种群的数量变化及其增长曲线分析

1、考点考点2 种群的数量变化种群的数量变化考纲要求：考纲要求：一、种群的数量变化规律一、种群的数量变化规律二、种群增长的二、种群增长的J型曲线、型曲线、S型曲线型曲线三、影响种群数量变化的因素三、影响种群数量变化的因素四、研究种群数量变化的意义四、研究种群数量变化的意义1 1、用来描述一个系统或它的性质的数学形式、用来描述一个系统或它的性质的数学形式-数学模型数学模型一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法-数学模型数学模型物理模型物理模型数学模型数学模型概念模型概念模型模型模型DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 真核生物三维结构模型等真核生物三维结构模型等孟德尔遗传定律孟德尔

2、遗传定律 种群增长模型等种群增长模型等人体细胞与外界环境的物质交换模型人体细胞与外界环境的物质交换模型血糖调节的模型等血糖调节的模型等细菌的分裂生殖细菌的分裂生殖数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学用来描述一个系统或它的性质的数学形式形式 建立数学模型一般包括以下步骤：建立数学模型一般包括以下步骤：观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出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察等，通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型进行检验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细胞每细胞每20mi

3、n20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细菌种群资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的的增长不受种群密度增加的影响影响观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型对自己所建立的模型进行检验或修正进行检验或修正将数学公式（将数学公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图时间时间分钟分钟20 40 60 80 100 120 140 160 180细菌细菌数量数量 曲线图与数学方程曲线图与数学方程式比较，优缺点？式比较，优缺点？直观，直观，但不够精确。但不够精确。2 4 8 16 32 64 128 256 512种群数量种群数量时间时间种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲

4、线理想状态：理想状态：食物食物_，空间，空间_，气候，气候_，没有没有_等等种群数量种群数量持续增长持续增长充足充足足够大足够大适宜适宜天敌天敌在环境条件在环境条件_的情况下，的情况下，一定空间中所能维一定空间中所能维持的种群持的种群_数数量。量。种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线现实状态现实状态食物等资源和空间总是食物等资源和空间总是_的，的，种内斗争不断种内斗争不断_，捕食者数量不断，捕食者数量不断_。环境容纳量环境容纳量有限有限加剧加剧增加增加不受破坏不受破坏最大最大大草履虫种群的增长大草履虫种群的增长020040060002460t/d种群数量种群数量/ /个个K=375在种群“S

5、”型增长曲线的数学模型中，K值不是固定不变的，下列条件会使种群K值增加的是（ ）A地面进行硬化后的家鼠B干旱环境中的东亚飞蝗C引入北极狐的旅鼠D干旱环境中的大熊猫 解答：应该是选B。K值的增加要看环境条件在干旱环境中有利于飞蝗大量繁殖，而其他的都不利于生物的生长K值会减少。B结束放映结束放映返回目录返回目录获取详细资料请浏览：http:/ 第9页返回目录返回目录结束放映结束放映6:35二、二、“S”型曲线的分析型曲线的分析1.“S”型曲线关键点型曲线关键点(区段区段)的分析的分析增长率：增长率：增长率是指单位时间内种群数量变化率单位时间内种群数量变化率，即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总

6、数的比单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率率。增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数 出生率死亡率 （出生数死亡数）/（单位时间单位数量）。增长速率：增长速率：增长速率是指单位时间种群增长数量单位时间种群增长数量。 增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间 =（出生数死亡数）/单位时间种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率斜率。种群增长率与增长速率区别：种群增长率与增长速率区别：一对型曲线的分析模型假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的的倍数增长，第二

7、年是第一年的倍。倍。对模型假设的分析从模型假设不难得出=现有个体数原有个体数。结合增长率的概念和定义式不难看出，此时增长率等于（-1），不变，增长率（增长率（-1）也就不变）也就不变。再看增长速率，由于一段时间内种群内个体基数不断增大，故这段时间内净增加净增加的个体数（的个体数（）不断增多，除以时间以后即为增长速率，可以看出增）不断增多，除以时间以后即为增长速率，可以看出增长速率是不断增大的。长速率是不断增大的。横轴表示时间，纵轴表示种群数量，在坐标系中画出曲线，那么曲线的斜率就应该是种群增长速率而不是增长率。结论型曲线增长率保持不变增长率保持不变；增长速率一直增大增长速率一直增大。曲线的斜率

