（種群數(shù)量的變化）人教版高中生物必修三教學課件

1、新精品課件講解人：精品課件 時間：2020.5.20MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第二節(jié) 種群數(shù)量的變化第四章 種群和群落人教版高中生物必修三第一頁，共三十八頁。培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基大腸桿菌細菌的繁殖的方式是什么？第二頁，共三十八頁。在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。2、72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是多少？1、n代細菌數(shù)量的數(shù)學方程式？ Nn 2nNn 2216細菌的繁殖的方式是什么？第三頁，共三十八頁。計算1個細菌在不同時間產生后代的數(shù)量，并填入下表，然后畫出細菌種群數(shù)量增長的曲線。時間（min）20406080100

2、120140160180細菌數(shù)量（個）248163264128256512細菌數(shù)量/個時間/min204080100140160180600曲線圖與數(shù)學方程式比較，有哪些優(yōu)缺點？100200300400500細菌的繁殖的方式是什么？第四頁，共三十八頁。數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學模式。為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動的規(guī)律，數(shù)學模型建構是常用的方法之一。構建數(shù)學模型的一般步驟：對模型進行檢驗或修正建立數(shù)學模型提出合理的假設觀察對象，提出問題數(shù)學方程式坐標曲線圖：能準確的反應出種群數(shù)量的變化。：能直觀的反應出種群數(shù)量增長趨勢。細菌的繁殖的方式是什么？第五頁，共三十八頁。種群數(shù)量以

3、什么樣的規(guī)律在增長？如：細菌每20min分裂一次。在資源和空間無限的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響。列出表格，根據(jù)表格畫曲線，推導公式。 Nn2n觀察、統(tǒng)計細菌的數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正。通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質進行表達提出合理的假設觀察研究對象，提出問題建構細菌種群增長模型：細菌的繁殖的方式是什么？第六頁，共三十八頁。實例一：1859年，一位英國人來到澳大利亞定居。他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是，一個世紀之后，這24只野兔的后代竟達到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被

4、破壞，導致水土流失。后來，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。 二、種群增長的“J”型曲線第七頁，共三十八頁。實例二：在20世紀30年代時，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個島嶼。在19371942年期間，這個環(huán)頸雉種群數(shù)量的增長如下圖所示。種群數(shù)量/個37384041423905001000年份某島嶼環(huán)頸雉種群數(shù)量的增長1500種群遷入一個新環(huán)境后，常常在一定時期內出現(xiàn)“J”型曲線。二、種群增長的“J”型曲線第八頁，共三十八頁。實例三：世界人口的指數(shù)增長曲線二、種群增長的“J”型曲線第九頁，共三十八頁?！癑”型增長曲線的含義： 種群在理想條件下，即食物和空間充裕、氣候適宜、沒有天敵等，其增

5、長率不隨種群密度變化而變化，這類增長通常呈指數(shù)增長，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈“ J ”型。種群數(shù)量/個0時間/min二、種群增長的“J”型曲線第十頁，共三十八頁。1、模型假設： 理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有天敵等。2、增長特點： 種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的倍?！癑”型增長曲線的數(shù)學模型： 種群數(shù)量持續(xù)增長增長率保持不變：（ 1 ）增長速率越來越快：N0 t（ 1 ）二、種群增長的“J”型曲線第十一頁，共三十八頁。3、建立模型：N0為起始數(shù)量， t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。4、

6、模型中各參數(shù)的意義： 實驗室條件下外來種群入侵遷入新環(huán)境N1=N0 一年后種群的數(shù)量為： 5、適用情形： N2=N1=N02 兩年后種群的數(shù)量為： Nt=N0 t t年后種群的數(shù)量為： 二、種群增長的“J”型曲線第十二頁，共三十八頁。6、決定“J”型曲線的兩個因素： N0（起始數(shù)量）（根據(jù)值可以判斷種群數(shù)量）Nt=N0 t （值取決于每年的自然出生率與死亡率）當1時，種群呈“J”型增長；（增長型）當1時，種群數(shù)量穩(wěn)定；（穩(wěn)定型）當01時，種群數(shù)量下降；（衰退型）當0時，種群無繁殖現(xiàn)象，且下一代滅亡。二、種群增長的“J”型曲線第十三頁，共三十八頁。細菌數(shù)量/個時間/min204080100140

