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

资料:我们手上难免沾染细菌。细菌二分裂的繁殖速率很快,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就通过二分裂繁殖一代。 讨论1:第n代细菌数量的计算公式是什么?72h后数量是多少? 讨论2: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?为什么? 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 Nn= 1*2n 2216 2 4 8 16 32 64 128 256 512 不会,因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。该公式成立是在理想条件下的。 【科学方法】 建立数学模型:描述一个系统或它的性质的数学形式,可为公式、坐标图等。 观察研究对象,提出问题 提出合理的假设 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 在自然界中,种群的数量变化情况是怎样的呢? 问题 探讨 精确,但不够直观 直观,但不够精确 培养大肠杆菌的培养基 江西生物组 东东老师 学习目标: 1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动,尝试建构种群数量增长的数学模型。 2.能够利用数学模型来表征、解释和预测种群数量的变化,认同模型在生物学研究中的应用。 3.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。 4.运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题,关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。 第1章 种群及其动态 第2节 种群数量的变化 01 建构种群增长模型的方法 分析自然界种群增长的实例 思考 讨论 讨论1.这两个资料中的种群增长有什么共同点? 讨论3.这种种群增长的趋势能不能一直持续下去?为什么? 种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势,大致呈“J”形。 讨论2.种群出现这种增长的原因是什么? 种群呈“J”形增长的原因是食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。 不能。因为资源和空间是有限的。 【资料1】 1859年,澳大利亚野兔 24只野兔 6亿只野兔 一个 世纪 1937-1942年某地一个岛屿。 【资料2】 环颈雉 理想条件 资料1:1859年,一位英国人在他澳大利亚的农场中放生了24只野兔。让他没想到的是,一个世纪之后,这24只野兔的后代超过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的到控制。 资料2:20世纪30年代,人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年间增长如图所示。 4 “J”形增长: 自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线大致呈“J”形。 模型假设: 02 种群的“J”形增长 0 时间/min 细菌数量/个 100 200 300 400 500 20 40 60 80 100 120 140 160 180 什么是理想条件? N0 :为起始数量 t :为时间 Nt :表示t年后该种群数量 :表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 t年后种群数量: Nt=N0 t ①食物和空间条件充裕; ②气候适宜; ③没有天敌(捕食/寄生的天敌)和其他竞争物种等 理想条件 种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的 倍。 实验室及时更换培养液;当某种群刚迁入到一个新的适宜环境…… 建立模型: “J”形增长模型: Nt=N0 t = Nt Nt-1 Nt-1 Nt-1 + 增加的 个体数 = Nt-1 Nt-1 + 新出生个体数 - 新死亡个体数 = = 1 + 出生率 - 死亡率 1 + 增长率 = 单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比例 项目 种群数量变化 年龄结构 >1 =1 <1 增加 增长型 相对稳定 稳定型 减少 衰退型 >1 <1 =1 种群数量 时间 0 只有 >1且为定值,种群增长才为“J”形增长 A、B、C、D 四点时的种群数量相比,最多的是 点;最少的是 点 B D y= -1 ( >1,且不变) 时间(t) 种群增长率 0 思考:请根据“J”形增长数学公式,分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率曲线模型。 ①增长率 =(现有个数-原有个数)/原有个数 = 100% 增长率= 末数-初数 Nt-Nt-1 Nt-1 初数 时间(t) 种群数量 N0 Nt ②增长速率:单位时间内增加的个体数量 = 增长速率= 末数-初数 时间 Nt-Nt-1(个) t(年) y= -1 ( >1,且不变) 时间(t) 种群增长率 0 增长速率是“J”形种群数量曲线的斜率 时间(t) 种群增长速率 二 种群的“J”形增长 02 种群的“J”形增长