種群數(shù)量的變化課件姜美娟

大腸桿菌一、建構(gòu)種群增長模型大腸桿菌一、建構(gòu)種群增長模型1培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基一、建構(gòu)種群增長模型培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基一、建構(gòu)種群增長模型2思考：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代時間分鐘20406080100120140160180細菌數(shù)量(2)根據(jù)上表，寫出n代細菌數(shù)量的計算公式。(1)請你計算出一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量:一、建構(gòu)種群增長模型思考：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘3（3）將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點？直觀，但不夠精確。一、建構(gòu)種群增長模型（3）將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較4

數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立模型一般包括以下步驟：在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響細菌每20min分裂一次Nn=2n

N代表細菌數(shù)量，n代表第幾代觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正觀察研究對象，提出問題提出合理假設(shè)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正研究實例研究方法數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)在資源和5細菌的數(shù)量／個

理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有此類型嗎？二、種群增長的“J”型曲線細菌的數(shù)量／個理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有61859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔1859年，24只野兔7實例2：鳳眼蓮實例2：鳳眼蓮8繪出上述實例中相關(guān)生物的增長曲線示意圖討論1：出現(xiàn)這種增長的原因有哪些？繪出上述實例中相關(guān)生物的增長曲線示意圖9“J”型增長的數(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，沒有敵害等；（N0為起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長率．）

2、種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0

λt

種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍?！癑”型增長的數(shù)學(xué)模型1、模型假設(shè)：理想狀態(tài)——食物充足10[例]生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線．“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？大草履蟲種群的增長曲線討論2：大草履蟲的增長呈“S”型曲線的原因有哪些？[例]生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于11存在環(huán)境阻力———

自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等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，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。

當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平。三、種群增長的“S”型曲線存在環(huán)境阻力———自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等資源和空12種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。

K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。三、種群增長的“S”型曲線

種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值13

討論4：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考：（1）對瀕危動物如大熊貓應(yīng)采取什么保護措施？（2）對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當采取什么措施？建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。三、種群增長的“S”型曲線討論4：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考：（2）14種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長）種群增長的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長）種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線15大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，四、種群數(shù)量的波動和下降

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡課后調(diào)查：長江流域，近百年有多少物種消失或瀕臨滅絕?同時探究在其背后的原因。大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，四、種群數(shù)量的波動和下降16在FaroeIslands上，捕鯨現(xiàn)場成了血的海洋

在FaroeIslands上，17蒼鷺的保護云豹的保護野豬的保護救護被困的鯨魚全力防蝗減災(zāi)蒼鷺的保護云豹的保護野豬的保護救護被困的鯨魚全力防蝗減災(zāi)18有利于野生生物資源的合理利用及保護。通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。為引進外來物種提供理性的思考?！?/p>

研究種群數(shù)量變化有何意義？有利于野生生物資源的合理利用及保護。研究種群數(shù)量變化有何19大腸桿菌一、建構(gòu)種群增長模型大腸桿菌一、建構(gòu)種群增長模型20培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基一、建構(gòu)種群增長模型培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基一、建構(gòu)種群增長模型21思考：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代時間分鐘20406080100120140160180細菌數(shù)量(2)根據(jù)上表，寫出n代細菌數(shù)量的計算公式。(1)請你計算出一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量:一、建構(gòu)種群增長模型思考：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘22（3）將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點？直觀，但不夠精確。一、建構(gòu)種群增長模型（3）將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較23

數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。建立模型一般包括以下步驟：在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響細菌每20min分裂一次Nn=2n

N代表細菌數(shù)量，n代表第幾代觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正觀察研究對象，提出問題提出合理假設(shè)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正研究實例研究方法數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)在資源和24細菌的數(shù)量／個

理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有此類型嗎？二、種群增長的“J”型曲線細菌的數(shù)量／個理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有251859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔1859年，24只野兔26實例2：鳳眼蓮實例2：鳳眼蓮27繪出上述實例中相關(guān)生物的增長曲線示意圖討論1：出現(xiàn)這種增長的原因有哪些？繪出上述實例中相關(guān)生物的增長曲線示意圖28“J”型增長的數(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，沒有敵害等；（N0為起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長率．）

2、種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0

λt

種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍。“J”型增長的數(shù)學(xué)模型1、模型假設(shè)：理想狀態(tài)——食物充足29[例]生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線．“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？大草履蟲種群的增長曲線討論2：大草履蟲的增長呈“S”型曲線的原因有哪些？[例]生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于30存在環(huán)境阻力———

自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等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，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。

當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平。三、種群增長的“S”型曲線存在環(huán)境阻力———自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等資源和空31種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。

K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。三、種群增長的“S”型曲線

種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值32

討論4：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考：（1）對瀕危動物如大熊貓應(yīng)采取什么保護措施？（2）對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當采取什么措施？建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量?？梢圆扇〈胧┙档陀泻游锓N群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。三、種群增長的“S”型曲線討論4：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考：（2）33種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長）種群增長的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長）種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線34大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，四、種群數(shù)量的波動和下降

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡課后調(diào)查：長江流域，近百年有多少物種消失或瀕臨滅絕?同時探究在其背后的原因。大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，四、種群數(shù)量的波動和下降35在FaroeIslands上，