7、160180600100200300400500時間（min）20406080100120140160180細菌數(shù)量（個）248163264128256512Nt N0t 種群數(shù)量持續(xù)增長種群密度：種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)。二、種群增長的“J”型曲線第十四頁，共三十八頁。種群增長速率時間/min0時間（min）20406080100120140160180細菌數(shù)量（個）248163264128256512增長速率v（個/20min）增長速度越來越快現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)增長時間增長速率248163264128256種群增長速率：指種群在單位時間內變化的量。二、種群增長的“J”型曲線第十

8、五頁，共三十八頁。時間（min）20406080100120140160180細菌數(shù)量（個）248163264128256512增長率r（個/20min個）增長率保持不變種群增長率時間/min0現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)原有個體數(shù)增長率出生率死亡率111111111種群增長率：指單位時間內種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比例。二、種群增長的“J”型曲線第十六頁，共三十八頁。資源和空間有限，若種群密度上升種內斗爭加劇，捕食者增加出生率降低，死亡率增加種群增長率下降種群保持穩(wěn)定（條件有限的情況下）種群在一個現(xiàn)實的環(huán)境中時:環(huán)境阻力三、種群增長的“S”型曲線第十七頁，共三十八頁。高斯實驗：生態(tài)學家高斯曾經(jīng)做過

9、這樣一個實驗：在0.5 mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24 h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復實驗，得出下圖所示的結果。從圖中可以看出，大草履蟲的數(shù)量在第二天和第三天增長較快。第五天以后基本維持在375個左右。種群數(shù)量/個245630100200時間/天大腸桿菌種群的增長曲線300 1400K=375種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。三、種群增長的“S”型曲線第十八頁，共三十八頁。K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。種群數(shù)量/個245630100200時間/天大腸桿菌種群的增長曲線300 1400K=375

10、種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。出生率=死亡率種群數(shù)量相對穩(wěn)定種群增長率為零K值特點達到最大值后，保持相對穩(wěn)定三、種群增長的“S”型曲線第十九頁，共三十八頁。0時間/天K/2轉折期，增長速率最快調整期，個體數(shù)量較少，增長緩慢減速期，增長速率緩慢穩(wěn)定期，增長速率為零K值（環(huán)境容納量）種群數(shù)量/個“S”型種群增長速率的變化特點：加速期，個體數(shù)量增加，增長加速（消滅害蟲的最佳時機）三、種群增長的“S”型曲線第二十頁，共三十八頁。種群數(shù)量0時間種群增長速率0時間ak/2bcbackk/2k可持續(xù)發(fā)展種群再生能力最強種群增長速率最大K/2值特點三、種群增長的“S”型曲

11、線第二十一頁，共三十八頁。AB時間種群數(shù)量圖中陰影部分表示環(huán)境阻力，也就是通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量。K值種群增長曲線的比較：食物不足空間有限種內斗爭種間競爭天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等種群密度越大環(huán)境阻力越大環(huán)境阻力0三、種群增長的“S”型曲線第二十二頁，共三十八頁。（1）同一種群的K值是否固定不變？環(huán)境條件改變，K值也隨之發(fā)生改變，即改善環(huán)境條件可使K值增大；如環(huán)境條件受到破壞，則K值將會減小。不同物種在同一環(huán)境中K值不同。（2）對保護大熊貓應采取什么措施才會事半功倍？（野生生物資源如何保護？）建立自然保護區(qū)，改善大熊貓棲息環(huán)境，減少環(huán)境阻力，提高K值?！癝”型曲線在生產實踐中的應用：

