内容正文:
第一章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
本节聚焦
①什么是数学模型?
②如何建立数学模型?
③列举种群数量“J”型增长曲线的增长特点及形成条件;
④列举种群数量“S”型增长曲线的增长特点及形成条件;
⑤指出引起种群数量的波动和下降的原因。
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。
讨论:
1.第n代细菌数量的计算公式是什么?
2.72h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?
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?
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N0×2;
第n代的数量为N0×2n;
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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?
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。
阅读P7的科学方法
Nn=N0×2n
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
研究实例
模型准备
模型假设
模型建立
模型校正
一、 构建种群增长模型的方法
1.数学模型
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
常用的模型形式有曲线模型和公式模型。
2.建立数学模型的步骤
①观察研究对象,提出问题;
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;
④通过进一步实验或观察等,对模型进行检