種群的增長(zhǎng)方式(上課課件)[課堂教學(xué)]

1、1學(xué)校教課 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 2學(xué)校教課 3學(xué)校教課 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限 制的情況下，某種細(xì)菌每制的情況下，某種細(xì)菌每2020 分鐘就通過(guò)分裂繁殖一代。分鐘就通過(guò)分裂繁殖一代。 1n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是： n 60 min 72 h20 min 216 Nn2n 2216 問(wèn)題探討 4學(xué)校教課 將數(shù)學(xué)公式（將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖變?yōu)榍€圖 時(shí)間（min) 20406080100120140 細(xì)菌數(shù)量 2 4 8 16 32 64 128 5學(xué)校教課 公式法公式法 曲線圖法曲線圖法 準(zhǔn)確準(zhǔn)確 直觀直觀 數(shù)學(xué)模型：用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的

2、性質(zhì)的 數(shù)學(xué)形式數(shù)學(xué)形式 6學(xué)校教課 建立數(shù)學(xué)模型的步驟：建立數(shù)學(xué)模型的步驟： 研究實(shí)例研究實(shí)例研究方法研究方法 觀察研究對(duì)象觀察研究對(duì)象 提出問(wèn)題提出問(wèn)題 在資源和空間無(wú)限的環(huán)在資源和空間無(wú)限的環(huán) 境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng) 不受影響不受影響 提出合理的假設(shè)提出合理的假設(shè) Nn = 2n 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適 當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的 性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)性質(zhì)進(jìn)行表達(dá) 觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量， 對(duì)自己建立的模型進(jìn)行對(duì)自己建立的模型進(jìn)行 檢驗(yàn)或修正檢驗(yàn)或修正 通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或 觀察等對(duì)模型進(jìn)行觀察等對(duì)模型進(jìn)行 檢驗(yàn)或修正檢驗(yàn)

3、或修正 細(xì)菌每細(xì)菌每20分鐘分鐘 分裂一次分裂一次 7學(xué)校教課 類型：類型： 坐標(biāo)式（曲線圖、柱狀圖）坐標(biāo)式（曲線圖、柱狀圖） 數(shù)據(jù)分析表格式數(shù)據(jù)分析表格式 數(shù)學(xué)方程式數(shù)學(xué)方程式 8學(xué)校教課 自然界中有符合理想條件下自然界中有符合理想條件下細(xì)菌細(xì)菌的的 數(shù)量增長(zhǎng)模式的生物嗎？數(shù)量增長(zhǎng)模式的生物嗎？ 9學(xué)校教課 澳大利亞本來(lái)并沒(méi)有兔子。澳大利亞本來(lái)并沒(méi)有兔子。 1859年，一個(gè)叫托馬斯年，一個(gè)叫托馬斯奧斯汀的英國(guó)奧斯汀的英國(guó) 人來(lái)澳定居，帶來(lái)了人來(lái)澳定居，帶來(lái)了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里。這些野兔發(fā)現(xiàn)只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里。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。

4、這里自己來(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。限制的大量繁殖。 一個(gè)世紀(jì)之后，野兔數(shù)量達(dá)到一個(gè)世紀(jì)之后，野兔數(shù)量達(dá)到6 億只以上，遍布整個(gè)大陸。億只以上，遍布整個(gè)大陸。 10學(xué)校教課 鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國(guó)年作為花卉引入中國(guó).由于繁殖迅速，又由于繁殖迅速，又 幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵，數(shù)量急劇增長(zhǎng)幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵，數(shù)量急劇增長(zhǎng).它對(duì)其生活的水面采取了它對(duì)其生活的水面采取了 野蠻的封鎖策略，擋住陽(yáng)光，導(dǎo)

