人教版高中生物必修三《4.2 种群数量的变化》课件
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1、第2节 种群数量的变化,1901年,水葫芦被引入中国,现在被称为世界百大外来入侵种之一。许多河道和湖泊被水葫芦覆盖水面,导致大量水生生物死亡,它为什么能生长的如此迅猛?,水葫芦的危害,1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化和细菌数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。 2.通过资料分析、师生交流,能够阐明种群的“J”型增长和“S”型增长。 3.通过查阅资料、小组讨论,关注人类活动对种群数量变化的影响。,数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。,描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型。,在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌
2、每20min就通过分裂繁殖一代。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1、填写下表:计算一个细菌在不同时间(单位为min)产生后代的数量。,2n代细菌数量Nn的计算公式是:Nn 372小时后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?,12n,解:n 60min x72h20min216,Nn12n 2216,细菌数量,4、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。,曲线图与数学方程式比较,有哪些优缺点?,曲线图:直观但不够精确。 数学公式:精确但不够直观。,建立数学模型一般包括以下步骤:,1、观察研究对象提出问题,细菌每20分钟
3、分裂一次,问题:细菌数量怎样变化的?,2、提出合理的假设,在资源和空间无限多的环境中,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,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,列出表格,根据表格画曲线,推导公式,4、通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正,观察、统计细菌的数量,对自己所建立的模型进行检验或修正,例1:1859年,一位英国人来到澳大利亚定居,他带来了24只野兔。一个世纪之后,这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草,啃啮树皮,造成植被破坏,导致水土流失。后来,人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。,例2:凤眼莲原产于南美,现已在亚、非、欧、
4、北美洲等数十个国家造成危害。1901年作为花卉引入中国,30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省,并作为观赏和净化水质的植物推广种植,后逃逸为野生。,例3:在20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在19371942年期间,这个种群数量的增长如下图所示。,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线大致呈什么型?,产生条件:,理想状态食物充足,空间不限,气候适宜,没有天敌等;,增长特点:,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 “ J ”型增长的数学模型公式:,Nt=N0 t,(N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,为年均增长率),例子:
5、实验室条件下、外来物种入侵、迁移入新环境。,在一个培养基中,细菌的数量会一直按照这个公式增长吗?为什么?如何验证这个观点?,不会。原因是资源和空间是有限的。,生态学家高斯曾经做过这样一个实验:在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验,得出了如图所示的结果。,问题探讨,思考: 1、曲线形状象什么?其种群达到基本稳定的数量值称为什么?,“S”型曲线,2、大草履虫数量增长过程如何?,K值,种群增长率不断降低,种群数量K/2 K值时,,种群数量达到K值时,,种群增长率为零,但种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈。,种群数量在 K/2值时,,种群增长率最大,
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