高中生物必修三《42种群的数量变化》课件

生存资源的供给能力周期性变化外来干扰天敌数量的变化偶然因素影响种群数量的因素：第2节

种群数量的变化问题探讨在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。时间（min)20406080100120140160180分裂次数数量（个）2481632641282565121234567891、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。2．n代细菌数量Nn的计算公式是：

Nn3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？＝1×２n解：n＝６０minx７２h／２０min＝２１６Nn＝1×２n

＝２２１６4、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。20406080100120140160180时间/分钟细菌数量/个曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。

Nn＝1×２n种群的研究核心就是种群的数量变动。为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。一、建构种群增长模型的方法数学模型用来描述一个系统或它的性质的数学形式方程式法曲线法是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一1、观察研究对象，提出问题细菌每20分钟分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？2、提出合理的假设在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响3、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达列出表格，根据表格中数据画出曲线图或推导公式（Nn＝２n）4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正建立数学模型一般包括以下步骤：自然界的确有类似细菌在理想状态下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。种群增长的“J”型曲线细菌增长曲线实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。12实例二：1901年凤眼莲（水葫芦）作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，在我国南方江河湖泊中发展迅速。宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满凤眼莲的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的凤眼莲打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；凤眼莲所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。13实例三：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937－1942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。

如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈什么型？实例四食物充足空间充裕环境适宜没有敌害资源无限指数生长理想条件下的种群增长模型种群增长的Ｊ型曲线①产生条件：

理想状态——食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；②增长特点：

种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③适用情形：种群增长的Ｊ型曲线实验室条件下当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时④量的计算：t年后种群的数量为

Nt=N0

λtN0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率

⑤图像：计算：某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长1％。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001在一个特定培养基中，细菌的数量会一直按照这个方式增长吗？不会.原因：自然界的资源和空间是有限的。即……在大自然中食物有限空间有限种内斗争种间竞争天敌捕食环境阻力种群密度越大环境阻力越大自然界中常见的种群增长曲线？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？高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：高斯对大草履虫种群研究的实验种群增长的“S”型曲线在资源有限条件下的情况下，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定。K/2转折期，增长速率最快K值：环境容纳量加速期，个体数量增加，增长加速调整期，个体数量较少增长缓慢减速期，增长缓慢稳定期，增长速率为零环境容纳量:在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。2.N≈K／2，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。①产生条件：存在环境阻力：

自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，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，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，有时会稳定在一定的水平．种群增长的“Ｓ”型曲线②增长特点：

种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。25③种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段。⑵图乙的g点相当于图甲的c点。⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段。⑷图乙的h点相当于图甲的de段。K/2abcdghfe甲乙种群增长的“Ｓ”型曲线增长率=出生率-死亡率种群增长的“Ｓ”型曲线③种群数量增长速率：t0t1t2N=K/2，最大，t1N=K，为零0K/2，逐渐增大,t0—t1K/2K，逐渐减小,t1—t2K/2种群增长的“Ｓ”型曲线④在生产中的应用K/2种群增长曲线的生产生活中的应用：①有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量②受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高K值。③生产上的捕获期应确定在种群数量略比K/2多时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（K/2以下）。K/2的应用①资源开发与利用：种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。K/2②有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控即是如此)。K/2的应用K/230比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线条件种群增长率有无K值曲线环境资源无限环境资源有限保持稳定先升后降无，持续保持增长有K值环境阻力K值：环境容纳量生存斗争被淘汰的个体比较种群增长两种曲线的联系与区别种群在没有环境阻力的条件下呈现“J”型增长，实际上是“S”型增长的最初阶段，“J”型增长是一定时间内的增长方式，最终是以”S”型增长结束，这是生态因素和物种本身相互影响的结果。时间种群数量J型曲线S型曲线K值比较种群增长两种曲线的联系与区别33用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线时间种群数量J型曲线S型曲线K值1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。2、图中阴影部分表示：环境阻力；3、用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：时间(天)15913172125293337成虫数(只)6102871131207270302327341根据表中数据分析，下列结论正确的是(

)A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快B．第17～29天，成虫增长率上升、死亡率下降C．第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关D．第1～37天，成虫数量呈“J”型增长C2.下图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是(

)A．在K/2时控制有害动物最有效B．图示规律可作为控制人口增长的依据C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量C3.某研究所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查，发现某种鱼进入此生态系统后的种群数量增长率随时间的变化呈现如下图所示曲线。则在t1时该种群的年龄组成类型、能反映该种群数量变化的曲线分别是(

)A．衰退型和①B．增长型和②C．衰退型和③D．增长型和④B直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动影响种群数量变化的因素1．合理利用和保护野生生物资源2．为防治有害生物提供科学依据鱼类的捕捞蝗虫的防治研究种群数量变化的意义1．实验原理(1)用液体培养基培养