5、致水下植物得不到足夠光照而死亡野蠻的封鎖策略，擋住陽(yáng)光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡 ， 成為了入侵植物。成為了入侵植物。11學(xué)校教課 20世紀(jì)世紀(jì)30年代，環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼，在年代，環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼，在 5年的時(shí)間種群增長(zhǎng)了數(shù)倍年的時(shí)間種群增長(zhǎng)了數(shù)倍 環(huán)頸雉種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線環(huán)頸雉種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線 12學(xué)校教課 種群在什么條件下呈指數(shù)增長(zhǎng)？種群在什么條件下呈指數(shù)增長(zhǎng)？ 資源無(wú)限資源無(wú)限 空間無(wú)限空間無(wú)限 不受其他生物制約不受其他生物制約 生物的指數(shù)增長(zhǎng) 13學(xué)校教課 種群增長(zhǎng)的種群增長(zhǎng)的“J”型曲線型曲線 時(shí)間時(shí)間 種群數(shù)量種群數(shù)量 0 N Nt t = N = N0 0t

6、 t 某動(dòng)物種群的起始數(shù)量為某動(dòng)物種群的起始數(shù)量為N N0 0， 此后每年的種群數(shù)量都為前一年此后每年的種群數(shù)量都為前一年 的的倍，則一年后該種群的數(shù)量倍，則一年后該種群的數(shù)量 應(yīng)為應(yīng)為： 二年后該種群的數(shù)量為二年后該種群的數(shù)量為： t t年后則為年后則為： 指數(shù)增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 （N N0 0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t t為單位時(shí)間的次數(shù)，為單位時(shí)間的次數(shù)，N Nt t表示表示t t年后人口的年后人口的 數(shù)量，數(shù)量，為年均增長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)或倍數(shù)）為年均增長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)或倍數(shù)） 14學(xué)校教課 種群增長(zhǎng)的種群增長(zhǎng)的 “ “J”J”型曲線（指數(shù)增長(zhǎng)）型曲線（指數(shù)增長(zhǎng)） 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件：食物充足，空間

7、充裕，沒(méi)有敵害等；食物充足，空間充裕，沒(méi)有敵害等； 增長(zhǎng)特點(diǎn)增長(zhǎng)特點(diǎn)：種群數(shù)量每單位時(shí)間以一定的增長(zhǎng)率種群數(shù)量每單位時(shí)間以一定的增長(zhǎng)率 呈指數(shù)增長(zhǎng)。呈指數(shù)增長(zhǎng)。 （N0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t為時(shí)間，為時(shí)間， Nt表示表示t個(gè)單位時(shí)間后該種群個(gè)單位時(shí)間后該種群 的數(shù)量，的數(shù)量，=現(xiàn)有個(gè)體數(shù)原有現(xiàn)有個(gè)體數(shù)原有 個(gè)體數(shù)，個(gè)體數(shù)，增長(zhǎng)率為增長(zhǎng)率為-1 ） 15學(xué)校教課 20102010年慈溪城區(qū)常住人口約為年慈溪城區(qū)常住人口約為201201萬(wàn)人，萬(wàn)人，20112011年慈溪年慈溪 城區(qū)常住人口約城區(qū)常住人口約203.1203.1萬(wàn)，根據(jù)這種增長(zhǎng)方式，假設(shè)萬(wàn)，根據(jù)這種增長(zhǎng)方式，假設(shè) 在在1010年

8、內(nèi)均不變，年內(nèi)均不變， 能預(yù)測(cè)出能預(yù)測(cè)出20202020慈溪城區(qū)常住人口多少嗎？慈溪城區(qū)常住人口多少嗎？ 大約大約 223萬(wàn)人萬(wàn)人 Nt=N0t N10=N010 16學(xué)校教課 種群增長(zhǎng)率種群增長(zhǎng)率是指是指單位數(shù)量單位數(shù)量的個(gè)體在的個(gè)體在單位時(shí)間單位時(shí)間內(nèi)新增加內(nèi)新增加 的個(gè)體數(shù)（在一定時(shí)間內(nèi)，結(jié)束時(shí)的種群數(shù)量相對(duì)于的個(gè)體數(shù)（在一定時(shí)間內(nèi)，結(jié)束時(shí)的種群數(shù)量相對(duì)于 開(kāi)始時(shí)的種群數(shù)量的增加的數(shù)量占開(kāi)始時(shí)種群數(shù)量的開(kāi)始時(shí)的種群數(shù)量的增加的數(shù)量占開(kāi)始時(shí)種群數(shù)量的 比例），是一個(gè)百分百比，無(wú)單位。比例），是一個(gè)百分百比，無(wú)單位。 計(jì)算公式為：計(jì)算公式為： 增長(zhǎng)率（這一次總數(shù)上一次總數(shù)）增長(zhǎng)率（這一次總數(shù)

