種群數(shù)量的變化(閱讀)課件

1、4.2 種群數(shù)量的變化14.2 種群數(shù)量的變化11、數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。一、建構(gòu)種群增長模型的方法21、數(shù)學(xué)模型：一、建構(gòu)種群增長模型的方法2研究實(shí)例研究方法細(xì)菌每20min分裂一次觀察研究對象，提出問題在資源和空間無限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長不會(huì)受種群密度增加的影響提出合理的假設(shè)Nn=2n ， N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟3研究實(shí)例研究方法細(xì)菌每20min分裂一次觀察研究對象，提出問在營養(yǎng)和生存

2、空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過分裂增殖一次。65頁 問題探討4在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過討論：1、n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是什么？Nn = 2n2、72h后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？N = 60min x72h20min = 216Nn =n = 22163、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)公式增長嗎？細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長?？梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。4、雙成 46頁 鞏固15討論：5討論：4、請你計(jì)算一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量，完成表格?。?6頁）6討論：65、以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的種群

3、增長曲線50040020010030075、以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的種群增長曲線思考：同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么優(yōu)點(diǎn)？有什么局限性？時(shí)間數(shù)量Nn=2nN代表細(xì)菌數(shù)量，n代表“代”。 優(yōu)點(diǎn)：能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢。局限性：曲線圖表示的數(shù)學(xué)模型不夠精確！在描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化時(shí)，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為數(shù)學(xué)方程式、曲線圖等。 8思考：同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么優(yōu)點(diǎn)？有什么局限1859年，一個(gè)英格蘭的農(nóng)民帶著24只野兔，登陸澳大利亞并定居下來，但誰也沒想到，一個(gè)世紀(jì)之后，這個(gè)澳洲“客人”的數(shù)量呈指數(shù)增長，達(dá)到6億

4、只之巨。 實(shí)例一理想條件下的種群增長模型二、種群增長的“ J ”型曲線91859年，一個(gè)英格蘭的農(nóng)民帶著24只野兔，登陸澳大利亞并定種群遷入一個(gè)新環(huán)境后，常常在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)“J”型增長。例如，在20世紀(jì)30年代時(shí)，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個(gè)島嶼，在19371942年期間，這個(gè)環(huán)頸雉種群的增長大致符合“J”型曲線（右圖）。 實(shí)例二理想條件下的種群增長模型10種群遷入一個(gè)新環(huán)境后，常常在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)“J”型增長。例如實(shí)例四理想條件下的種群增長模型11實(shí)例四理想條件下的種群增長模型11模型假設(shè)：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一

5、年的倍。建立模型：t年后種群數(shù)量為： Nt = N0tN0 為某種動(dòng)物種群的起始數(shù)量t 為時(shí)間Nt 表示t年后該種群的數(shù)量 表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)思考：1,種群數(shù)量會(huì)有什么變化？12模型假設(shè)：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下時(shí)間數(shù)量“J”型曲線1、條件：3、時(shí)期：2、特點(diǎn)：新物種遷入的開始階段實(shí)驗(yàn)條件下種群數(shù)量連續(xù)增長（1）食物和空間條件充裕（2）氣候適宜（3）沒有敵害等條件下“J”型曲線發(fā)生的條件、特點(diǎn)和時(shí)期？13時(shí)間數(shù)量“J”型曲線1、條件：3、時(shí)期：2、特點(diǎn)：新物種遷入不會(huì)，因?yàn)榇嬖诃h(huán)境阻力?！癑”型增長能一直持續(xù)下去嗎？為什么？14不會(huì)，因?yàn)榇嬖诃h(huán)境阻力。

6、“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？為什么高斯（Gause，1934）把5個(gè)大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下： 三、種群增長的“S”型曲線15高斯（Gause，1934）把5個(gè)大草履蟲置于0.5mL的培大草履蟲種群的增長在資源有限條件下的情況下，種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定。16大草履蟲種群的增長在資源有限條件下的情況下，種群經(jīng)過一定時(shí)間K/2轉(zhuǎn)折期，增長速率最快K值：環(huán)境容納量加速期，個(gè)體數(shù)量增加，增長速率加速調(diào)整期，個(gè)體數(shù)量較少，增長速率緩慢減速期，增長速率緩慢穩(wěn)定期，增長速率為零1、環(huán)境容納量:在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所

7、能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。1.同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。 2.K2時(shí)，此時(shí)種群增長速率最快，可提供的資源數(shù)量也最多 ，而又不影響資源的再生。 增長速率：單位時(shí)間內(nèi)增長的數(shù)量17K/2轉(zhuǎn)折期，增長速率最快K值：環(huán)境容納量加速期，個(gè)體數(shù)量增產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力：自然界的資源和空間總是有限的，種內(nèi)競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。2、種群增長的“”型曲線增長特點(diǎn)： 當(dāng) 出生率=死亡率 時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平18產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力：自然界的資源和空間總是有限的，2、19種群數(shù)量變化曲線與種群增長速率曲線的關(guān)系圖乙的fg段相當(dāng)于圖甲

8、的ac段。圖乙的g點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的c點(diǎn)。圖乙的gh段相當(dāng)于圖甲的cd段。圖乙的h點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的de段。K/2abcdghfe甲乙1919種群數(shù)量變化曲線與種群增長速率曲線的關(guān)系圖乙的fg段在生產(chǎn)中的應(yīng)用K/2a. 有害動(dòng)物的防治，應(yīng)通過降低其環(huán)境容納量。b. 受保護(hù)動(dòng)物的拯救和恢復(fù)，應(yīng)通過改善其棲息環(huán)境，提高K值。c. 生產(chǎn)上的捕獲期應(yīng)確定在種群數(shù)量略比K/2多時(shí)最好；而殺蟲效果最好的時(shí)期在潛伏期（ K/2以下）。20在生產(chǎn)中的應(yīng)用K/2a. 有害動(dòng)物的防治，應(yīng)通過降低其環(huán)境種群在沒有環(huán)境阻力的條件下呈現(xiàn)“J”型增長，實(shí)際上在“S”型增長的最初階段，“J”型增長是一定時(shí)間內(nèi)的增長方式，最終是以”

9、S”型增長結(jié)束。時(shí)間種群數(shù)量J型曲線S型曲線K值3、比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別環(huán)境阻力在生存斗爭被淘汰的個(gè)體21種群在沒有環(huán)境阻力的條件下呈現(xiàn)“J”型增長，時(shí)間種群數(shù)量J型思考怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？ 22思考怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？ 22提示：采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量。1、將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；2、室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；3、養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。 67頁 思考與討論 怎樣做才是最有效的滅鼠措施？ 23提示：采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量。 67頁 思考與四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 在自然界，影響種群

10、數(shù)量的因素很多，如氣候、食物、天敵、傳染病等。因此，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在 中。在不利的條件下，種群數(shù)量還會(huì) 甚至 。 波動(dòng)急劇下降消亡24四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 在自然界，影響種群數(shù)量的因素很多252526261在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是B練習(xí)271在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是B練習(xí)272下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)競爭增加（ ）ACD段（增長速度慢）BDE段（速度加快）CEF段（變化速率加快）DFG段（速度逐漸變慢）D282下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中3、種群的指數(shù)增長（J型）是有條件的，條件之一是（）A在該環(huán)境中只有一個(gè)種群B該種群對環(huán)境的適應(yīng)比其他種群優(yōu)越得多C環(huán)境資源是無限的D環(huán)境資源是有限的C293、種群的指數(shù)增長（J型）是有條件的，條件