8、表示增长速率斜率表示增长速率。“J “型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”“”型曲线增长率和增长速率型曲线增长率和增长速率二对型曲线的分析模型假设自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，以该自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。对模型假设的分析在有限的资源和空间中，随着种群数量的增加，种群增长的阻力也会随之增大种群增长的阻

9、力也会随之增大，由此导致种群的出生率降低、死亡率增加出生率降低、死亡率增加，二者之间的差值即增长率是不断减小差值即增长率是不断减小；当种群的出生率和死亡率相等出生率和死亡率相等时，增长率为零增长率为零，此时种群数量达到最大值停止增加种群数量达到最大值停止增加。坐标系中横轴仍表示时间，纵轴仍表示种群数量，那么曲线的斜率即为种群增长速率。结论型曲线的增长率与种群数量成反比，不断减小增长率与种群数量成反比，不断减小；增长速率先增大后减小增长速率先增大后减小。曲线的曲线的斜率表示增长速率。斜率表示增长速率。“S“型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”注：t1时，种群数量为K/2；t2时为K。“S

10、”型曲线增长率和增长速率型曲线增长率和增长速率下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是 （ ） A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型B.达到k值时种群增长率为零C.种群增长受自身密度的影响D.种群的增长速度逐步降低D右图是小球藻的数量随时间的右图是小球藻的数量随时间的变化曲线，下列四图中能正确变化曲线，下列四图中能正确表示小球藻种群数量表示小球藻种群数量增长率增长率随随时间变化趋势的曲线是时间变化趋势的曲线是C C图示为某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲图示为某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出线，根据该曲线可以得出()At3时

11、该种小型淡水鱼的年龄结构为衰退型时该种小型淡水鱼的年龄结构为衰退型Bt4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失C该种小型淡水鱼在新的环境中呈该种小型淡水鱼在新的环境中呈“J”型增长型增长D该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该种鱼数量的两倍时该种鱼数量的两倍【解析解析】此曲线的纵坐标为此曲线的纵坐标为“种群增长速率种群增长速率”，其种群为，其种群为“S”型增型增长，长，t2时刻对应的种群数量为时刻对应的种群数量为K/2，故，故C错误。错误。t3时刻年龄结构应为时刻年龄结构应为增长型，增长型，A错误。错误。t4时刻种群数量达到时刻种

12、群数量达到K值，并非在新环境中逐渐值，并非在新环境中逐渐消失，消失，B错误。错误。【答案答案】D 如果种群处在一个理想的环境中，如果种群处在一个理想的环境中，没有自然和空间的限制，种群内个没有自然和空间的限制，种群内个体数量的增长曲线是体数量的增长曲线是_,_,用达尔文用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具的进化理论解释，这是由于生物具有有_特性。特性。 如果将该种群置入有限制的自然如果将该种群置入有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲环境中，种群内个体数量的增长曲线是线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示_。影响种群密度的主要因素是种群的影

13、响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和和_。 例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请 仔细分析图中去先后回答下列问题：仔细分析图中去先后回答下列问题：a ab b过度繁殖过度繁殖死亡率死亡率出生率出生率迁出率迁出率迁入率迁入率ab个体数 时间图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争被淘汰的个体数图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争被淘汰的个体数量。量。结束放映结束放映返回目录返回目录获取详细资料请浏览：http:/ 第20页返回目录返回目录结束放映结束放映6:35二、二、“S”型曲线的分析型曲线的分析3.密闭条件下的密闭条件下