9、上一次總數(shù)）/上一次總數(shù)上一次總數(shù) 100。 增長(zhǎng)率出生率死亡率。增長(zhǎng)率出生率死亡率。 種群增長(zhǎng)速率種群增長(zhǎng)速率是指是指單位時(shí)間單位時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)的數(shù)量（即內(nèi)增長(zhǎng)的數(shù)量（即曲線斜曲線斜 率率），有單位（如個(gè)年等）。），有單位（如個(gè)年等）。 計(jì)算公式為：計(jì)算公式為： 增長(zhǎng)速率（這一次總數(shù)上一次總數(shù)）增長(zhǎng)速率（這一次總數(shù)上一次總數(shù)）/時(shí)間。時(shí)間。 17學(xué)校教課 假設(shè)某一種群的數(shù)量在某一單位時(shí)間假設(shè)某一種群的數(shù)量在某一單位時(shí)間t t（如一年）（如一年） 內(nèi)，由初數(shù)量?jī)?nèi)，由初數(shù)量N No o（個(gè)）增長(zhǎng)到末數(shù)量（個(gè)）增長(zhǎng)到末數(shù)量N Nt t（個(gè)），則這（個(gè)），則這 一單位時(shí)間內(nèi)種群的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的計(jì)算分

10、別為一單位時(shí)間內(nèi)種群的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的計(jì)算分別為 增長(zhǎng)速率增長(zhǎng)速率 末數(shù)初數(shù)末數(shù)初數(shù) 單位時(shí)間單位時(shí)間 NtNo(個(gè)) T(年) 增長(zhǎng)率增長(zhǎng)率 初數(shù)初數(shù) 末數(shù)初數(shù)末數(shù)初數(shù) 100 No NtNo 18學(xué)校教課 指數(shù)增長(zhǎng)小結(jié)指數(shù)增長(zhǎng)小結(jié) 開(kāi)始種群數(shù)量少，起始增長(zhǎng)開(kāi)始種群數(shù)量少，起始增長(zhǎng)很慢很慢 隨著種群基數(shù)的加大，增長(zhǎng)越來(lái)越快隨著種群基數(shù)的加大，增長(zhǎng)越來(lái)越快 種群增長(zhǎng)速率種群增長(zhǎng)速率(曲線斜率曲線斜率)越來(lái)越大，增長(zhǎng)率保持不變?cè)絹?lái)越大，增長(zhǎng)率保持不變 理想狀態(tài)或種群遷入新環(huán)境的一定時(shí)期理想狀態(tài)或種群遷入新環(huán)境的一定時(shí)期 19學(xué)校教課 高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5

11、 5個(gè)大草履蟲(chóng)置于個(gè)大草履蟲(chóng)置于0.5mL0.5mL的培養(yǎng)液中，的培養(yǎng)液中， 每隔每隔2424小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下 大草履蟲(chóng)種群研究的實(shí)驗(yàn) 20學(xué)校教課 21學(xué)校教課 大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線 食物等資源和空間總是有食物等資源和空間總是有 限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇， 捕食者數(shù)量不斷增加，導(dǎo)捕食者數(shù)量不斷增加，導(dǎo) 致該種群的出生率降低，致該種群的出生率降低， 死亡率增高。當(dāng)出生率與死亡率增高。當(dāng)出生率與 死亡率相等時(shí)，種群的增死亡率相等時(shí)，種群的增 長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定

