高中生物第4章第2節(jié)種群的數(shù)量變化課件人教版必修三.ppt

第4章種群和群落 4 1種群的特征 4 2種群數(shù)量的變化 4 3群落的結(jié)構(gòu) 4 4群落的演替 第二節(jié)種群數(shù)量的變化 1 怎樣建構(gòu)種群數(shù)量增長(zhǎng)的模型 2 種群的數(shù)量是怎樣變化的 3 什么是環(huán)境容納量 4 影響種群數(shù)量變化的因素有哪些 本節(jié)聚焦 在食物 養(yǎng)料 和空間條件充裕 氣候適宜 沒(méi)有敵害等理想條件下 種群的數(shù)量變化是怎樣的呢 思考 一 建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 細(xì)菌的分裂生殖 一 建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下 某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代 討論 n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式 72小時(shí)后 由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少 在一個(gè)培養(yǎng)基中 細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎 如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn) nn n 解 n 60minx72h 20min 216nn n 2216 細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長(zhǎng) 可以用實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來(lái)驗(yàn)證 將數(shù)學(xué)公式 nn 2n 變?yōu)榍€圖 曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較 優(yōu)缺點(diǎn) 直觀 但不夠精確 248163264128256512 數(shù)學(xué)模型 用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式 建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟 觀察研究對(duì)象 提出問(wèn)題 細(xì)胞每20min分裂一次 資源空間無(wú)限多 細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響 nn n 觀察 統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量 對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正 細(xì)菌的數(shù)量 個(gè) 理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)的推測(cè) 自然界中有此類(lèi)型嗎 二 種群增長(zhǎng)的 j 型曲線 實(shí)例1 澳大利亞本來(lái)并沒(méi)有兔子 1859年 24只歐洲野兔從英國(guó)被帶到了澳大利亞 這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來(lái)到了天堂 因?yàn)檫@里有茂盛的牧草 卻沒(méi)有鷹等天敵 這里的土壤疏松 打洞做窩非常方便 于是 兔子開(kāi)始了幾乎不受任何限制的大量繁殖 不到100年 兔子的數(shù)量達(dá)到6億只以上 遍布整個(gè)大陸 二 種群增長(zhǎng)的 j 型曲線 實(shí)例2 20世紀(jì)30年代 人們將環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼 鳳眼蓮 繪出上述實(shí)例中相關(guān)生物的增長(zhǎng)曲線示意圖討論1 出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因有哪些 j 型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型 1 模型假設(shè) 理想狀態(tài) 食物充足 空間不限 氣候適宜 沒(méi)有敵害等 n0為起始數(shù)量 t為時(shí)間 nt表示t年后該種群的數(shù)量 為年均增長(zhǎng)率 2 種群 j 型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式 nt n0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng) 第二年是第一年的 倍 思考 理想化的情況在自然界中并不存在 那么 到底有哪些因素會(huì)影響到種群數(shù)量的變化呢 在大自然中 食物有限 空間有限 種內(nèi)斗爭(zhēng) 種間競(jìng)爭(zhēng) 天敵捕食 環(huán)境阻力 思考 在自然界中 理想化的情況并不存在 種群增長(zhǎng)的 j 型曲線應(yīng)該從哪些方面進(jìn)行修正呢 例 生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn) j 型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎 大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線 討論2 大草履蟲(chóng)的增長(zhǎng)呈 s 型曲線的原因有哪些 食物有限 空間有限 種內(nèi)斗爭(zhēng) 種間競(jìng)爭(zhēng) 天敵捕食 資源有限阻滯生長(zhǎng) 資源有限條件下的種群增長(zhǎng) 三 種群增長(zhǎng)的 s 型曲線 種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值 k值 后 將停止增長(zhǎng)并在k值左右保持相對(duì)穩(wěn)定 