1.2种群数量的变化第1课时课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

1.2 种群数量的变化 第一课时 导入新课 你会洗手吗? 图片中的手越白意味着越脏,越黑意味着越干净 将在紫外灯照射下能发出白光的荧光凝胶涂料涂在人的手上,这种凝胶微粒与细菌大小接近,可以模拟细菌沾在手上的状态 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过二分裂繁殖一代。 请用两种不同的数学形式来描述一个细菌产生后代的变化趋势? 时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 Nt=2t Y=2x 熟悉的数学公式,是不是更易理解了? 时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 Nt=2t 0 时间/min 细菌数量/个 100 200 300 400 500 20 40 60 80 100 120 140 160 180 数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,能够描述、解释和预测种群数量的变化 数学公式和曲线图各有什么特点? 曲线图:直观,但不够精确 数学公式:精确,但不够直观 时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 Nt=2t 0 时间/min 细菌数量/个 100 200 300 400 500 20 40 60 80 100 120 140 160 180 1.模型中“2”的含义是什么? 2.增长率的变化趋势如何? 3.增长速度(率)的变化趋势如何? 下一代的数量是上一代的2倍 增长率保持不变 始终为1 一直变大 建立数学模型 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次,怎样计算细菌繁殖t代后的数量 在资源和空间无限的环境中,细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 Nt=2t N代表细菌数量,t表示第几代 观察、统计细菌的数量,对自己建立的模型进行检验或修正 观察研究对象,提出问题 做出合理的假设 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 模型的修正 Nt=2t Nt=N02t Nt=N0 t N1=N0 N2=N1 =N0 2 N3=N2 =N0 3 增长率的变化趋势如何? 增长率保持不变,始终为 -1 增长速率的变化趋势如何? 一直变大 增长率= -1 时间(t) 种群数量Nt 1859年,一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔,一个世纪后,这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草,还啃噬树皮,造成植被破坏,导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。 食物充足、空间不限、气候适宜,没有敌害等 20世纪30年代, 人们将环颈雉引入某地一个小岛。1937—1942年,5年间这个种群数量的增长如下图所示。 食物充足、空间不限、气候适宜,没有敌害等 种群数量/只 1937春 1937秋 1938春 1938秋 1939春 1939秋 1940春 1940秋 1941 春 1941秋 1942春 1942秋 8 40 30 100 81 426 282 844 705 1540 1325 1898 年份 种群数量/只 种群“J”形增长的数学模型 1. 模型假设: 2. 数学模型 Nt=N0 t N0为该种群的起始数量, t为时间, Nt表示t年后该种群的数量, 表示该种群数量是前一年种群数量的的倍数 在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下,种群数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的 倍 种群数量变化符合数学公式Nt=N0 t时,种群增长曲线一定是“J”形吗? >1 <1 =1 种 群 数 量 时间 0 >1,种群数量增长 =1,种群数量不变 <1,种群数量下降 只有 >1且为定值时,种群增长才为“J”形增长。 如果遇到资源、空间等方面的限制,种群还会呈“J”形增长吗? 生态学家高斯的实验 在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫,每隔24h统计一次大草履虫的数量,经反复实验,结果如下图所示。 (1)大草履虫的数量在第几天增长较快? 第二天和第三天 (2)第几天以后基本维持在375个左右? 第五天 (3)为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长? 由于随着大草履虫数量的增多,对食物和空间的竞争趋于激烈,导致出生率下降,死亡率升高,当出生率等于死亡率时,种群增长停滞,可能稳定在一