生物必修42种群数量的变化.ppt

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1假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代分钟就通过分裂繁殖一代。2一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 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1个细菌每个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：分钟分裂繁殖一代。讨论：n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？是多少？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？如何验证你的观点？个公式增长吗？如何验证你的观点？Nnn解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 22162163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Nnn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数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括以学形式建立数学模型一般包括以下步骤：下步骤：4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 5125思考：思考：以上讨论的是在实验条件下（理想条以上讨论的是在实验条件下（理想条件下）种群的数量变化，在自然界中种群的件下）种群的数量变化，在自然界中种群的数量变化情况如何？数量变化情况如何？澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着六亿澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着六亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树干，造成大批树木死只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树干，造成大批树木死亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年至少造成一亿美元的财产损失。兔群繁殖之快，数量之至少造成一亿美元的财产损失。兔群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。澳洲本来没有兔子，一八五九年，一个叫托马斯澳洲本来没有兔子，一八五九年，一个叫托马斯奥斯汀的英国人来澳定居，带来了二十四只野兔，放养奥斯汀的英国人来澳定居，带来了二十四只野兔，放养在他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到，在他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，这二十四只野兔的后代达到六亿只之多。一个世纪之后，这二十四只野兔的后代达到六亿只之多。澳大利亚野兔为什么成灾？成灾后人们该采取什么澳大利亚野兔为什么成灾？成灾后人们该采取什么对策？对策？6某海岛上环颈雉某海岛上环颈雉种群数量的变化种群数量的变化7自然界确有类自然界确有类似的细菌在似的细菌在理想条理想条件件下种群数量增长下种群数量增长的形式，如果以时的形式，如果以时间为横坐标，种群间为横坐标，种群数量为纵坐标画出数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线曲线来表示，曲线大致呈大致呈“”型型二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线8“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、产生条件：、产生条件：理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间不不限限，气气候候适宜，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年后该种群的数量，年后该种群的数量，为年均增长率。）为年均增长率。）2 2、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 种种群群的的数数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年是第一年的年是第一年的倍。倍。9存在环境阻力存在环境阻力自自然然条条件件（现现实实状状态态）食食物物等等资资源源和和空空间间总总是是有有限限的的，种种内内竞竞争争不不断断加加剧剧，捕捕食食者者数数量量不不断断增增加加。导导致致该该种种群群的的出出生生率率降降低，死亡率增高低，死亡率增高 当出生率与出生率相等时，种群的增长当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平就会停止，有时会稳定在一定的水平11 例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验种群经过一定种群经过一定时间的增长后，时间的增长后，数量趋于稳定的数量趋于稳定的增长增长曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线P6712种群数量达到环境所允许的种群数量达到环境所允许的最大值最大值（K K值）后，值）后，将将停止增长停止增长并在并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。A三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线13A种群数量达到种群数量达到K值时，值时，种群种群 增长停止增长停止种群数量在种群数量在 K/2值时，值时，种群种群 增长最快增长最快种群数量种群数量 小于小于K/2值时值时种群种群 增长逐渐加快增长逐渐加快种群数量种群数量 大于大于K/2值时值时种群种群 增长逐渐减慢增长逐渐减慢141 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？2 2、对大熊猫应采取什么保护措施？、对大熊猫应采取什么保护措施？3 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什、对家鼠等有害动物的控制，应采取什 么措施？从环境容纳量的角度看，能么措施？从环境容纳量的角度看，能 得到什么启发？得到什么启发？4 4、种群数量达到、种群数量达到K K值时，都能在值时，都能在K K值维持值维持 稳定吗？稳定吗？对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境思考，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，断绝或减少容纳量，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，它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。天敌，等等。15 大多数种群的数量总是在波动之中的，在大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动16 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入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，凡是影响上述种率和迁出率决定的，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。群特征的因素，都会引起种群数量的变化。环境因素环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群数量的变化种群数量的变化气候、食物、被捕食、传染病等气候、食物、被捕食、传染病等增或减增或减增长、波动、稳定、下降等增长、波动、稳定、下降等影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素17（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。五研究种群数量变化有何意义？（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。181.如果种群处在一个理想的环境中，没有资源如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是和空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有有 的特征。如果将该种群置于的特征。如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是有限的环境中，种群的数量增长曲线是 ，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示 。影响种群密度的因素影响种群密度的因素有有 。A过度繁殖过度繁殖B通过生存斗争被淘汰的个体数量通过生存斗争被淘汰的个体数量出生率、死亡率、迁入、迁出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组成、气出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动候、食物、天敌、人类活动等等时间时间种种群群数数量量AB19在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，绵羊，8 8年后发展到年后发展到500500只左右，这个羊群数只左右，这个羊群数量会量会 A A、维持在一个水平上、维持在一个水平上 B B、不断下降、不断下降C C、缓慢上升、缓慢上升 D D、迅速上升、迅速上升A A202.2.下列因素能引起种群密度增大的下列因素能引起种群密度增大的有有 。A A、种群中幼年个体增多、种群中幼年个体增多 B B、种群性别比例改变、种群性别比例改变C C、环境中温度条件适宜、环境中温度条件适宜 D D、种群中幼年个体减少、种群中幼年个体减少E E、环境中天敌增多、环境中天敌增多 F F、寄生生物减少、寄生生物减少 F F213.“3.“食人鱼食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点群数量变化的特点 B C D B C D A224 4在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是的是B5.5.种群的指数增长（种群的指数增长（J J型）是有条件的，条件之一是型）是有条件的，条件之一是A A在该环境中只有一个种群在该环境中只有一个种群B B该种群对环境的适应比其他种群优越得多该种群对环境的适应比其他种群优越得多C C环境资源是无限的环境资源是无限的D D环境资源是有限的环境资源是有限的C233 3下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内限制使种内斗斗争增加争增加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）D244、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、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：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，相似，表明种群在一定空间、一定资源条件下的增长类型，一般都是一般都是_。(2)曲线的纵坐标曲线的纵坐标_(“能能”或或“不能不能”)反映种群密度的大小。在一定环境中种群增长曲线的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，其含义是渐近线，生态学上称为环境容纳量，其含义是_。一个。一个种群的环境容纳量种群的环境容纳量_(“能够能够”或或“不能够不能够”）随着环境）随着环境的变化而改变。的变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对珍稀动物的保护、试根据容纳量的概念对珍稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。草原的合理放牧分别提出你的建议。25答案：(1)“S”型增长(2）能 能在这一环境中所能承载的这一种群的最大数量（密度），即这一环境所能养活的种群的最大数量。(3）对珍稀动物的保护最根本的措施是保护它的生存环境，使该种动物的环境容纳量有所提高，这个种群的数量自然会增长。草原的放牧量应该控制在接近环境容纳量为宜，如果过多放牧会影响牛羊的生长以及草原的恢复。如果破坏了环境，还会造成环境容纳量的降低。26