種群數(shù)量的變化課件-002

第四章種群和群落

第2節(jié)種群數(shù)量的變化第四章種群和群落第2節(jié)種群數(shù)量的變化案例1——瘋長(zhǎng)的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例1——瘋長(zhǎng)的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例2——瀕危的金絲猴黔金絲猴：500～600只滇金絲猴：<2000只案例2——瀕危的金絲猴案例3—種群大爆炸東亞飛蝗案例3—種群大爆炸東亞飛蝗氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人為因素：人類(lèi)活動(dòng)等影響種群數(shù)量變化的因素？一、種群數(shù)量的變化增長(zhǎng)、下降、波動(dòng)、穩(wěn)定等氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人類(lèi)活動(dòng)等一、種群數(shù)量的變問(wèn)題的提出假設(shè)漁民楊大叔承包了一個(gè)魚(yú)塘養(yǎng)魚(yú)，那么他就要考慮，一次投放多少幼苗？對(duì)于水體中的魚(yú)，何時(shí)捕？捕撈多少？才能既不會(huì)使資源枯竭，又能使資源得到充分利用?問(wèn)題：種群增長(zhǎng)的數(shù)量變化有怎樣的規(guī)律？問(wèn)題：如何合理利用和保護(hù)生物資源？問(wèn)題的提出假設(shè)漁民楊大叔承包了一個(gè)魚(yú)塘養(yǎng)魚(yú)，那么他就要考慮，數(shù)學(xué)模型：是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等形式。二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法

描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型：二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法描述、解釋和細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)細(xì)菌的增長(zhǎng)變化進(jìn)行表達(dá)二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）任務(wù)1：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。任務(wù)2：用公式表示出第n代的細(xì)菌數(shù)量Nn（20min時(shí)為第一代）：任務(wù)3：72h后種群數(shù)量是多少？任務(wù)4：利用表格中數(shù)據(jù)畫(huà)出細(xì)菌的種群增長(zhǎng)曲線(xiàn)探究活動(dòng)時(shí)間（min)20406080100120140160180曲線(xiàn)圖與數(shù)學(xué)公式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？曲線(xiàn)圖：直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)公式：精確，但不夠直觀。數(shù)學(xué)公式：Nn=2n(N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代)數(shù)學(xué)模型曲線(xiàn)圖與數(shù)學(xué)公式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？曲線(xiàn)圖：直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)觀察研究對(duì)象提出問(wèn)題提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)修正完善二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法觀察研究對(duì)象提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實(shí)例1：澳大利亞野兔思考：以上研究的是在實(shí)驗(yàn)條件下（理想條件下）種群的數(shù)量變化，在自然界中有沒(méi)有符合這種規(guī)律的實(shí)例？1859年，24只野兔實(shí)例2：在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。在1937－1942年期間，這個(gè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)如下圖所示。

實(shí)例2：在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。拓展：1、還能不能用數(shù)學(xué)公式：Nn=2n來(lái)描述環(huán)頸雉在1937-1942年期間種群增長(zhǎng)的規(guī)律？為什么？不能，這個(gè)種群的起始個(gè)體不是一個(gè)，而且它們的繁殖方式也不是分裂生殖，可能一次產(chǎn)生很多后代。2、如何拓展出新的數(shù)學(xué)公式來(lái)描述該種群增長(zhǎng)規(guī)律？拓展：不能，這個(gè)種群的起始個(gè)體不是一個(gè)，而且它們的繁殖方式也拓展：Nn＝1×2n（n為第幾代）細(xì)菌增殖公式：1為起始數(shù)量N0表示種群起始數(shù)量

2為前后種群數(shù)量數(shù)量比λ表示種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)Nn＝N0×

λ

n（n為時(shí)間）時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）248163264128256512123456789拓展：Nn＝1×2n細(xì)菌增殖公式：1為起始數(shù)量N0表示種群起N0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，λ表示該種群數(shù)量是一年前的倍數(shù)。條件：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。模型：

