不同条件下种群的增长方式 课件-高二上学期生物学浙科版选择性必修2 生物与环境

第二节不同条件下种群的增长方式不同研究种群的核心问题是种群数量的变化规律一、活动探究果蝇种群的增长1.目的要求(1)学会培养果蝇的方法与技能。

(2)分析果蝇的数量变化,绘制果蝇增长的曲线图,学会数学建模的方法。2.探究问题

(1)不同环境条件下果蝇种群是以什么方式增长的?

(2)果蝇种群的这种增长方式有何规律?3、材料

要求计数21天，获得这4只果蝇一个世代全部子代的数量变化。4、方法步骤(1)取3个500mL广口瓶,先在每个广口瓶底部铺一层厚约2cm的棉花,然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉、2只雌果蝇和2只雄果蝇,最后用双层纱布盖住瓶口,并用橡皮筋扎紧,作为果蝇培养瓶。(2)将培养瓶置于温度适宜(20~25℃)的环境中培养。防止实验偶然性。吸收香蕉腐败的汁液；为果蝇化蛹提供场所，所以棉花层不宜过薄不然香蕉汁液会没过棉花，会影响蛹后果蝇的羽化。作为食物。(3)每天观察、记录培养瓶中果蝇个体数,持续3周。若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时,另取一洁净广口瓶作为果蝇的麻醉瓶,放入滴有1~2滴乙醚的棉花团,并将其与培养瓶的瓶口对接,轻拍培养瓶把果蝇赶入麻醉瓶。待果蝇麻醉后,将其全部倒在白纸上,用毛笔进行计数。计数结束后再将这些果蝇放回培养瓶中培养。将果蝇麻醉，便于计数。注意：乙醚不能过多，以免麻醉过度。若果蝇翅膀与身体呈45角翘起说明已经死亡。5、统计处理实验数据，绘制增长曲线图1.为什么最后几天数量变化不大？因为空间有限、资源有限2.如果观察时间再长一些，果蝇个体数会出现什么变化？变少，因为资源耗尽了二、建立数学模型是解释种群数量变化的重要方法1.数学模型:用来描述现实系统或其性质的一个抽象简化的数学结构。2.数学模型的表现形式:数学方程式或曲线图。3.建构数学模型的意义:描述、解释和预测种群数量的变化。4.高中阶段的模型有数学模型、物理模型、概念模型。探究——科学探究

下面是某种细菌在某条件下分裂繁殖的规律。(1)若该细菌的营养和生存空间没有限制，请你仔细观察细菌分裂繁殖的规律，完善下表：时间(min)020406080100120180繁殖代数(代)0123456__细菌数量(个)1__________3264____248165129(2)观察上表中细菌数量(N)和繁殖代数(n)之间的关系，写出相应的方程式：

。(3)根据所得到的方程式，在下面坐标系中画出细菌种群数量增长的曲线。N＝2n(4)我们从曲线的走向分析可以预计：①在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，细菌种群的增长不会受

的影响，即在理想条件下种群增长的曲线为“

”形。②类比前述细菌种群数量模型构建过程，若在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，某种群的起始数量为N0，并且第二年的数量是第一年的λ倍(该种群每年的增长倍数都保持不变)，则：a.一年后种群数量N1＝

，两年后种群数量N2＝

，t年后种群数量Nt＝

(t为时间，Nt表示t年后该种群的数量)。种群密度增加JN0×λN0×λ2N0×λt在调查某林场松鼠的种群数量时,计算当年种群数量与前一年种群数量的比值(λ),并得到如右图所示的曲线,则该种群在第几年时种群数量最少呢?①

λ>1,种群数量增长

②

λ=1,种群数量不变③

0<λ<1,种群数量下降分析当λ>1、λ=1、0<λ<1时,种群的数量变化和年龄结构的类型。b.若λ>1，请在坐标系中绘出数学方程式Nt＝N0λt中种群数量Nt随t的变化曲线图。(5)总结：①“J”形增长曲线形成的条件：

