1、大熊猫是我国一级保护动物，主要分布在我国四川、陕西和甘肃，被称为“活化石”。但是与它同一时期的其他动物却早已灭绝并成为化石。为什么不同种群的数量增长会出现不同的结果？第4章第2节 种群数量的变化 在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：（1）n代细菌数量的计算公式？（2）72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？N nn216问题探讨：时间（min)20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 细菌数量（1）根据问题探讨中所得的公式进行计算并完成下表：12 3 4 5 6 7 8 921 222324 2526272829独立
2、完成：（2）根据表格中得到的数据，以时间为横轴，以数量为纵轴，将问题探讨中得到的数学公式（N=2n)变为曲线图：110020030040050060020406080100120140160180200时间数量用数学公式或曲线图，都能够体现一个种群数量的变化，是数学模型的两种表现形式。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。（描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。）研究实例研究方法细胞每20min分裂一次 资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 N n=2n，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。1.建立数学
3、模型的一般步骤一、建构种群增长模型的方法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.通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正。2.请分析“数学公式”和“曲线图”两种形式的优缺点。直观，但不够精确。精确，但不够直观。VS数学公式：Nn=2n曲线图1.种群在什么条件下才能出现如以上公式和曲线所描述的增长情况？2.在自然界中，种群的数量变化是不是都是这样的呢？3.在自然界中种群的增长会受到什么因素制约？种群的数量变化又应该是怎样的呢？思 考：1859年，24只野兔6亿只以上的野兔一个世纪后 实例1：澳大利亚野兔 实例2：水葫芦 1
4、901年，水葫芦被引入中国，上个世纪五六十年代被作为猪饲料推广，之后，水葫芦在中国一发不可收拾。在南方水葫芦已经泛滥成灾，比如现在的珠江水系已经遍布水葫芦（据统计，珠江水系水葫芦每十年数目增长十倍！）实例3：美国某岛屿的环颈雉增长情况 某岛屿环颈雉种群数量的增长曲线图 自然界确有类似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“”型二、种群增长的“J”型曲线（1）种群呈“J”型增长的原因有哪些？（2）实例3中环颈雉的种群数量变化建立了数学模型的哪一种形式？（3）如何根据实例3中的形式建立其另一种数学模型？食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌
5、害等理想条件。建立了数学模型中的曲线图形式，是“J”型曲线。分析并作答：设定参数：N0 种群初始数量；N t t 年后种群的数量；种群每年增长的倍数；设定条件：食物、空间充裕；气候适宜；没有敌害“J”型增长的数学模型：请建立相关数学模型？N t N0t我国今年已经完成第六次人口普查工作，请同学们课后去收集有关人口数据的资料，并且分析判断世界人口及中国人口增长是否也呈“J”型增长？人口普查的目的是为了掌握我国人口增长的变化情况。想想看，掌握人口的变化情况有什么作用呢？课后拓展：三、种群增长的“S”型曲线在自然界中，理想化的情况并不存在。总有一些因素会影响到种群数量的变化，那么种群增长的“J”型曲
6、线能否一直持续下去？应该怎样修正呢？实例4：大草履虫的实验 高斯在0.5ml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，经过反复试验发现，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在一定值左右。（如下图）种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。时间种群数量K种群增长的S型曲线K值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。讨论：为什么大草履虫在第2天、第3天增长较快，而第5天后数量基本稳定？第2、3天的增长是否为J型曲线？请分析不同时期种群数量的增长情况：时间种群数量K种群增长的S型曲线K/21.种群
7、数量达到K值时：2.种群数量达到K/2时：出生率=死亡率，种群停止增长。出生率死亡率，种群增长速度最快。1.同一种群的K值是固定不变的吗？2.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？3.对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？4.种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？5.怎样做才是保护大熊猫的根本措施？根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。因为在这个水平上种群增长率最大。不是固定不变的，会受到环境等因素的影响。对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从
8、环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。不是的，由于气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在不断变化。建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。思考与讨论：实例5：东亚飞蝗种群数量的波动图四、种群数量的波动和下降实例6：当北极狐数量增加时，旅鼠会因被过度捕食而数量大减；反过来，北极狐又会因饥饿和疾病导致种群数量下降，当北极狐的种群数量下降到一定程度时，旅鼠数量会因天敌数量的减少而随即增加。请
9、尝试构建可以描述旅鼠种群数量变化的数学模型？实例7：第二次世界大战时，捕鲸业停止，鲸的数量恢复到较高的水平。战后捕鲸船的吨位不断上升，鲸的捕获量越来越大，导致许多鲸的种群数量急剧下降，有的鲸濒临灭绝。请构建鲸数量变化的数学模型曲线图形式，来表示从二战至今鲸种群的数量变化情况。根据以上所学，请总结归纳种群数量变化的类型有哪些？种群数量变化的类型有：增长，稳定，波动、下降等。影响种群数量变化的因素有哪些？研究种群数量变化的意义是什么？1.为防治有害生物提供有效可靠的科学依据；2.更加合理地保护和利用野生生物资源；3.拯救和恢复濒危动物种群。影响因素自然因素：人文因素：气候、食物、天敌、传染病人类活动的影响讨论：1.种群数量的J型增长是有条件的，条件是（）A在该环境中只有一个种群 B该种群对环境的适应比其他种群优越得多 C环境资源是无限的 D环境资源是有限的 C 2.自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线，下列有关种群“S”型增长的说法正确的是（）A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系。B.种群增长率在各阶段是不相同的。C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关。D.种群增长不受种群密度制约。B 随堂测试：3.“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入某湖泊生态系统，请绘制能准确表达其种群数量变化特点的曲线图。S型曲线随堂测试：