12、在一定的水平。在一定的水平。 邏輯斯諦增長(zhǎng) K K值：值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中 所能維持的所能維持的種群最大數(shù)量種群最大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量環(huán)境容納量 22學(xué)校教課 K/2 產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力食物、空間、種內(nèi)斗爭(zhēng)、食物、空間、種內(nèi)斗爭(zhēng)、 種間競(jìng)爭(zhēng)、天敵等種間競(jìng)爭(zhēng)、天敵等 起始起始K/2K 增長(zhǎng)速率增長(zhǎng)速率0最大最大0 種群密度種群密度加速增大加速增大減速增大減速增大 增長(zhǎng)特點(diǎn)增長(zhǎng)特點(diǎn)： 邏輯斯諦增長(zhǎng) 23學(xué)校教課 條件： 資源有限資源有限 空間有限空間有限 受其他生物制約受其他生物制約 特點(diǎn)： 種群起始呈種群起

13、始呈加速加速增長(zhǎng)增長(zhǎng) K/2K/2時(shí)增長(zhǎng)最快時(shí)增長(zhǎng)最快 此后便此后便減速減速增長(zhǎng)增長(zhǎng) 到到K K值便值便停止或在停止或在K K值上下波動(dòng)值上下波動(dòng) 種群種群增長(zhǎng)速率增長(zhǎng)速率先增加，后減少先增加，后減少 種群種群增長(zhǎng)率增長(zhǎng)率不斷減少不斷減少 24學(xué)校教課 陰影部分代表因陰影部分代表因環(huán)境阻力環(huán)境阻力而被淘汰的個(gè)體；而被淘汰的個(gè)體； 陰影的大小代表陰影的大小代表環(huán)境阻力的大小環(huán)境阻力的大小。 25學(xué)校教課 “J”型曲線 “S”型曲線 形成條件 適用范圍 增長(zhǎng)率 變化 增長(zhǎng)速率 變化 K 值 理想條件下理想條件下 資源無(wú)限資源無(wú)限 自然條件下自然條件下 資源有限資源有限 實(shí)驗(yàn)室和種群遷入實(shí)驗(yàn)室和種群

14、遷入 新的環(huán)境中最初的新的環(huán)境中最初的 一段時(shí)間內(nèi)的增長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的增長(zhǎng) 一般自然種群一般自然種群 的增長(zhǎng)的增長(zhǎng) 不不 變變 變變 化化 無(wú)無(wú)有有 逐漸增大逐漸增大 逐漸減少逐漸減少 26學(xué)校教課 思考思考：從環(huán)境容納量（：從環(huán)境容納量（K K值）的角度思考：值）的角度思考： （1 1）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？ （2 2）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么 措施？措施？ 建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提提 高環(huán)境容納量。高環(huán)境容納量。 可以采取措施可以采取

15、措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量降低有害動(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。巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。 27學(xué)校教課 牧民在承包的牧民在承包的 草場(chǎng)上該放養(yǎng)多少草場(chǎng)上該放養(yǎng)多少 頭羊，既能保護(hù)草頭羊，既能保護(hù)草 原，又能取得最好原，又能取得最好 經(jīng)濟(jì)效益？經(jīng)濟(jì)效益？ 對(duì)于某水體中對(duì)于某水體中 的魚(yú)，何時(shí)捕？捕的魚(yú)，何時(shí)捕？捕 撈多少？才能既不撈多少？才能既不 會(huì)使資源枯竭，又會(huì)使資源

16、枯竭，又 使資源得到充分利使資源得到充分利 用用? ? 28學(xué)校教課 q T2T0 種群增長(zhǎng)速率種群增長(zhǎng)速率 某種魚(yú)遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，種群數(shù)量增長(zhǎng)速率某種魚(yú)遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，種群數(shù)量增長(zhǎng)速率 隨時(shí)間變化的曲線，下列敘述正確的是（隨時(shí)間變化的曲線，下列敘述正確的是（ ） A.A.在在T0-T2T0-T2時(shí)，種群數(shù)量呈時(shí)，種群數(shù)量呈“J”J”型增長(zhǎng)型增長(zhǎng) B.B.若在若在T2T2時(shí)種群的數(shù)量為時(shí)種群的數(shù)量為N N，則在，則在T1T1時(shí)種群的時(shí)種群的 數(shù)量為數(shù)量為N/2N/2； C.C.捕獲該魚(yú)的最佳時(shí)期為捕獲該魚(yú)的最佳時(shí)期為T(mén)2T2時(shí)時(shí) D.D.在在TI-T2TI-T2時(shí)，該魚(yú)種群數(shù)量呈下降趨勢(shì)。

