4-2种群数量的变化

1、1、怎样建构种群数量增长的模型？、怎样建构种群数量增长的模型？2、种群的数量是怎样变化的？、种群的数量是怎样变化的？3、什么是环境容纳量？、什么是环境容纳量？4、影响种群数量变化的因素有哪些？、影响种群数量变化的因素有哪些？本节聚焦本节聚焦2时间（时间（min）细胞数细胞数020406080100202122232425分裂分裂细菌繁殖产生的后代数量细菌繁殖产生的后代数量思考：思考：在营养和生存空间没有限制的情况在营养和生存空间没有限制的情况下，某下，某1个细菌每个细菌每20分钟分裂繁殖一代分钟分裂繁殖一代时间时间分钟分钟20406080100120140160180细菌细菌数量数量(2)根据

2、上表，写出根据上表，写出n代细菌数量的计算公式。代细菌数量的计算公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量同时间的数量:一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型 2 4 8 16 32 64 128 256 512（3）将数学公式（）将数学公式（N=2n)变为曲线图变为曲线图曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？直观，直观，但不够精确。但不够精确。一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型实例四理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型观察研究对象，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

3、通过进一步的实验通过进一步的实验或观察等，对模型或观察等，对模型进行检验或修正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20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细资源空间无限多，细菌种群的增长不受种菌种群的增长不受种群密度增加的影响群密度增加的影响观察、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数学模型数学模型用来描述一个系统或它的性质的用来描述一个系统或它的性质的数学形式建立数学模型一般包数学形式建立数学模型一般包括以下步骤：括以下步骤：细菌

4、的数量个 理想条件下理想条件下细菌数量增长细菌数量增长的推测：自然的推测：自然界中有此类型界中有此类型吗？吗？实例实例1：澳大利亚本来并没有兔子。澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，年，24只欧只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到年，兔子的数量达到6

5、 亿只以上，遍布整个大陆。亿只以上，遍布整个大陆。 凤眼莲凤眼莲（水葫芦）（水葫芦）凤眼莲原产于南美，凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引年作为花卉引入中国入中国.由于繁殖迅由于繁殖迅速，又几乎没有竞速，又几乎没有竞争对手和天敌，我争对手和天敌，我国目前有国目前有184万吨万吨.它对其生活的水面它对其生活的水面采取了野蛮的封锁采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，策略，挡住阳光，导致水下植物得不导致水下植物得不到足够光照而死亡到足够光照而死亡 。实例实例3:20世纪世纪30年代年代,人们将人们将环环颈雉颈雉引入美国的一个岛引入美国的一个岛屿屿v自然界确有类似自然界确有类似细菌在细菌在种群数量增长种

6、群数量增长的形式，如果以的形式，如果以时间为横坐标，时间为横坐标，种群数量为纵坐种群数量为纵坐标画出曲线来表标画出曲线来表示，曲线则大致示，曲线则大致呈呈“J”J”型型二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、模型假设：、模型假设： 理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；适宜，没有敌害等；（N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后该种群的数年后该种群的数量，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） 2 2、

7、种群、种群 “J J”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第一年的倍倍。家鼠的繁殖力很家鼠的繁殖力很强，种群数量每强，种群数量每天可增加天可增加1.47%。 理论上，在某一区域，理论上，在某一区域，1010只家只家鼠在鼠在100100天后的数量将会达到天后的数量将会达到多少？多少？10（1+1.47%）100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敌害没有敌害资源无限资源无限指数生长指数生长理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型但是但是在大自然中在大自然中食物有

8、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想一想种群经过一定时间种群经过一定时间的增长后，的增长后，数量趋数量趋于稳定于稳定曲线，曲线，称为称为“S”型曲型曲线线大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线思考：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？ 例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：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值值）后，）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。 K值：值：在环境条件不受在环境条件不受破坏的情况下，一定破坏的情况下，一定空间中所能维持

9、的空间中所能维持的种种群最大数量群最大数量称为称为环境环境容纳量。容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线 种群数量种群增长的“J”型曲线（在（在理想理想状态下的种群增长）状态下的种群增长）种群增长的“S”型曲线（在在有限有限环境下的种群增长）环境下的种群增长）种群数量的变化ABA是种群增长的是种群增长的理论曲线（理论曲线（ “J”型曲线，指数增型曲线，指数增长，长，N Nt t=N=N0 0t t）B是种群实际增是种群实际增长曲线（长曲线（“S”型型曲线曲线）时间种群数量图中阴影部分表示图中阴影部分表示环境阻环境阻力力，也就是通过生存斗争，也就是通过生存斗争被淘汰的个体数量

