1、思 考东北豹大熊猫老鼠蝗虫人为保护种群数量还是不能迅速增长各种防治种群仍然数量繁多一构建种群增长模型的方法目录/CONTENTS二种群的“J”形增长三种群的“S”形增长四种群数量的波动五种群数量变化研究的应用 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。问题探讨探究活动一：建构种群增长模型的方法2.由一个细菌分裂产生的第n代细菌数量Nn的计算公式是什么？3.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？（一）问题情境：理想条件下细菌数量增长的分析 假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一次。讨论并回答下列问题：Nn=2n 2216个1.填写下
2、表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量时间(min)020406080100120140160180分裂次数（代数）0123456789数量(个)2021222324252627282965.在一个培养瓶中，细菌数量会一直按这个曲线描述的趋势增长吗?如何验证你的观点？不会。因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。用实验验证。探究活动一：建构种群增长模型的方法4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，请在图中画出细菌的数量增长曲线：204060801001201401601800100200300400500600细菌数量/个时间/分钟探究活动一：建构种群增长模型的方法细菌每20mi
3、n分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响Nn=2n或绘制曲线图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观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正研究方法研究实例数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。目录/CONTENTS一 构建种群增长模型的方法三种群的“S”形增长四种群数量的波动五种群数量变化研究的应用二种群的“J”形增长探究活动二：种群的“J”形增长1.这两个资料中
4、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.野兔和环颈雉种群的增长曲线是否类似于细菌种群的增长曲线？种群数量迅猛增长，且呈无限增长趋势。食物充足，气候适宜，缺少天敌等。（一）资料分析：分析自然界种群增长的实例（书本第8页），讨论回答下列问题类似，均呈“J”形。某岛屿环颈雉种群数量的增长曲线探究活动二：种群的“J”形增长（二）建立种群“J”形增长的数学模型1.模型假设：（1）所需条件：（2）数量变化：（理想的无限环境）食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件。种群的数量每年以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。2.建立模型：（N0为起始数量，t为时间，Nt表
5、示t年后该种群的数量）（1）数学方程式：（2）增长曲线：0N1=N0N2=N1=N02N3=N2=N03探究活动二：种群的“J”形增长（三）种群的“J”形增长中值变化的相关分析 表示种群数量是前一年种群数量的倍数。请分析当1、1、01101增长不变减少增长型稳定型衰退型【思考】当1时，种群一定呈“J”形增长吗？只有1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。A_B_C_D_ 研究人员连续10年调查生态系统中某动物的种群数量变化，绘制的值变化曲线如图所示。思考并回答下列问题：2.A、B、C、D 四点时的种群数量相比，最多的是 点；最少的是 点。1.A、B、C、D 四点时种群的年龄结构类型分别是：增长
6、型稳定型衰退型BD稳定型问题探究探究活动二：种群的“J”形增长（四）构建种群的“J”形增长的增长率和增长速率数学模型时间增长率1.增长率：单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例100增长率 末数初数NtNt-1Nt-1初数=（-1）100N0t-N0t-1N0t-1100-1探究活动二：种群的“J”形增长（四）构建种群的“J”形增长的增长率和增长速率数学模型时间增长速率2.增长速率：单位时间内增加的个体数量，实质就是“J”形曲线的斜率。N0t-N0t-1t（-1）N0t-1增长速率末数初数单位时间NtNt-1t种群及其动态种群的J形增长的实例分享外来入侵物种的种群数量变化 福寿螺，瓶螺科瓶
7、螺属软体动物,原产于南美洲亚马逊河流域，1981年作为食用螺引入中国，因其适应性强，繁殖迅速，食量大且食物种类繁多能破坏粮食作物、蔬菜和水生农作物的生长，成为危害巨大的外来入侵物种。目录/CONTENTS一 构建种群增长模型的方法四种群数量的波动五种群数量变化研究的应用二种群的“J”形增长三种群的“S”形增长探究活动三：种群的“S”形增长（一）资料分析:生态学家高斯把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，不更换到更大容器中，不添加新的培养液，然后每隔24小时统计一次大草履虫的数量，第5天后基本维持375个左右，结果如下表：时间/d种群数量/个K=375时间0123456数量5201373193
8、69375373请绘制大草履虫的种群增长曲线：373.3373.3369.0369.020.420.4319.0319.0137.2137.2375.0探究活动三：种群的“S”形增长（二）建立种群的“S”形增长的数学模型（自然的有限环境）1.模型假设：资源和空间是有限的，当种群密度增大时，种内竞争加剧，导致种群的出生率降低，死亡率升高，当出生率与死亡率相等时，种群稳定在一定水平。2.建立模型：K（环境容纳量）时间“S”形增长曲线种群数量 K值是种群在一定环境条件下所能维持的种群最大数量。问题探究3.请据图分析：该种群的K 值是多少？1.同一种群的K 值是固定不变的吗？K 值不是固定不变的，会受
9、到环境因素的影响。K2不是，种群数量在K值上下波动，动态平衡。2.K 值是种群数量的最大值吗？研究分析种群数量变化曲线图（如下图），思考回答下列关于种群K值的相关问题：探究活动三：种群的“S”形增长（三）构建种群的“S”形增长的增长率和增长速率数学模型1.增长率：单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例100增长率 末数初数NtNt-1Nt-1初数时间时间0 01 12 23 34 45 56 6数量数量5 52020137137319319369369375375373373增长率增长率增长率受种群密度制约，密度越大，增长率越小。时间增长率探究活动三：种群的“S”形增长（三）构建种群的“S
10、”形增长的增长率和增长速率数学模型时间增长速率K/2K2.增长速率：单位时间内增加的个体数量，实质就是“S”型曲线的斜率。时间“S”形增长曲线种群数量KK/2增长速率末数初数单位时间NtNt-1t 【总结分析】种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系1.某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。2.某种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。3.图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在 中被淘汰的个体数量。“S”形“J”形环境阻力环境阻力生存斗争食物不足空间有限种内竟争天敌捕食气候、传染病等目录/CONTENTS一 构建种群增长模型的方
11、法五种群数量变化研究的应用二种群的“J”形增长四种群数量的波动三种群的“S”形增长探究活动四：种群数量的波动某地区东亚飞蝗种群数量的波动 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。探究活动四：种群数量的波动 当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。对那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。种群数量的下降目录/CONTENTS一 构建种群增长模型的方法二种
12、群的“J”形增长三种群的“S”形增长四种群数量的波动五种群数量变化研究的应用探究活动五：种群数量变化研究的应用（一）野生生物的保护东北豹大熊猫1.东北虎、大熊猫等珍稀野生生物种群数量锐减的重要原因是什么？2.保护这些珍稀野生生物最根本的措施是什么？野生大熊猫等珍稀生物的栖息地遭到破坏，由于食物和活动范围缩小，环境容纳量（K值）降低。建立自然保护区，给它们更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。探究活动五：种群数量变化研究的应用（二）有害生物的防治 结合本节课所学的关于种群数量变化的相关知识和原理，思考如何对有害生物进行有效的防治？老鼠蝗虫 采用合适的化学或物理的方法控制现存有害生物的量。通过减少有害生物的食物来源和生存空间等方法降低其环境容纳量。探究活动五：种群数量变化研究的应用（三）资源的合理利用 从理论上说，“S”形增长的种群在种群数量达到K值时，出生率和死亡率相等，这时即使不捕捞，种群数量也不会增加，怎样确定合适的捕捞量才既能使鱼的产量维持在一个较高的水平，又不危害种群数量增长的持续性？中等强度的捕捞（捕捞量在K/2左右）有利于持续获得较大的产量。
