1、种群数量的变化1859年，年，24只只野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100100年后年后澳大利亚野兔澳大利亚野兔中国水利网宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满水葫芦水葫芦的湖面上，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”。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？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？如何利用种群数量的变化规律为生产如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用？实际所用？数学模型：是用来描述一个
2、系统或它的性质的数学形式。问题探讨问题探讨在营养和生存空间没在营养和生存空间没有限制的情况下，某有限制的情况下，某种细菌每种细菌每20min20min就通就通过分裂繁殖一代过分裂繁殖一代一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型 1、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？量是多少？2 2、n n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn n2 2216216一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型时间时间（min)min)20204040606080801
3、00100120120140140160160180180分裂次数分裂次数数量数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 5125121 12 23 34 45 56 67 78 89 9 3 3、填写下表：计算一个细菌在不同时间、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为（单位为minmin）产生后代的数量产生后代的数量一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型4.4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，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。画出细菌的数量增长曲线。20406080100 120 140 160时间时间/分钟分钟细菌数量
4、细菌数量/个个曲线图：曲线图：直观，但不够精确直观，但不够精确数学公式：数学公式：精确，但不够直观精确，但不够直观曲线图与数学方程式比曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？较，有哪些优缺点？数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形用来描述一个系统或它的性质的数学形式式 建立数学模型一般包括以下步骤：建立数学模型一般包括以下步骤：研究实例研究实例研究方法研究方法细菌每细菌每20min20min分裂一次分裂一次观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题在资源和空间无限多的环在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响
5、提出合理的假设提出合理的假设NNn n=2=2n n，NN代表细菌数量，代表细菌数量，n n表示第几代表示第几代根据实验数据，用适当的根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进数学形式对事物的性质进行表达行表达观察、统计细菌数量，对观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检自己所建立的模型进行检验或修正验或修正通过进一步实验或观察通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或等，对模型进行检验或修正修正食物充足食物充足空间充裕空间充裕环境适宜环境适宜没有天敌没有天敌资源无限资源无限指数生长指数生长二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线细菌的数量个 理想条件下细菌数理想条件下细菌数量增
6、长的推测：自然量增长的推测：自然界中有此类型吗？界中有此类型吗？二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线凤眼莲凤眼莲世界人口的指数增长曲线世界人口的指数增长曲线实例三理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型“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：理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；没有敌害等；种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第一年的倍倍。在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，若敌害等条件下，若
7、N0为起始数量，为起始数量，t为时间，为时间，Nt表示表示t年后该种群的数量，年后该种群的数量，表示该种群数量是表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。一年前种群数量的倍数。问：问：N1=？N2=?Nt=?“J”型增长的数学模型型增长的数学模型“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 2 2、种群、种群 “J J”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t（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，为年均增长率）为年均增长率）高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5 5个大草履虫置于个
8、大草履虫置于0.5mL0.5mL的培养液中，每隔的培养液中，每隔2424小时统计一次小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：数据，经过反复实验，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 例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：种群经过一定时间的种群经过一定时间的增长后，增长后，曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线讨论讨论2 2：大草履虫的大草履虫的增长呈增长呈“S S”型曲线的型曲线的原因有哪些？原因有哪些？大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线存在环境阻力存在环境阻力自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）食物等资源食物等资源和空间总是有限的，种内竞
9、争不断加剧，捕和空间总是有限的，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食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。低，死亡率增高。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就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。会停止，有时会稳定在一定的水平。三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线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，）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。K值：值：在环境条件不受在环境条件不受破坏的情况下，一定破坏的情况下，一定空间中所能维持的空间
