充足，缺少天敌等,不能，因食物和空间有限,讨论：,探究二 种群“J”型增长的数学模型 若引入澳,7,8,理想条件,：,方程式：,N,t,=N,0,t,（,N,0,为起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后该种群的数量，,为,一年前,种群数量的倍数）,种群“,J”,型增长,食物充足,空间充裕,气候适宜,没有天敌,8 理想条件：方程式：Nt=N0t（N0为起始数量,8,凤眼莲,（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，,1901,年作为花卉引入中国,.,由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有,184,万吨,.,它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡。,种群“,J”,型增长实例,凤眼莲（水葫芦）凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国,9,种群“,J”,型增长：,种群增长率,和,增长速率,种群增长率：,指在单位时间内种群数量,增加的量占初始数量的比例,，,是一个百分比，无单位。,斜率,是,增长速,率,种群增长速率：,指种群数量在单位时间内的,改变数值,，有单位（如,:,个,/,年等）,种群“J”型增长：种群增长率和增长速率 种群增长率：指在,10,增长速率,末数初数,单位时间,N,t,N,t-1,(,个,),t,(,年,),100,增长率,末数初数,N,t,N,t-1,N,t-1,N,t-1,例如，某一种群的数量在某一,单位时间,t,（如一年）内，由,初数量,N,t-1,（个）增长到,末数量,N,t,（个），则这一单位时间内种群的,增长率,和,增长速率,的计算分别为：,种群,增长率,种群,增长速率：,增长速率末数初数单位时间NtNt-1(个)t(年),11,种群的增长率,时间,=1+P(,增长率,),P=-1,增长倍,数,1,种群数量,“J”,型增长,种群的增长率时间=1+P(增长率)P=-1增长倍数,12,家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加,1.47%,。,理论上，在某一区域，,10,只家鼠在,100,天后的数量将会达到多少？,你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数量才是最有效的？,10,（,1+1.47%,）,100,降低家鼠的环境容纳量，即减少家鼠的活动范围和食物来源。,理论结合实际,家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加1.47%。理论上，,13,如果遇到,资源、空间等方面的限制,，种群还会呈,“J”,型,增长吗？,不会,生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在,0.5ml,培养液中放入,5,个大草履虫，然后每隔,24h,统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。,种群经过一定时间的增长后，,数量趋于稳定，增长,曲线，呈“,S,”型,。,如何验证这个观点？,如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”型增长吗？不,14,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,时间,/d,K,值,:,环境容纳量,资源和空间总是有限的。,种群密度增大时，,种内斗争,加剧，,捕食者,增多，这就使得出生率下降，死亡率增高。当死亡率升高至与出生率相等时，种群增长停止。,环境阻力,种群的,“S”,型增长,一定的环境条件所能维持种群的最大数量。,01002003004001234567时间/dK值:环境容,15,K/2,增长速率最快,K,值：,环境容纳量,种群增长“,S”,型曲线,增长逐渐加快,增长逐渐减慢,特点：,种群增长速率先上升后下降，在,K/2,时最大，在,K,时为,0,K/2增长速率最快K值：环境容纳量种群增长“S”型曲线 增长,16,K,/2,的应用,a.,资源开发与利用,：种群数量达到,K,/2,时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞时，,b.,有害生物防治,：务必及时控制种群数量，严防达到,K,/2,处，甚至在,a,点以前就应采取相应措施。,种群数量,K/2时捕捞，使种群数量,维持在K/2左右,。,K/2的应用种群数量K/2时捕捞，使种群数量维持在K/2左,17,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,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,18,1.,甲图,b,点之前相当乙图,0g,，种群数量增长速率逐渐增加。,c,g,h,f,乙,（,K/2,）,K,K,/2,a,b,c,甲,种群数量增长速率,时间,0,g,（,K,/2,）,h,（,K,）,乙,2.,甲中,K/2,相当,g,点，种群数量增长速率最大。,3.,甲图,b-c,相当乙图,g-h,，种群数量增长速率逐渐减少。,4.,甲中,K,相当,h,点，种群数量增长速率为,0,。,1.甲图b点之前相当乙图0g，种群数量增长速率逐渐增加。c,19,种群增长的型曲,线,t,t,P(,增长率,),种群增长的型曲线t,20,21,小结：比较种群增长两种曲线的联系与区别,J,型曲线,S,型曲线,条件,种群增长速率,有无,K,值,曲线,环境资源无限,环境资源有限,逐渐增加,先增后减,无，持续保持增长,有,K,值,环境阻力,K,值：,环境容纳量,食物不足,空间有限,种内斗争,天敌捕食,气候不适,寄生虫,传染病等,21小结：比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线条,21,同一种群的,K,值是不是固定不变的呢？,环境容纳量与现实生活,大熊猫的栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的减小，其,K,值就会变小。,建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。,环境条件改善,时，,K,值会上升；,环境条件不利,时，会急剧下降，甚至灭亡。,同一种群的K值是不是固定不变的呢？环境容纳量,22,在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。但大多数,生物的种群总是在波动中。这些种群在特定条件下可能出现种群爆发。,东亚飞蝗种群数量的波动,当种群,久处不利,条件下,，会急剧下降，当种群数量过少，可能会衰退、消亡。,种群数量的波动,在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。但大多,23,（,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。,（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2）为人工养殖,24,高中生物人教版选择性必修2-1,25,高中生物人教版选择性必修2-1,26,谢谢大家！,谢谢大家！,27,