三 種群增長(zhǎng)的 s 型曲線 有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù) 通過(guò)研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律 為害蟲(chóng)的預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù) 為引進(jìn)外來(lái)物種提供理性的思考 研究種群數(shù)量變化有何意義 為了保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞 并能持續(xù)地獲得最大捕魚(yú)量 應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平 為什么 根據(jù)種群增長(zhǎng)的s型曲線 應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在k 2水平 這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長(zhǎng)量最大 家鼠的繁殖力很強(qiáng) 種群數(shù)量每天可增加1 47 理論上 在某一區(qū)域 10只家鼠在100天后的數(shù)量將會(huì)達(dá)到多少 你考慮應(yīng)當(dāng)采取什么措施來(lái)控制家鼠的數(shù)量才是最有效的 10 1 1 47 100 提示 從環(huán)境容納量的角度思考 可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量 如將食物儲(chǔ)藏在安全處 斷絕或減少它們的食物來(lái)源 室內(nèi)采取硬化地面等措施 減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所 養(yǎng)殖或釋放它們的天敵 等等 同一種群的k值會(huì)受到環(huán)境的影響 思考 怎樣做才是最有效的滅鼠措施 國(guó)家地理 在幾百年前 金絲猴在許多地區(qū)廣泛分布 人口的增加和山林的破壞使金絲猴的分布區(qū)越來(lái)越小 現(xiàn)在 黔金絲猴的數(shù)量只有500 600只 處于瀕危狀態(tài) 只在貴州省的梵凈山區(qū)生存 滇金絲猴生活在云南西北部 西藏東南端及四川西部長(zhǎng)江上端金沙江上游的高山中 數(shù)量不到2000只 也處境瀕危 思考 怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施 建立自然保護(hù)區(qū) 改善大熊貓的棲息環(huán)境 提高環(huán)境容納量 按照此曲線發(fā)展下去將會(huì)出現(xiàn)怎樣的狀況 鑒于我國(guó)人口的現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)采取什么措施 我國(guó)人口的調(diào)節(jié) 總方針 控制人口的增長(zhǎng) 提高人口的素質(zhì) 目標(biāo) 2000前力爭(zhēng)把中國(guó)平均人口自然增長(zhǎng)率控制在12 5 內(nèi) 期望本世紀(jì)中葉穩(wěn)定在15 16億 措施 堅(jiān)持優(yōu)生優(yōu)育 計(jì)劃生育 掃除青壯年文盲 實(shí)行九年制義務(wù)教育 保護(hù)家園 你我有責(zé) 種群數(shù)量 種群增長(zhǎng)的 j 型曲線 在理想狀態(tài)下的種群增長(zhǎng) 種群增長(zhǎng)的 s 型曲線 在有限環(huán)境下的種群增長(zhǎng) 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的 四 種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng) 在不利條件之下 還會(huì)急劇下降 甚至滅亡 影響種群數(shù)量變化的因素 直接因素 出生率 死亡率 遷入 遷出 間接因素 食物 氣候 傳染病 天敵 重要因素 人類(lèi)的活動(dòng) 1 在下列圖中 表示種群在無(wú)環(huán)境阻力狀況下增長(zhǎng)的是 b 2 下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長(zhǎng)曲線圖 曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)斗爭(zhēng)增加 a cd段 增長(zhǎng)速度慢 b de段 速度加快 c ef段 變化速率加快 d fg段 速度逐漸變慢 d 3 自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為 s 型增長(zhǎng)曲線 下列有關(guān)種群 s 型增長(zhǎng)的正確說(shuō)法是 a s 型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系b 種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的c s 型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無(wú)關(guān)d 種群增長(zhǎng)不受種群密度制約 b 如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中 沒(méi)有自然和空間的限制 種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)曲線是 用達(dá)爾文的進(jìn)化理論解釋 這是由于生物具有 特性 如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中 種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)曲線是 用達(dá)爾文進(jìn)化理論分析圖中的陰影部分表示 影響種群密度的主要因素是種群的 和 例 下圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中