种群数量的变化-ppt汇编

1、 在食物在食物( (养料养料) )和空间条件充裕、气候和空间条件充裕、气候 适宜、没有敌害等适宜、没有敌害等理想条件理想条件下，种群下，种群 的数量变化是怎样的呢？的数量变化是怎样的呢？ 思考思考 问题探讨问题探讨 在营养和生存空间没在营养和生存空间没 有限制的情况下，某有限制的情况下，某 种细菌每种细菌每20min20min就通就通 过分裂繁殖一代过分裂繁殖一代 在营养和生存空间没有限制的情况下，某在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个个 细菌每细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：分钟分裂繁殖一代。讨论： 1、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数 量是多少

2、？量是多少？ 2 2、n n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？ 解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216 N Nn n2 2216 216 一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型 种群的研究核心就是种群的研究核心就是种群的数量变动种群的数量变动 为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律， 数学模型建构数学模型建构是常用的方法之一。是常用的方法之一。 观察研究对象，提出观察研究对象，提出 问题问题 提出合理的假设提出合理的假设 通过进一步的实验或观通过进一步的实验或观 察等，对模型进行检验察等，

3、对模型进行检验 或修正或修正 根据实验数据，用适根据实验数据，用适 当的数学形式对事物当的数学形式对事物 的性质进行表达的性质进行表达 种群数量以什么样的规律在增长种群数量以什么样的规律在增长? ? 如如: : 细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次 在食物和空间条件充裕、气候适宜、在食物和空间条件充裕、气候适宜、 没有敌害等条件下，细菌种群的增长没有敌害等条件下，细菌种群的增长 不会受种群密度增加的影响。不会受种群密度增加的影响。 观察、统计细菌的数量，对自己所建观察、统计细菌的数量，对自己所建 立的模型进行检验或立的模型进行检验或修正修正 列出表格，根据表格画曲线，推导公式。列出

4、表格，根据表格画曲线，推导公式。 N代表细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 时间时间（min)min)2020 4040 6060 8080100100120120140140 160160 180180 分裂次数分裂次数 数量数量（个）（个） 2 24 48 81616 3232 6464128128 256256 512512 1 12 23 34 4 5 5 6 67 78 89 9 3 3、填写下表：计算一个细菌在不同时间、填写下表：计算一个细菌在不同时间 （单位为（单位为minmin）产生后代的数量）产生后代的数量 4

5、.4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，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。画出细菌的数量增长曲线。 20406080100 120 140 160 时间时间/ / 分钟分钟 细菌数量细菌数量/ / 个个 食物充足食物充足 空间充裕空间充裕 环境适宜环境适宜 没有天敌没有天敌 资源无限资源无限 指数生长指数生长 种群迁入一个新环境后，种群迁入一个新环境后， 常常在常常在一定时期内一定时期内出现出现 “J”型增长。型增长。例如，在例如，在 20世纪世纪30年代时，人们年代时，人们 将环颈雉引入到美国的将环颈雉引入到美国的 一个岛屿，在一个岛屿，在1937 1942年期间，

6、这个环颈年期间，这个环颈 雉种群的增长大致符合雉种群的增长大致符合 “J”型曲线（右图）。型曲线（右图）。 实例一实例一 理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型 自然界确有类似的自然界确有类似的 细菌，在细菌，在理想条件理想条件 下下种群数量的增长种群数量的增长 会如图中会如图中J型曲线型曲线增增 长长。其理想条件是其理想条件是 什么？什么？ 气候适宜气候适宜 食物充足食物充足 空间充裕空间充裕 外无天敌外无天敌 J J型增长的数学模型型增长的数学模型 模型中各参数的意义：模型中各参数的意义： N N0 0为某种动物种群的起为某种动物种群的起 始数量，始数量，t t为时间，为时间，