资源无限、空间无限、不受其他生物制约；②适用范围：

a.实验室条件下；

b.生态入侵；

c.引种到一个适宜的新环境中的早期。三、种群在无限环境条件下呈指数增长指数增长曲线：又称“J”形增长资源空间理想条件很慢快公式为：Nt=Noλt思考：1.种群在指数增长过程中，增长率和增长速率是否改变？增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间

不变,即λ-1逐渐增大种群的增长率和增长速率种群在单位时间内新增加的个体数与原有数量的比例。计算公式：增长率=（本次总数－上次总数）/上次总数=出生率－死亡率增长率：增长速率：种群在单位时间内新增加的个体数。计算公式：增长速率=（本次总数－上次总数）/单位时间=曲线的斜率种群爆炸生物种群繁殖不可能不受环境制约。当生殖率大于死亡率，种群超常繁殖时，种群数量激增，生态学家将这种现象称为种群“爆炸”。害虫防治专家则把这种现象称为害虫猖獗或害虫大发生。实例：高斯对大草履虫种群研究的实验高斯把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次草履虫的数量，经过反复实验，结果如下：时间（天）123456种群中个体数量20137319369375365每天的增长速率——117182506-10每天的增长率——5.851.330.160.02-0.03逻辑斯谛增长——S型增长曲线Q1.大草履虫的种群为什么不呈指数增长？Q2.其种群数量增长过程是怎样的？Q3.其种群数量达到基本稳定的数量值称做什么？实例：高斯对大草履虫种群研究的实验高斯把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次草履虫的数量，经过反复实验，结果如下：时间（天）123456种群中个体数量20137319369375365每天的增长速率——117182506-10每天的增长率——5.851.330.160.02-0.03逻辑斯谛增长——S形增长曲线K值：即环境容纳量。指长时期内，环境条件所能维持的种群最大数量。Q.同一种群的K值固定不变吗？K值大小由环境中的有效资源决定，会根据环境条件的改变而变化。Q.种群数量达到K值时，都能在K值维持恒定吗？·K/2k值只代表种群数量的一个平均值，在环境不遭受破坏的条件下，实际的种群数量在这个平均值的上下波动。所以K值是种群在该环境中的稳定平衡密度。K值原因：存在环境阻力——自然界中食物和空间等资源总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争和种间竞争会不断加剧，捕食者数量也会不断增加，还有气候、传染病等因素作用，导致该种群的出生率降低，死亡率增高（即种群增长率不断下降），当出生率与死亡率相等（即增长率为0）时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。Q.种群数量达到K值时，都能在K值维持恒定吗？·K/2K值种群数量小于K/2时，种群增长逐渐加快；种群数量等于K/2时，种群增长最快；种群数量大于K/2时，种群增长逐渐减慢；种群数量达到K值时，种群增长停止或在K值上下波动K/2时种群的增长速率最快，K值时种群数量最大，但增长速率为0小结：种群的逻辑斯谛增长

①产生条件：存在环境阻力有限条件——资源有限，空间有限，受其他生物制约③增长特点：

起始呈加速增长，K/2时增长最快，此后开始减速增长，到达K值时停止增长或在K值上下波动。

②数学模型：

S形曲线增长速率是先上升，后下降，而增长率逐渐下降。开始期加快转折期减速期思考：1.在“S”形增长曲线中,有一段时期近似于“J”形增长曲线,这一段是否等同于“J”形增长曲线?“S”形曲线“J”形曲线阴影部分为环境阻力导致，实际为生存斗争中被淘汰的个体环境阻力：指妨碍生物潜能实现的环境因子的总和，包括生物因子和非生物因子(2)对于濒危野生动物的保护,可通过改善生存环境来增大环境容纳量；(3)对于有害生物的防治,应通过限制环境因素来降低环境容纳量。应用(1)讨论：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，请同学们讨论应该采取哪些措施控制家鼠数量？老鼠机械捕杀药物捕杀施用性诱捕剂养殖或释放天敌