42种群的数量变化.ppt

种群的数量变化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，某种不知名的细菌每种不知名的细菌每20min20min就通过分裂繁殖就通过分裂繁殖一代一代时间时间（min)min)0 02020 4040 6060 8080 100100 120120 140140 160160 180180分裂次数分裂次数0 0数量（个）数量（个） 1 1用数学方程式表示用数学方程式表示n n代后细菌的数量代后细菌的数量 N N2 24 48 8161632326464 128128 2562561 12 23 34 45 56 67 78 85125129 9 N=2 N=2n n7272小时后，由一个小时后，由一个细菌分裂产生的细细菌分裂产生的细菌数量是多少？菌数量是多少？NN 216min2072h60minn以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，绘制细菌的数量以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，绘制细菌的数量增长曲线增长曲线20406080 100 120 140 160 180时间时间/ /分钟分钟细菌数量细菌数量/ /个个 N=2 N=2n n数学公式：数学公式：科学、准确科学、准确曲线图：曲线图：直观直观建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法数学模型数学模型1. 1. 概念：概念：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2. 2. 建立数学模型的步骤：建立数学模型的步骤：研究实例研究实例研究方法研究方法细菌每细菌每20min20min分裂一次分裂一次观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题在资源和空间无限多的环境在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响种群密度增加的影响提出合理的假设提出合理的假设NNn n=2=2n n根据实验数据，用适当的数学根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进行表达观察、统计细菌数量，对观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检自己所建立的模型进行检验或修正验或修正通过进一步实验或观察等，通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正20406080 100 120 140 160 180时间时间/ /分钟分钟细菌数量细菌数量/ /个个理想条件理想条件下细菌数量增下细菌数量增长的推测长的推测自然界自然界中有此类型吗？中有此类型吗？1859年，年，24只只野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100100年后年后实例实例1 1：澳大利亚野兔：澳大利亚野兔种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线在在20世纪世纪30年代时，年代时，人们将环颈雉引入到人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在美国的一个岛屿，在19371942年期间，年期间，这个环颈雉种群的增这个环颈雉种群的增长大致符合右图。长大致符合右图。 实例实例2 2：美国环颈雉：美国环颈雉种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，曲线则大致呈量为纵坐标，曲线则大致呈“ J ”型型种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；没有敌害等；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。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 增增长长率率时间时间种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗个公式增长吗？如何验证这个观点？如何验证这个观点？不会，自然界的资源和空间总是有限的。种内竞不会，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。争就会加剧；捕食者增加。生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml0.5ml培养液中放入培养液中放入5 5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24h24h统计一次统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。的结果。种群增长率不断降低种群增长率不断降低种群数量种群数量K/2 K/2 K K值时，值时，种群数量达到种群数量达到K K值时，值时，种群增长率为零种群增长率为零, ,但种群数量但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。达到最大，且种内斗争最剧烈。种群数量在种群数量在 K/2K/2值时，值时，种群增长率最大种群增长率最大种群数量由种群数量由0 0K/2K/2值时，值时，种群增长率增大种群增长率增大K K值：值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的中所能维持的种群最大数量种群最大数量称为称为环境容纳量环境容纳量。K/2K K值：值：环境容纳量环境容纳量种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线产生条件：产生条件：自然条件自然条件( (现实状态现实状态) )食物等资源和空间总食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断是有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。率降低，死亡率增高。增长特点：增长特点： 存在环境阻力存在环境阻力 种群密度越大种群密度越大 环境阻力越大环境阻力越大（1 1）种群数量有最大值（种群数量有最大值（K K值）值） （2 2）种群增长率先上升，后下降，有最大值种群增长率先上升，后下降，有最大值 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线1 1、种群数量处于、种群数量处于K K值时，值时，增长率增长率=0=0， 2 2、种群数量处于、种群数量处于K/2K/2值时，增长率最大值时，增长率最大从环境容纳量（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）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？么措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。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。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表明生物型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有具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； 用达尔文的观点分析：通过用达尔文的观点分析：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”型曲线表明型曲线表明生物具有什么特性？生物具有什么特性？图中阴影部分表示图中阴影部分表示什么？什么？大多数种群的数量总是在大多数种群的数量总是在波动波动中，在不利条件下，中，在不利条件下，还会急剧还会急剧下降下降，甚至，甚至消亡消亡。东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动种群数量的波动和下降种群数量的波动和下降 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。素，都会引起种群数量的变化。影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素自然因素：自然因素： 气候、食物、天敌、传染病等气候、食物、天敌、传染病等人为因素：人类的活动人为因素：人类的活动种群数量的波动和下降种群数量的波动和下降为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在量保持在 K/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. 种群数量相对稳定种群数量相对稳定 B. 种群增长率最大种群增长率最大 C. 种群数量最大种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大环境条件所允许的种群数量最大K时间时间K/2种群数量种群数量B在一个玻璃容器内，装入一定量在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（率随时间变化趋势的曲线是（ ）DD下列有关种群增长的下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是（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通常自然界中的种群增长曲线最终呈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时间时间K种群大小种群大小如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是（关叙述正确的是（ ） K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值值是环境条件所允许达到的种群数量最大值在在K值时，种群的增长率最大值时，种群的增长率最大如果不考虑迁入迁出等其它因素，在如果不考虑迁入迁出等其它因素，在K值时出生值时出生率等于死亡率率等于死亡率假设这是鱼的种群，当种群达到假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞值时开始捕捞，可持续获得最高产量，可持续获得最高产量 A. B. C. D.B步骤步骤: :(1)(1)提出问题：培养液中酵母菌种群数量是怎样随时间变化的？提出问题：培养液中酵母菌种群数量是怎样随时间变化的？(2)(2)作出假设：作出假设： 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 在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈增长呈“S”型曲线。型曲线。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n血细胞计数板是一种专门用于计算较大血细胞计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。单细胞微生物的一种仪器。n计数时，常采用计数时，常采用样方法样方法。 1 1、怎样进行酵母菌的计数？、怎样进行酵母菌的计数？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 盖玻片下的培养液厚度为盖玻片下的培养液厚度为0.1mm0.1mm，可算出，可算出10ml10ml培养液中酵母菌总数的公式：培养液中酵母菌总数的公式：2.52.5104a104a(a(a为小方格内酵母菌数为小方格内酵母菌数) )2 2、从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将、从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？试管轻轻振荡几次。这是为什么？目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差的准确性，减少误差。 6 6、如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取、如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？怎样的措施？摇匀试管取摇匀试管取1mL1mL酵母菌培养液稀释酵母菌培养液稀释n n倍后，再用血球倍后，再用血球计数板计数，计数板计数，所得数值所得数值乘以乘以n n2.52.510104 4，即为，即为10mL10mL酵母菌液中酵母菌个数。酵母菌液中酵母菌个数。7 7、对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？、对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？只计数相邻两边的酵母菌数只计数相邻两边的酵母菌数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第第 1 1 天天第第 4 4 天天第第 6 6 天天第第 7 7 天天死亡死亡活菌数活菌数