7、NtNt表示表示t t年后该种群的数量，年后该种群的数量， 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。 模型假设：在食物和空间模型假设：在食物和空间 条件充裕、气候适宜、敌害条件充裕、气候适宜、敌害 等条件下，种群的数量每年等条件下，种群的数量每年 以一定的倍数增长，第二年以一定的倍数增长，第二年 的数量是第一年的的数量是第一年的倍。倍。 建立模型：建立模型：t t年后种群数量为：年后种群数量为： Nt = N0 t 二、种群增长的二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线 产生条件：产生条件： 理想状态理想状态食物充足，空间不限，食物充足，空间不限， 环境适宜，没

8、有天敌等；环境适宜，没有天敌等； 增长特点：增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长，种群数量每年以一定的倍数增长， 第二年是第一年的第二年是第一年的倍。倍。 量的计算：量的计算：t t年后种群的数量为年后种群的数量为 N Nt t=N=N0 0 t t （NN0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间，NNt t表示表示t t年后该种群的数年后该种群的数 量，量，-1-1为年均增长率为年均增长率） 适用情形：适用情形： 实验室条件下、当一个种群刚迁入实验室条件下、当一个种群刚迁入 到一个新的适宜环境时的最初一段时间到一个新的适宜环境时的最初一段时间 计算：计算： 某一地区某一地区2

9、0012001年人口普查时有年人口普查时有1010万人，万人，20022002 年比年比20012001年增长年增长1 1。请预测，按照此生长速。请预测，按照此生长速 度，度，20062006年该地区的人口将有多少？年该地区的人口将有多少？ Nt10（1+1）2006-2001 问题探讨问题探讨 3 在一个培养基中，细菌的数量会一直在一个培养基中，细菌的数量会一直 按照这个公式增长吗？按照这个公式增长吗？ 如何验证你的观点？如何验证你的观点？ 细菌的数量不会一直按照这个公式增长，细菌的数量不会一直按照这个公式增长， 因为培养基中的因为培养基中的营养成分和空间有限营养成分和空间有限，当，当 细菌

10、数量达到一定量时，细菌种群出现细菌数量达到一定量时，细菌种群出现生生 存斗争存斗争。 可用可用实验计数法实验计数法验证。验证。 在大自然中在大自然中 食物有限食物有限 空间有限空间有限 种内斗争种内斗争 种间竞争种间竞争 天敌捕食天敌捕食 环境阻力环境阻力 种群密度越大环境阻力越大种群密度越大环境阻力越大 、 问题：问题： “J”型增长能一直持续下去吗？型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力存在环境阻力 自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就 会加剧；捕食者增加。会加剧；捕食者增加。 当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会当种群数量增加到一定阶段时，

11、种群数量就会 稳定在一定的水平。稳定在一定的水平。 高斯（高斯（19341934）把）把5 5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL0.5mL的的 培养液中，每隔培养液中，每隔2424小时统计一次数据，经小时统计一次数据，经 过反复实验，结果如下：过反复实验，结果如下： 高斯对大草履虫种群研究的实验高斯对大草履虫种群研究的实验 请绘制大草履虫的种群增长曲线请绘制大草履虫的种群增长曲线 大草履虫数量增长过程如何？大草履虫数量增长过程如何？ 其种群达到基本稳定的数量值称为什么？其种群达到基本稳定的数量值称为什么？ 大草履虫种群的增长大草履虫种群的增长 三三 种群增长的种群增长的“S S”型曲线型曲

12、线 在资源有限条件在资源有限条件 下的情况下，下的情况下，种种 群经过一定时间群经过一定时间 的增长后，数量的增长后，数量 趋于稳定的增长趋于稳定的增长 曲线，曲线， K/2 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 加速期，个体数量增加，增长加速加速期，个体数量增加，增长加速 调整期，个体数量较少增长缓慢调整期，个体数量较少增长缓慢 减速期，增长缓慢减速期，增长缓慢 环境容纳量环境容纳量: : 在在环境条件不受破坏环境条件不受破坏 的情况下，一定空间的情况下，一定空间 中所能维持的中所能维持的种群最种群最 大数量大数量称为环境容纳称为环境容纳 量，又称量，又称K K值。值。 1. 1.同一种群的同