17、時(shí)，該魚(yú)種群數(shù)量呈下降趨勢(shì)。 B 29學(xué)校教課 一、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的構(gòu)造一、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的構(gòu)造 血細(xì)胞計(jì)數(shù)室有2mm2mm方格型，由于方格網(wǎng)距蓋玻片 0.1mm，因此容積為0.4mm3(410-4mL) 30學(xué)校教課 二、計(jì)數(shù)室的類型二、計(jì)數(shù)室的類型 31學(xué)校教課 32學(xué)校教課 在計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)沉降在格線上的細(xì)胞的統(tǒng)計(jì)應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)定。如菌體位于大方格 的雙線上，計(jì)數(shù)時(shí)則數(shù)上線不數(shù)下線，數(shù)左線不數(shù)右線，以減少誤差。即位于 本格上線和左線上的細(xì)胞計(jì)入本格，本格的下線和右線上的細(xì)胞按規(guī)定計(jì)入相 應(yīng)的格中。 1、視待測(cè)菌懸液濃度，加無(wú)菌水適當(dāng)稀釋，以每小格的菌數(shù)可數(shù)為度。 2、取潔凈的血球計(jì)數(shù)板一塊，在計(jì)數(shù)

18、區(qū)上蓋上一塊蓋玻片。 3、將菌懸液搖勻，用滴管吸取少許，從計(jì)數(shù)板中間平臺(tái)兩側(cè)的溝槽內(nèi)沿蓋玻片 的下邊緣滴入一小滴（不宜過(guò)多），讓菌懸液利用液體的表面張力充滿計(jì)數(shù)區(qū)， 勿使氣泡產(chǎn)生，并用吸水紙吸去溝槽中流出的多余菌懸液。也可以將菌懸液直 接滴加在計(jì)數(shù)區(qū)上，然后加蓋蓋玻片 4、靜置片刻，使細(xì)胞沉降到計(jì)數(shù)板上，不再隨液體漂移。將血球計(jì)數(shù)板放置于 顯微鏡的載物臺(tái)上夾穩(wěn)，先在低倍鏡下找到計(jì)數(shù)區(qū)后，再轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察并計(jì) 數(shù)。 33學(xué)校教課 三、計(jì)數(shù)方法三、計(jì)數(shù)方法 34學(xué)校教課 四、注意事項(xiàng)四、注意事項(xiàng) 35學(xué)校教課 36學(xué)校教課 種群的數(shù)量波動(dòng)種群的數(shù)量波動(dòng) 環(huán)境容納量是種群數(shù)量的平均值，實(shí)際的種群數(shù)量在這環(huán)境容納量是種群數(shù)量的平均值，實(shí)際的種群數(shù)量在這 個(gè)平均值（種群平衡密度）上下波動(dòng)。個(gè)平均值（種群平衡密度）上下波動(dòng)。 波動(dòng)幅度有大有?。豢梢允欠侵芷谛砸部墒侵芷谛?，波動(dòng)幅度有大有小；可以是非周期性也可是周期性， 概念：由于概念：由于出生率和死亡率出生率和死亡率的變動(dòng)的變動(dòng)和環(huán)境條件和環(huán)境條件的的 改變所引起的種群個(gè)體數(shù)量隨時(shí)間的變化。改變所引起的種群個(gè)體數(shù)量隨時(shí)間的變化。 37學(xué)校教課 （1）非周期性波動(dòng)）非周期性波動(dòng) 常由氣候因素引起常由氣候因素引起 38學(xué)校教課 （2）周期性波動(dòng)）周期性波動(dòng) 任何波動(dòng)只要在任何波動(dòng)只要在兩個(gè)波峰之