高二生物《种群数量的变化》

必修3第4章种群和群落第2节种群数量的变化在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。问题探讨：2.72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？2n解：n＝72h×60min÷20min＝216

Nn＝2n＝

2216Nn＝1、如图1个细菌开始繁殖，n代细菌数量的计算公式是什么?数学模型建构的一般过程问题转化合理假设数学形式检验修正细胞每20min分裂一次资源空间无限，种群的增长不受种群密度增加的影响Nn＝２n观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正发现问题中的数学本质数学模型用来描述一个系统或它的性质的数学形式主要有公式、数字表格、坐标图等数学方法的介入，是我们对大自然有了更多的认识，如牛顿定律、元素周期表等。数学模型在生物学中的应用是指：通过在基本原型的基础上建立相关的模型，并运用相应的模型分析解释生物学现象、揭示生物本质规律特征，研究某种动态生命系统中各种因子之间相互关系等。（遗传规律、光合作用）模型转化时间分钟20406080100120细菌数量

24816326420406080100120140160180时间/分钟细菌数量/个曲线绘制基本方法1、(定)轴“依变量而定轴”2、(判)势“理关系而判势”3、(描)点“抓关键而描点”数学模型

的表现形式公式法曲线图法Nn＝2n精确直观上述得到的公式和曲线，只是理想条件下细菌数量增长的，在自然界中种群的数量变化是怎样的？优点例子【自主学习】快速阅读教材P66-P68

【学习目标】尝试建立数学模型解释种群的数量变动模型假设：建立模型：参数意义：

特点：一、“J”型增长的数学模型:（理想条件）--食物、空间充裕--气候适宜--没有敌害等条件

Nt

＝

N0λtN0－种群初始数量；λ－种群每年增长倍数；

Nt－t年后种群的数量。种群增长不受密度影响，以恒定的

倍数持续增长。实例1：澳大利亚兔子和澳大利狐狸。凤眼莲（水葫芦）实例2：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.按达尔文的估计，一对象如果保证食物和其他的条件，在没有其他生物或天敌危害的情况下，740-750年后就可繁殖成具有1.9x107个个体的巨大种群。在自然界它们增长的曲线是“J”型？大草履虫种群的增长曲线环境容纳量：K值。二、“S”型增长的数学模型:同种生物不同种群的K值相同吗？同一种群的K值是固定不变的吗？疑问条件：自然界的资源、空间总是有限的；

种群密度增大，种内斗争加剧；

以该种群为食的动物的数量也会增加。阴影部分代表因环境阻力而被淘汰的个体；阴影的大小也反映环境阻力的大小。【合作探究】“J”型曲线“S”型曲线形成条件适用情况曲线图K值理想条件下(资源无限)自然条件下(资源有限)实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长一般自然种群的增长无有【比较】问题1：为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？

K/2值。K/2种群增长速率最大，此时既可获得较大收益（提供的资源较多），又有利于种群的可持续发展(再生)。问题2：请将“J”和“S”型曲线转化成下列曲线种群增长率时间种群增长率时间“J”型曲线 “S”型曲线 增长率＝＝（无单位）（末数－初数）初数×100％（Nt－Nt-1）Nt-1×100％种群增长速率时间种群增长速率时间问题3：请将“S”和“J”型曲线转化成下列曲线

增长速率＝＝（有单位）（末数－初数）（Nt－Nt-1）t个/年单位时间问题4：从环境阻力的角度思考，如何保护大熊猫？保护大熊猫的措施提高繁殖率；建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生活空间，保护环境，改善她们的栖息环境，帮助减少其环境阻力从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。问题5：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，从环境阻力的角度思考，应该采取哪些措施控制家鼠数量？老鼠打扫卫生机械捕杀施用激素药物捕杀施用避孕药硬化地面将食物储存在安全处养殖或释放天敌减少数量降低繁殖率增大环境阻力降低环境容纳量问题6：在现实的生态系统中，种群数量达到K值后能维持稳定吗？东亚飞蝗种群数量的波动直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、传染病、天敌等重要因素：人类的活动原因在FaroeIslands上，捕鲸现场成了血的海洋种群数量的下降