13、一种群的K K值不是固定不变的，会值不是固定不变的，会受到环境的影响受到环境的影响。 2.NK2.NK2 2，此时，此时种群增长速度种群增长速度最快，可最快，可提供的资提供的资 源源数量也最多数量也最多 ，而又不影响，而又不影响资源的再生资源的再生。 产生条件：产生条件：存在环境阻力：存在环境阻力： 自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）食物等资源和食物等资源和 空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食 者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，者数量不断增加。导致该种群的出生率降低， 死亡率增高死亡率增高 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，当出生

14、率与死亡率相等时，种群的增长就会停止， 有时会稳定在一定的水平有时会稳定在一定的水平 增长特点：增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后，值）后， 将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 24 种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 图乙的图乙的fgfg段相当于图甲的段相当于图甲的acac段段 图乙的图乙的g g点相当于图甲的点相当于图甲的c c点点 图乙的图乙的ghgh段相当于图甲的段相当于图甲的cdcd段段 图乙的图乙的h h点相当于图甲的点相当于图甲的dede段段

15、 K/2 a b c d g hf e 甲甲乙乙 0K/2时逐渐增大时逐渐增大 K/2 K时逐渐减小时逐渐减小 在在 K/2时达到最大时达到最大 在在K时增长速率为时增长速率为0 增长速率变化：增长速率变化： 种群数量变化：种群数量变化： 在在K值时达到最大值时达到最大 t0 t1 t2 种种 群群 数数 量量 “S” 型型 增增 长长 曲曲 线线 （种群数量）（种群数量） K/2 K 种种 群群 数数 量量 增增 长长 速速 率率 时间时间 D: 出生率死亡率，即出生率死亡率，即 种群数量处于种群数量处于K值。值。 B: 出生率与死亡率之差出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于最大，即种群

16、数量处于 K/2值。值。 在生产中的应用在生产中的应用 K/2 种群增长曲线的生产生活中的应用：种群增长曲线的生产生活中的应用： 有害动物的防治，应通过有害动物的防治，应通过降低降低其环境容纳量其环境容纳量 受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖 息环境，息环境，提高提高K K值值。 生产上的捕获期应确定在种群数量略比生产上的捕获期应确定在种群数量略比K/2K/2多多 时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（ K/2K/2 以下以下）。）。 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地 获得最

17、大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数 量保持在什么水平量保持在什么水平? ?为什么？为什么？ 为了保护鱼类资源不受破为了保护鱼类资源不受破 坏，并能坏，并能持续地持续地获得最大获得最大 捕鱼量，根据种群增长的捕鱼量，根据种群增长的 S S型曲线，型曲线，应使被捕鱼群应使被捕鱼群 的种群数量保持在的种群数量保持在K K2 2水水 平。这是因为在这个水平平。这是因为在这个水平 上上种群增长量种群增长量最大最大 。 有害生物防治：务必及时控制有害生物防治：务必及时控制 种群数量，严防达种群数量，严防达K/2值处值处(若达若达K/2 值处，可导致该有害生物成灾，如值处，可

18、导致该有害生物成灾，如 蝗虫的防控蝗虫的防控) K/2的应用的应用 K/2 思考思考 怎样做才是保护大熊猫的根本措施？怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ 建立自然保护建立自然保护 区，改善大熊区，改善大熊 猫的栖息环境，猫的栖息环境， 提高环境容纳提高环境容纳 量量。 K值是环境最大值是环境最大 容纳量。容纳量。环境阻环境阻 力代表自然选择力代表自然选择 的作用。的作用。农、林、农、林、 牧业生产就是在牧业生产就是在 这个范围内谋求这个范围内谋求 产量的提高。产量的提高。 总结总结 种群在种群在没有环境阻力没有环境阻力的条件的条件 下呈现下呈现“J J”型增长，实际上型增长，实际上 是是“S S