10、。被淘汰的个体数量。K（环境所允许的最大值）2.家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？有害生物的控制有害生物的控制老鼠老鼠机械捕杀机械捕杀施用激素施用激素药物捕杀药物捕杀施用避孕药施用避孕药养殖或释放养殖或释放天敌天敌将食物储存将食物储存在安全处在安全处降低降低繁殖率繁殖率减少减少数量数量增大环境阻力增大环境阻力降低环境容纳量降低环境容纳量打扫卫生打扫卫生硬化地面硬化地面 讨论：讨论：从环境容纳量（从环境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？（2 2）对

11、家鼠等有害动物的控制，应当采取什么）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，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。巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线大熊猫数量日益减少的原因

12、？自身繁殖率低食性单一气候变迁栖息地的丧失等课堂讨论A. 大熊猫食性单一、繁殖率低、大熊猫食性单一、繁殖率低、生活在海拔较高的山岭里，活动范围生活在海拔较高的山岭里，活动范围需求广。需求广。试分析大熊猫数量日益减少的原试分析大熊猫数量日益减少的原因因?你能提出保护大熊猫措施吗？你能提出保护大熊猫措施吗？保护大熊猫的措施？提高繁殖率,建立自然保护区，给大熊猫更宽广的 生活空间，保护环境，改善她们的栖 息环境，帮助减少其环 境阻力从而提高环境容 纳量，是保护大熊猫的 根本措施。(3)(3)为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续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地获得

13、最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平数量保持在什么水平? ?为什么？为什么？ 根据种群增长的根据种群增长的S S型型曲线，应使被捕鱼曲线，应使被捕鱼群的种群数量群的种群数量保持保持在在K/2K/2水平。水平。这是因这是因为在这个水平上为在这个水平上种种群增长量最大群增长量最大 。n问题：问题：种群数量达到种群数量达到K值时，都能在值时，都能在K值维持稳定吗？值维持稳定吗？环境条件的改变，环境条件的改变，K值也随之发生改变，即改值也随之发生改变，即改善环境条件可使善环境条件可使K值增大，如环境条件受到破值增大，如环境条件受到破坏，则坏，则K值将会减小。值将会减小。例例1.1.右图是某

14、一动物种群迁入右图是某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线一个适宜环境后的增长曲线图，图中曲线的标号与下列图，图中曲线的标号与下列各点对应正确的一项是各点对应正确的一项是( ( ) ) 种群数量最大的点种群数量最大的点 种群增长速率最快的点种群增长速率最快的点 该种群迁入后环境阻力明显增大是从哪一点开始该种群迁入后环境阻力明显增大是从哪一点开始 既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能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，捕获种群数量应该在图中哪一点力不受破坏，捕获种群数量应该在图中哪一点 A.bacd B.dcba C.dbcb D.cadcA.bacd B.dc

15、ba C.dbcb D.cadcC例例2. 2. 下图表示某物种迁入新环境后，种群增长下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第速率随时间的变化关系。在第1010年时经调查该年时经调查该种群数量为种群数量为200200只，估算该种群在此环境中的环只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为境负荷量约为 ( )( ) A.100A.100只只 B.200B.200只只 C.300C.300只只 D.400D.400只只D3.判断增长曲线是判断增长曲线是”J”的依据的依据:1.理想条件下理想条件下;2.实验室条件下实验室条件下;3.食物和空间条件充裕气候适宜食物和空间条件充裕气候适

16、宜和没有敌害等几个条件同时满足和没有敌害等几个条件同时满足;4.外来物种入侵早期阶段外来物种入侵早期阶段;5.无环境阻力状况无环境阻力状况.东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动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 四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 （2 2）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。 （4 4）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、）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。适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （1 1）为害虫的预测及防治提供科学依据。）为害虫的预测及防治提

