内容正文:
问题探讨
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。
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。
1.第n代细菌数量的计算公式是什么?
设细菌的初始数量为N0;
第一次分裂产生的细菌为第一代,数量为N0×2;
第n代的数量为N0×2n;
2.72h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?
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3.在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?
不会,因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的
如果资源和生存空间没有限制,那么1个细菌繁殖n代之后的数量是多少?
你能否建立细菌种群数量变化的数学模型?
由此,可得Nn=___
2n
时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 216 512
指数形式
21
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能否绘制成曲线图呢?
研究实例—以“问题探讨”素材为例
细菌每20min分裂一次,怎样计算细菌繁殖n代后的数量?
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
一、建构种群增长模型的方法
用来描述一个____或它的____的_________;
1.数学模型概念
2.建构数学模型的方法(步骤)
系统
①观察研究对象,提出问题
性质
数学形式
②提出合理的假设
③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
④通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正
3.数学模型的种类
①数学公式,如Nn=2n
②曲线图
思考:数学公式和曲线图各有什么优缺点?
优点 缺点
数学公式
曲线图
Nn=2n
精确
不直观
能直观地反映变化趋势
不精确
以上数学模型的建构假设是理想条件(资源和生存空间没有限制),在自然界中,有没有这种类型的增长呢?
1.种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势;