12、三、種群增長的“S”型曲線第二十三頁，共三十八頁。（3）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？（有害生物如何防治？）增大環(huán)境阻力，降低環(huán)境容納量（如封儲糧食，清除生活垃圾，養(yǎng)殖它們天敵）；嚴防達到K/2，甚至在K/2以前就應采取相應措施。（4）為保護魚類資源不受破壞，并持續(xù)獲得最大捕魚量，被捕魚群種群數(shù)量保持在什么水平？（如何開發(fā)與利用資源？）種群數(shù)量達到K/2時，種群增長速率最大，再生能力最強；對養(yǎng)殖的生物進行捕撈時，捕撈后的種群數(shù)量要維持在K/2處，以保證持續(xù)獲取高產量。三、種群增長的“S”型曲線第二十四頁，共三十八頁。東亞飛蝗種群數(shù)量的波動2、特點：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中，在

13、不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。1、種群數(shù)量變化的類型：增長，穩(wěn)定，波動、下降等。四、種群數(shù)量的波動和下降第二十五頁，共三十八頁。3、影響種群數(shù)量變化的因素：內部因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例等。外界因素：種間因素和其他非生物因素，如食物、天敵、氣候、傳染病等。人為因素：對野生生物的亂捕濫獵、對種群數(shù)量的人工控制等。4、研究種群數(shù)量變化的意義：野生動物資源的保護和利用。有害動物的防治。瀕危動物種群的拯救和恢復。四、種群數(shù)量的波動和下降第二十六頁，共三十八頁。種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長）種群增長的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長）四

14、、種群數(shù)量的波動和下降第二十七頁，共三十八頁。東亞飛蝗種群數(shù)量的波動穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的五、種群數(shù)量的波動和下降第二十八頁，共三十八頁。1合理利用和保護野生生物資源2為防治有害生物提供科學依據(jù)魚類的捕撈蝗蟲的防治六、研究種群數(shù)量變化的意義第二十九頁，共三十八頁。種群增長的J型曲線種群增長的S型曲線曲線圖模型時間 種群數(shù)量時間 種群數(shù)量Nt=N0 t 條件理想條件：即食物和空間充裕，氣候適宜，沒有敵害等。資源和空間有限，種內競爭加劇，天敵增加增長率不變不斷減小函數(shù)式六、研究種群數(shù)量變化的意義第三十頁，共三十八頁。氣候變遷食性單一討論1：試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?你能提出

15、保護大熊貓措施嗎？自身繁殖率低棲息地的喪失提高繁殖率建立自然保護區(qū)，保護環(huán)境 提高環(huán)境容納量七、研究種群數(shù)量變化的實踐意義第三十一頁，共三十八頁。討論2：家鼠繁殖力極強，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病,危害極大，應該采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？七、研究種群數(shù)量變化的實踐意義第三十二頁，共三十八頁。老鼠機械捕殺藥物捕殺施用避孕藥養(yǎng)殖或釋放天敵將食物儲存在安全處降低繁殖率減少數(shù)量增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量打掃衛(wèi)生硬化地面七、研究種群數(shù)量變化的實踐意義第三十三頁，共三十八頁。討論3：我國自13931990年以來人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下： 繪出上述時間內我國人口數(shù)量變化的曲線示意圖。按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)怎樣

16、的狀況？ 鑒于我國人口的現(xiàn)狀應當采取什么措施？年份1393157817641849192819821990億0.60.62.04.14.710.311.6七、研究種群數(shù)量變化的實踐意義第三十四頁，共三十八頁。1在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是( )B課堂練習第三十五頁，共三十八頁。2下圖是某一動物物種遷入一個適宜環(huán)境后的增長曲線圖，請回答：（l）圖中的增長曲線是 形，表示K值的一點是 ？（2）圖中表示種群增長速度最快的階段是 ？ （3）遷入種群第2年后，增長明顯加快的原因主要是_。（4）第8年后，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定，阻礙種群繼續(xù)增長環(huán)境因素主要有哪些：_食物減少，天敵增加 sdb食物充足又無天敵課堂練習第三十六頁，共三十八頁。3、圖示種群在理想環(huán)境中呈“J”型