17、供科学依据。与社会的联系与社会的联系 （3 3）拯救和恢复濒危动物种群）拯救和恢复濒危动物种群 云豹的保护云豹的保护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探究：培养液中酵母菌种群数量的变化探究：培养液中酵母菌种群数量的变化作出假设作出假设酵母菌种群的数量随时间呈酵母菌种群的数量随时间呈S S型增长变化型增长变化探究：培养液中酵母菌种群数量的变化探究：培养液中酵母菌种群数量的变化制定计划制定计划1. 取相同试管若干支，分别加入取相同试管若干支，分别加入5mL肉汤培养液肉汤培养液塞上棉塞。塞上棉塞。2. 灭菌灭菌后，后，冷却至室温冷却至室温，分

18、别标记，分别标记1、2、33. 将酵母菌母液分别加入试管各将酵母菌母液分别加入试管各5mL，摇匀后用，摇匀后用血球计数板计数血球计数板计数起始酵母菌个数起始酵母菌个数(N0)，做好记录。，做好记录。4. 将各试管送进恒温箱将各试管送进恒温箱28下培养下培养5. 每天同一时间各组取出本组的试管，用血球计每天同一时间各组取出本组的试管，用血球计数板计数酵母菌个数，并作记录，数板计数酵母菌个数，并作记录，连续观察连续观察7天天探究：培养液中酵母菌种群数量的变化探究：培养液中酵母菌种群数量的变化 1234567取样取样1取样取样2取样取样3平均数量平均数量实验数据记录表：实验数据记录表：取样 时间酵母

19、菌数量小格小格中格（双线边，中格（双线边，16小格），整个小格），整个计数板含计数板含25中格中格细胞细胞例例3.3.有关有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化探究培养液中酵母菌数量动态变化”的的实验，正确的叙述是实验，正确的叙述是 （ ）A.A.改变培养液的改变培养液的pHpH不影响不影响K K值（环境容纳量）大小值（环境容纳量）大小 B.B.用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化 C.C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数计数 D.D.营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一营养条件并非影响酵母菌种群数量

20、变化的唯一因素因素 D本本课课小小结结第四章第四章 第二节第二节 种群数量的变化种群数量的变化 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法-数学模型数学模型建立数学模型的一般步骤建立数学模型的一般步骤 二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线1 1、“J J”型曲线形成的条件型曲线形成的条件2 2、“J J”型增长的数学模型型增长的数学模型三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线1 1、“S S”型曲线形成的条件型曲线形成的条件2 2、K K值值3 3、“J J”型曲线与型曲线与“S S”型曲线的比较型曲线的比较四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 人

21、口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响 研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义练习练习1:1:为了保护鱼类资源不受破坏，并能为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在在 K/2K/2水平。这是因为在这个水平上水平。这是因为在这个水平上 A. A. 种群数量相对稳定种群数量相对稳定 B. B. 种群增长量最大种群增长量最大 C. C. 种群数量最大种群数量最大 D. D. 环境条件所允许的种群数量最大环境条件

22、所允许的种群数量最大B2:下列有关种群增长的下列有关种群增长的S型曲线的型曲线的叙述，错误的是叙述，错误的是 A通常自然界中的种群增长曲线最通常自然界中的种群增长曲线最终呈终呈S型型B达到达到K值时种群增长率为零值时种群增长率为零C种群增长受自身密度的影响种群增长受自身密度的影响D种群的增长速度逐步降低种群的增长速度逐步降低DA A3、在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵、在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，羊，8年后发展到年后发展到500只左右，这个羊群数量会只左右，这个羊群数量会 A、维持在一个水平上、维持在一个水平上 B、不断下降、不断下降 C、缓慢上升、缓慢上升 D、迅速上

23、升、迅速上升4、下列因素能引起种群密度增大的有（多选）、下列因素能引起种群密度增大的有（多选） A、种群中幼年个体增多、种群中幼年个体增多. B、种群性别比例改变、种群性别比例改变. C、环境中温度条件适宜、环境中温度条件适宜. D、种群中幼年个体减少、种群中幼年个体减少. E、环境中天敌增多、环境中天敌增多. F、寄生生物减少、寄生生物减少.F F5：下列叙述中，不属于种群空：下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是间特征描述的是 A斑马在草原上成群活动斑马在草原上成群活动B每毫升河水中有每毫升河水中有9个大肠杆菌个大肠杆菌C稗草在稻田中随机分布稗草在稻田中随机分布D木棉树在路旁每隔木棉树在路旁每隔5米种植米种植B解析解析 种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、