1、 （第二課時）（第二課時） 時間（時間（min）細胞數(shù)細胞數(shù)020406080100202122232425分裂分裂細菌繁殖產生的后代數(shù)量 一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法 在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每個細菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：分鐘分裂繁殖一代。討論：n代細菌數(shù)量的計算公式？代細菌數(shù)量的計算公式？72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是多少？量是多少？在一個培養(yǎng)基中，細菌的數(shù)量會一直按照這在一個培養(yǎng)基中，細菌的數(shù)量會一直按照這個公式增長嗎？如何驗證你的觀點？個公式增長嗎？如何

2、驗證你的觀點？解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216 細菌數(shù)量不會永遠按這個公式增長?？梢杂脤嶒炗嫈?shù)法來驗證。 將數(shù)學公式（將數(shù)學公式（Nn2n）變?yōu)榍€圖）變?yōu)榍€圖時間時間分鐘分鐘20 40 60 80 100 120 140 160 180細菌細菌數(shù)量數(shù)量 曲線圖與數(shù)學方程曲線圖與數(shù)學方程式比較，優(yōu)缺點？式比較，優(yōu)缺點？直觀，直觀，但不夠精確。但不夠精確。2 4 8 16 32 64 128 256 512 觀察研究對象，觀察研究對象，提出問題提出問題提出合理的假設提出合理的假設通過進一步的實驗通過進

3、一步的實驗或觀察等，對模型或觀察等，對模型進行檢驗或修正進行檢驗或修正根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質進行表達的性質進行表達細胞每細胞每20min20min分裂一次分裂一次資源空間無限多，細資源空間無限多，細菌種群的增長不受種菌種群的增長不受種群密度增加的影響群密度增加的影響觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型對自己所建立的模型進行檢驗或修正進行檢驗或修正數(shù)學模型數(shù)學模型用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式建立數(shù)學模型一般包括以學形式建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：下步驟： 細菌的數(shù)量個細菌的數(shù)量個

4、理想條件下細菌數(shù)量增理想條件下細菌數(shù)量增長的推測，自然界中有長的推測，自然界中有此類型嗎？此類型嗎？某海島上環(huán)頸雉某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化 自然界確有類自然界確有類似的細菌在理想條似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時的形式，如果以時間為橫坐標，種群間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線曲線來表示，曲線大致呈大致呈“”型型二、種群增長的二、種群增長的“J”型曲線型曲線 “ J ”型增長的數(shù)學模型型增長的數(shù)學模型 1 1、產生條件：、產生條件： 理想狀態(tài)理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；

5、適宜，沒有敵害等； （ N N0 0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t t為時間，為時間，N Nt t表示表示t t年后該種群的數(shù)量，年后該種群的數(shù)量，為年均增長率。）為年均增長率。） 2 2、種群、種群 “ “ J ”J ”型增長的數(shù)學模型公式：型增長的數(shù)學模型公式：Nt=N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的年是第一年的倍。倍。 例：我國自例：我國自13931990年以來人口年以來人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下：以上人口增長曲線符合哪種類型？以上人口增長曲線符合哪種類型？ 按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)什么按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)什么狀況，鑒

6、于我國人口的現(xiàn)狀應當采取什狀況，鑒于我國人口的現(xiàn)狀應當采取什么措施？么措施？年份年份1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990億0.60.62.04.14.710.3 11.6 存在環(huán)境阻力存在環(huán)境阻力自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）食物等資源食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導致該種群的出生率降食者數(shù)量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高低，死亡率增高 當出生率與出生率相等時，種群的增長當出生率與出生率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水

7、平 例例 生態(tài)學家高斯的實驗生態(tài)學家高斯的實驗種群經(jīng)過一定種群經(jīng)過一定時間的增長后，時間的增長后，曲線，稱為曲線，稱為“S”型曲線型曲線大草履蟲種群的增長曲線P67 種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K K值）后，值）后，將停止增長并在將停止增長并在K K值左右保持相對穩(wěn)定。值左右保持相對穩(wěn)定。 A三、種群增長的三、種群增長的“S”型曲線型曲線 A 1 1、同一種群的、同一種群的K K值是固定不變的嗎？值是固定不變的嗎？2 2、對大熊貓應采取什么保護措施？、對大熊貓應采取什么保護措施？3 3、對家鼠等有害動物的控制，應采取什、對家鼠等有害動物的控制，應采取什 么措

8、施？從環(huán)境容納量的角度看，能么措施？從環(huán)境容納量的角度看，能 得到什么啟發(fā)？得到什么啟發(fā)？4 4、種群數(shù)量達到、種群數(shù)量達到K K值時，都能在值時，都能在K K值維持值維持 穩(wěn)定嗎？穩(wěn)定嗎？ 對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境思考，可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴

9、的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。天敵，等等。 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。四、種群數(shù)量的波動和下降四、種群數(shù)量的波動和下降東亞飛蝗種群數(shù)量的波動東亞飛蝗種群數(shù)量的波動 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數(shù)量的變化。群特征的因素，都會引起種群數(shù)量的變化。環(huán)境因素環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入

10、種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化氣候、食物、被捕食、傳染病等氣候、食物、被捕食、傳染病等增或減增或減增長、波動、穩(wěn)定、下降等增長、波動、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素影響種群數(shù)量變化的因素 （1 1）有利于野生生物資源的合理利用及保護。）有利于野生生物資源的合理利用及保護。 （2 2）為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群）為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。數(shù)量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。 （3 3）通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的）通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預測及防治提供科學依據(jù)。預測及防治提供科學依據(jù)。（4 4）有利

11、于對瀕危動物種群的拯救和恢復。）有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復。 云豹的保護云豹的保護蒼鷺的保護蒼鷺的保護野豬的保護野豬的保護救護被困的鯨魚救護被困的鯨魚全力防蝗減災全力防蝗減災 如果種群處在一個理想的環(huán)境中，沒有資源和如果種群處在一個理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內個體的增長曲線是空間的限制，種群內個體的增長曲線是 ，用達爾文進化的觀點分析，這是由于生物具有用達爾文進化的觀點分析，這是由于生物具有 的特征。如果將該種群置于的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長曲線是有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長曲線是 ，用達爾文進化觀點分析，圖中陰影部分表用達爾文進化觀點分析，圖中陰影部分表示示 。影響種群密度的因素影響種群密度的因素有有 。A過度繁殖過度繁殖B通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量出生率、死亡率、遷入、出生率、死亡率、遷入、遷出、性別比、年齡組遷出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、成、氣候、食物