14、的“S”型曲线型曲线封闭环境中，无物质和能量的补充，最终导致封闭环境中，无物质和能量的补充，最终导致K值下值下降。降。结束放映结束放映返回目录返回目录获取详细资料请浏览：http:/ 第21页返回目录返回目录结束放映结束放映6:35【例例2】 下面三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果。以下分析错误的是()。A图1、2、3都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律B图1中A点和图3中E点的增长速率与图2中的C点对应C图1中B点和图3中F点的增长速率与图2中的D点对应D图1、2、3中的B、C、F点都可以表示种群达到了环境容纳量点击解析三者表示同三者表示同种数量变化种数量变化规律规律二、二、“S

15、”型曲线的分析型曲线的分析结束放映结束放映返回目录返回目录获取详细资料请浏览：http:/ 第22页返回目录返回目录结束放映结束放映6:35二、二、“S”型曲线的分析型曲线的分析2.“S”型曲线的型曲线的K值及其变动示意图值及其变动示意图同一种生物的同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值值会在平均值附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。环境遭受破坏，环境

16、遭受破坏，K值会下降；生物生存的环境改善，值会下降；生物生存的环境改善，K值会上升。值会上升。东亚飞蝗种群数量的变化曲线东亚飞蝗种群数量的变化曲线 种群数量的波动结束放映结束放映返回目录返回目录获取详细资料请浏览：http:/ 第24页返回目录返回目录结束放映结束放映6:35(2012重庆理综，4)图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是()。A为有效防治蝗灾，应在A点之前及时控制种群密度BAB段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止C点出现D控制种群数量在DE水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性解析答案训练训练2分析图中曲分析图中曲线

17、可发现，线可发现，由起点到由起点到B点为点为“S”型型曲线，曲线，AB段中，该种段中，该种群的增长率群的增长率在逐渐下降，在逐渐下降，而种群密度而种群密度在逐渐增加，在逐渐增加，二者呈负相二者呈负相关。关。答案：答案：B二、二、“S”型曲线的分析型曲线的分析在自然界中，影响种群数量变化的因素主要有哪些？在自然界中，影响种群数量变化的因素主要有哪些？气候、食物、天敌、传染病、气候、食物、天敌、传染病、人类活动等人类活动等.除此之外，影响种群数量变化的内部因素主要有哪些？除此之外，影响种群数量变化的内部因素主要有哪些？出生率、死亡率、迁入率、迁出率、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄组成、性别比

18、例等年龄组成、性别比例等三、影响种群数量变化的因素三、影响种群数量变化的因素（1 1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3 3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。预测及防治提供科学依据。（4 4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌

19、生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加制使种内斗争增加A ACDCD段（增长速度慢）段（增长速度慢）B BDEDE段（速度加快）段（速度加快）C CEFEF段（变化速率加快）段（变化速率加快）D DFGFG段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢）D图图4 41414是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：回答：(1)(1)图中表示种群数量最大的点是图中表示种群数量最大的点是_。(2)(2)图中表示种群增长速度最快的点是图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)(3)该种

20、群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入该种群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。年开始的。(4)(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上? ? _。d24bb下图表示在良好的生长环境下，下图表示在良好的生长环境下，“小球藻分裂繁殖中的小球藻分裂繁殖中的细胞数量细胞数量” “鸡产蛋数量（每天产一枚）鸡产蛋数量（每天产一枚）”和和

21、“竹子自竹子自然生长的高度然生长的高度”这三种现象与时间的关系，他们这三种现象与时间的关系，他们依次依次（ ） A A乙、甲、丁乙、甲、丁 B B甲、丙、乙甲、丙、乙 C C丙、甲、乙丙、甲、乙 D D丁、乙、丙丁、乙、丙C C下图根据实验室中人工饲养腹果蝇的数据统计绘制而成的曲线图。人工饲养是在一定大小的培养瓶中，喂以一定量的酵母菌的条件下进行的。请回答下列问题： (1)在实验室条件下用草履虫、酵母菌所作的实验与上述结果相似，表明种群在一定空间、一定资源条件下的增长类型，一般都是_。(2)曲线的纵坐标_(“能”或“不能”)反映种群密度的大小。在一定环境中种群增长曲线的渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是_。一个种群的环境容纳量_(“能够”或“不能够”）随着环境的变化而改变。(3)试根据容纳量的概