19、”型增长的最初阶段型增长的最初阶段， “J J”型增长是一定时间内的型增长是一定时间内的 增长方式，增长方式，最终是以最终是以”S S”型型 增长结束增长结束，这是，这是生态因素生态因素 和物种本身相互影响的结果和物种本身相互影响的结果 时间时间 种种 群群 数数 量量 J J型型 曲线曲线 S S型型 曲线曲线 K K值值 比较种群增长两种曲线的联系与区别比较种群增长两种曲线的联系与区别 32 用达尔文的观点分析用达尔文的观点分析“J J”、“S S”曲线曲线 时间时间 种种 群群 数数 量量 J J型型 曲线曲线 S S型型 曲线曲线 K K值值 1 1、“J J”型曲线用达尔文的观点分析

20、表明生物具型曲线用达尔文的观点分析表明生物具 有有过度繁殖过度繁殖的特性。的特性。 2 2、图中阴影部分表示：、图中阴影部分表示：环境阻力，环境阻力，种群密度种群密度 越大越大 环境阻力越大环境阻力越大 3 3、用达尔文的观点分析指：通过、用达尔文的观点分析指：通过生存斗争生存斗争被被 淘汰淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。的个体数量，也即代表自然选择的作用。 “J J”型曲线表明生型曲线表明生 物具有什么特性？物具有什么特性？ 图中图中阴影部分阴影部分表示表示 什么？什么？ 大多数种群的数量总是在波动之中的，大多数种群的数量总是在波动之中的， 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波

21、动 （1 1）影响种群数量变化的因素：）影响种群数量变化的因素： A.A.内部内部/ /直接因素：直接因素：出生（死亡）率、迁入（出）率、年龄出生（死亡）率、迁入（出）率、年龄 组成、性别比例。组成、性别比例。B.B.自然自然/ /间接因素：间接因素：空间、气候、食物、空间、气候、食物、 天敌、传染病、自然灾害等。天敌、传染病、自然灾害等。C.C.人为人为/ /重要因素：重要因素：对野生生对野生生 物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。 （2 2）种群数量变化的类型：）种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。增长，稳定，波动、下降等。 （3 3）影响

22、结果：）影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中，在不大多数种群的数量总是在波动之中，在不 利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。 1 1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。 既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发 展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。 2 2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、 采伐等提

23、供理论指导。采伐等提供理论指导。 3 3、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防 治提供科学依据。治提供科学依据。 降低环境的负荷量（降低环境的负荷量（K K值值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、 清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K K值。值。 4 4、为引进外来物种提供理性的思考。、为引进外来物种提供理性的思考。 必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是 否会构成生物入侵。否会构成生物

24、入侵。 五、研究种群数量变化的意义五、研究种群数量变化的意义 苍鹭的保护苍鹭的保护 野猪的保护野猪的保护 救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼 全力防蝗减灾全力防蝗减灾 云云 豹豹 的的 保保 护护 1 1实验原理实验原理 (1)(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增用液体培养基培养酵母菌，种群的增 长受培养液的成分、空间、长受培养液的成分、空间、pHpH、温度等因、温度等因 素的影响。素的影响。 (2)(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群在理想的无限环境中，酵母菌种群 的增长呈的增长呈“J J”型曲线；在有限的环境下，型曲线；在有限的环境下， 酵母菌种群的增长呈酵母菌种群的增长呈“S S”型曲线。型曲线。 探究探究“培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化” 1 1显微镜计数时，对于压在小方格界显微镜计数时，对于压在小方格界 线上的酵母菌，应遵循线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数上线不数下线， 数左线不数右线数左线不数右线”的原则计数。的原则计数。 2 2从试管中吸出培养液进行计数前，从试管中吸出培养液进行计数前， 需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液需将试管轻