10、中所能维持的种种群最大数量群最大数量称为称为环境环境容纳量。容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线 思考：思考：如何把如何把S曲线转曲线转化为增长速率曲线？化为增长速率曲线？时间时间种群增长速率种群增长速率种种群群数数量量“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速速率率时间时间D: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。B: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。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，应使被捕鱼群
11、续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平的种群数量保持在什么水平?为什么？为什么？在在“S”型曲线中的型曲线中的增长率随着种群密增长率随着种群密度的增大不断减小。种群增长速率由小变度的增大不断减小。种群增长速率由小变大，到曲线中点（大，到曲线中点（K/2）最大，以后又逐）最大，以后又逐渐缩小渐缩小。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
12、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
13、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1 1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是的是B2 2、种群的指数增长（、种群的指数增长（J J型）是有条件的，条件之一是型）是有条件的，条件之一是A A在该环境中只有一个种群在该环境中只有一个种群B B该种群对环境的适应比其他种群优越得多该种群对环境的适应比其他种群优越得多C C环境资源是无限的环境资源是无限的D D环境资源是有限的环境资源是有限的C3 3下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生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资源的长曲线
14、图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加限制使种内斗争增加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）DABA是种群增长的是种群增长的理论曲线（理论曲线（“J”型曲线，指数增型曲线，指数增长，长，N Nt t=N=N0 0t t）B是种群实际增是种群实际增长曲线（长曲线（“S”型型曲线曲线）时间时间种群数量种群数量图中阴影部分表示环境阻力，也就是图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争被淘汰的个体数量。通过生存斗争被淘汰的个体数量。K
15、（环境所允许的最大值）（环境所允许的最大值）四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降重要提示在在“J”型曲线中增长率是不变的。型曲线中增长率是不变的。增长率增长率=（第二代个体数（第二代个体数-第一代个体数）第一代个体数）/第一第一 代个体数代个体数增长速率增长速率=增加的个体数增加的个体数/单位时间单位时间增长率时间-1重要提示 “S”型曲线中的型曲线中的增长率随着种群密度的增大不增长率随着种群密度的增大不断减小。种群增长速率由小变大，到曲线中点断减小。种群增长速率由小变大，到曲线中点（K/2）最大，以后又逐渐缩小）最大，以后又逐渐缩小。所以种群数。所以种群数量处在量处在K/2时种群
16、适合捕获，而对种群数量变时种群适合捕获，而对种群数量变化影响很小。化影响很小。增长率时间 种群的数量达到种群的数量达到K值时，都能长时间维持稳值时，都能长时间维持稳定吗，为什么？定吗，为什么？哪些因素会影响哪些因素会影响K值的大小？值的大小？四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素 1、气候、食物、被捕食、传染病等（影响、气候、食物、被捕食、传染病等（影响出生率和死亡率、迁入和迁入率）出生率和死亡率、迁入和迁入率）2、人类的活动
17、、人类的活动研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义 1、合理利用和保护野生生物资源、合理利用和保护野生生物资源 2、为防治有害生物提供科学依据、为防治有害生物提供科学依据四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)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）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？措施？建立自然
18、保护区，改善大熊猫的栖息环境，提建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。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，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。巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)大多
19、数种群的数量总是在波动之中的，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四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡课后调查：课后调查：长江流域，近百年有多少物种消长江流域，近百年有多少物种消失或濒临灭绝失或濒临灭绝?同时探究在其背后的原因。同时探究在其背后的原因。名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)v有利于野生生物资源的合理利用及保护。有利于野生生物资源的合理利用及保护。v通过研究种群数量变动规律
20、，为害虫的预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。测及防治提供科学依据。v为引进外来物种提供理性的思考。为引进外来物种提供理性的思考。v 研究种群数量变化有何意义？研究种群数量变化有何意义？河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)2 2、下图示为某种群在不同生态环境中的增、下图示为某种群在不同生态环境中的增长曲线长曲线,请仔细分析图中曲线后回答下列问题请仔细分析图中曲线后回答下列问题:(1)(1)处在一个理想的环境中，没有
21、资源和处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体增长曲线是空间的限制，种群内个体增长曲线是_。(2)(2)种群置于有限制的自然环境中，种种群置于有限制的自然环境中，种群内的增长曲线是群内的增长曲线是_。(3)(3)影响种群密度的主要因素是种群的影响种群密度的主要因素是种群的_和和_。(4)(4)当我们迁入刚建的新村美居，可恶的当我们迁入刚建的新村美居，可恶的老鼠也一同悄悄老鼠也一同悄悄“潜来潜来”，它们咬坏衣物、，它们咬坏衣物、偷吃粮食、毁坏家具、传播疾病偷吃粮食、毁坏家具、传播疾病对其进对其进行种群密度的调查中，请从行种群密度的调查中，请从a a、b b曲线的理论曲线的理论上存在
22、的条件，推测有效灭鼠的措施上存在的条件，推测有效灭鼠的措施_，降低环境，降低环境_量，使量，使鼠群的鼠群的_曲线变化，转变成曲线变化，转变成_。ab迁入和迁出迁入和迁出出生率和死亡率出生率和死亡率在进行灭鼠时，要在进行灭鼠时，要清除垃圾，严密储清除垃圾，严密储存食物存食物 容纳容纳a（或（或J型型）b（或（或S型）型）河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学
23、必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)称量：称量：河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化河北黄骅中学必修三4.2种群的数量变化名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)名师课堂教学必修三种群的数量变化PPT课件（完整版PPT)