Nt=N0λt符合什么樣的條件，種群才會(huì)這樣增長(zhǎng)？三、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)N0為某種動(dòng)物種群的起始數(shù)量，條件：在食物和空間條件充裕、氣問(wèn)題探討在楊大叔的魚(yú)塘里魚(yú)蝦會(huì)按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？為什么？如何驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)？不會(huì)。原因是資源和空間是有限的。生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如圖所示的結(jié)果。問(wèn)題探討在楊大叔的魚(yú)塘里魚(yú)蝦會(huì)按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？為什么？不思考：1、曲線(xiàn)形狀象什么？其種群達(dá)到基本穩(wěn)定的數(shù)量值稱(chēng)為什么？“S”型曲線(xiàn)2、大草履蟲(chóng)數(shù)量增長(zhǎng)過(guò)程中增長(zhǎng)速率是如何變的，哪一點(diǎn)增長(zhǎng)速度最快？四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)K值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(chēng)為環(huán)境容納量。思考：“S”型曲線(xiàn)2、大草履蟲(chóng)數(shù)量增長(zhǎng)過(guò)程中增長(zhǎng)速率是如何變種群增長(zhǎng)速率不斷降低種群數(shù)量K/2→K值時(shí)，四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群增長(zhǎng)速率為零,但種群數(shù)量達(dá)到最大，且種內(nèi)斗爭(zhēng)最劇烈。種群數(shù)量在K/2值時(shí)，種群增長(zhǎng)速率最大種群數(shù)量由0→K/2值時(shí)，種群增長(zhǎng)速率不斷增大K/2增長(zhǎng)速率最快K值：環(huán)境容納量種群增長(zhǎng)速率不斷降低種群數(shù)量K/2→K值時(shí)，四、種群增長(zhǎng)的abcK/2d思考：如果我們要指導(dǎo)楊大叔養(yǎng)魚(yú)，捕魚(yú)應(yīng)該選擇在種群數(shù)量是多少時(shí)最好？應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平最好?

（用圖中所標(biāo)注的點(diǎn)來(lái)描述）四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)思考：圖中陰影部分代表什么？環(huán)境阻力陰影部分代表被環(huán)境阻力（自然選擇）淘汰掉的那部分種群數(shù)量abcK/2d思考：四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)思考：環(huán)境阻力思考討論從環(huán)境容納量的角度看，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低環(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。K值并不是固定不變的思考討論從環(huán)境容納量的角度看，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采云豹的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)野豬的保護(hù)救護(hù)被困的鯨魚(yú)全力防蝗減災(zāi)云豹的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)野豬的保護(hù)救護(hù)被困的鯨魚(yú)全力防蝗減災(zāi)1、為野生生物資源的合理利用及保護(hù)提供理論指導(dǎo)。

（合理利用和保護(hù)野生生物資源）2、為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。3、通過(guò)研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為有害生物的預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。（為防治有害生物提供科學(xué)依據(jù)）4、為引進(jìn)外來(lái)物種提供理性的思考。

5、有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。（拯救和恢復(fù)瀕危動(dòng)物種群）五、研究種群數(shù)量變化的意義1、為野生生物資源的合理利用及保護(hù)提供理論指導(dǎo)。五、研究種總結(jié)一、種群數(shù)量的變化二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法三、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)五、研究種群數(shù)量變化的意義總結(jié)一、種群數(shù)量的變化鞏固練習(xí)B鞏固練習(xí)BD鞏固練習(xí)D鞏固練習(xí)若如圖表示某種小型淡水魚(yú)遷入新的湖泊后種群增長(zhǎng)速率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，請(qǐng)判斷如下敘述的正誤：(1)該種小型淡水魚(yú)在新的環(huán)境中呈“J”型增長(zhǎng)。(

)(2)該種魚(yú)在新湖泊中的環(huán)境容納量約為t2時(shí)該魚(yú)數(shù)量的兩倍。(

)(3)t4時(shí)該種小型淡水魚(yú)在新環(huán)境中逐漸消失。(

)×√×變式訓(xùn)練若如圖表示某種小型淡水魚(yú)遷入新的湖泊后種群增×√×變式訓(xùn)練第四章種群和群落

第2節(jié)種群數(shù)量的變化第四章種群和群落第2節(jié)種群數(shù)量的變化案例1——瘋長(zhǎng)的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例1——瘋長(zhǎng)的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例2——瀕危的金絲猴黔金絲猴：500～600只滇金絲猴：<2000只案例2——瀕危的金絲猴案例3—種群大爆炸東亞飛蝗案例3—種群大爆炸東亞飛蝗氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人為因素：人類(lèi)活動(dòng)等影響種群數(shù)量變化的因素？一、種群數(shù)量的變化增長(zhǎng)、下降、波動(dòng)、穩(wěn)定等氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人類(lèi)活動(dòng)等一、種群數(shù)量的變問(wèn)題的提出假設(shè)漁民楊大叔承包了一個(gè)魚(yú)塘養(yǎng)魚(yú)，那么他就要考慮，一次投放多少幼苗？對(duì)于水體中的魚(yú)，何時(shí)捕？捕撈多少？才能既不會(huì)使資源枯竭，又能使資源得到充分利用?問(wèn)題：種群增長(zhǎng)的數(shù)量變化有怎樣的規(guī)律？問(wèn)題：如何合理利用和保護(hù)生物資源？問(wèn)題的提出假設(shè)漁民楊大叔承包了一個(gè)魚(yú)塘養(yǎng)魚(yú)，那么他就要考慮，數(shù)學(xué)模型：是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等形式。二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法

描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型：二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法描述、解釋和細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)細(xì)菌的增長(zhǎng)變化進(jìn)行表達(dá)二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法細(xì)菌在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）任務(wù)1：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。任務(wù)2：用公式表示出第n代的細(xì)菌數(shù)量Nn（20min時(shí)為第一代）：任務(wù)3：72h后種群數(shù)量是多少？任務(wù)4：利用表格中數(shù)據(jù)畫(huà)出細(xì)菌的種群增長(zhǎng)曲線(xiàn)探究活動(dòng)時(shí)間（min)20406080100120140160180曲線(xiàn)圖與數(shù)學(xué)公式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？曲線(xiàn)圖：直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)公式：精確，但不夠直觀。數(shù)學(xué)公式：Nn=2n(N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代)數(shù)學(xué)模型曲線(xiàn)圖與數(shù)學(xué)公式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？曲線(xiàn)圖：直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)觀察研究對(duì)象提出問(wèn)題提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)修正完善二、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法觀察研究對(duì)象提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實(shí)例1：澳大利亞野兔思考：以上研究的是在實(shí)驗(yàn)條件下（理想條件下）種群的數(shù)量變化，在自然界中有沒(méi)有符合這種規(guī)律的實(shí)例？1859年，24只野兔實(shí)例2：在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。在1937－1942年期間，這個(gè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)如下圖所示。

實(shí)例2：在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。拓展：1、還能不能用數(shù)學(xué)公式：Nn=2n來(lái)描述環(huán)頸雉在1937-1942年期間種群增長(zhǎng)的規(guī)律？為什么？不能，這個(gè)種群的起始個(gè)體不是一個(gè)，而且它們的繁殖方式也不是分裂生殖，可能一次產(chǎn)生很多后代。2、如何拓展出新的數(shù)學(xué)公式來(lái)描述該種群增長(zhǎng)規(guī)律？拓展：不能，這個(gè)種群的起始個(gè)體不是一個(gè)，而且它們的繁殖方式也拓展：Nn＝1×2n（n為第幾代）細(xì)菌增殖公式：1為起始數(shù)量N0表示種群起始數(shù)量

2為前后種群數(shù)量數(shù)量比λ表示種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)Nn＝N0×

λ

n（n為時(shí)間）時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）248163264128256512123456789拓展：Nn＝1×2n細(xì)菌增殖公式：1為起始數(shù)量N0表示種群起N0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，λ表示該種群數(shù)量是一年前的倍數(shù)。條件：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。模型：

Nt=N0λt符合什么樣的條件，種群才會(huì)這樣增長(zhǎng)？三、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)N0為某種動(dòng)物種群的起始數(shù)量，條件：在食物和空間條件充裕、氣問(wèn)題探討在楊大叔的魚(yú)塘里魚(yú)蝦會(huì)按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？為什么？如何驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)？不會(huì)。原因是資源和空間是有限的。生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如圖所示的結(jié)果。問(wèn)題探討在楊大叔的魚(yú)塘里魚(yú)蝦會(huì)按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？為什么？不思考：1、曲線(xiàn)形狀象什么？其種群達(dá)到基本穩(wěn)定的數(shù)量值稱(chēng)為什么？“S”型曲線(xiàn)2、大草履蟲(chóng)數(shù)量增長(zhǎng)過(guò)程中增長(zhǎng)速率是如何變的，哪一點(diǎn)增長(zhǎng)速度最快？四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)K值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(chēng)為環(huán)境容納量。思考：“S”型曲線(xiàn)2、大草履蟲(chóng)數(shù)量增長(zhǎng)過(guò)程中增長(zhǎng)速率是如何變種群增長(zhǎng)速率不斷降低種群數(shù)量K/2→K值時(shí)，四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群增長(zhǎng)速率為零,但種群數(shù)量達(dá)到最大，且種內(nèi)斗爭(zhēng)最劇烈。種群數(shù)量在K/2值時(shí)，種群增長(zhǎng)速率最大種群數(shù)量由0→K/2值時(shí)，種群增長(zhǎng)速率不斷增大K/2增長(zhǎng)速率最快K值：環(huán)境容納量種群增長(zhǎng)速率不斷降低種群數(shù)量K/2→K值時(shí)，四、種群增長(zhǎng)的abcK/2d思考：如果我們要指導(dǎo)楊大叔養(yǎng)魚(yú)，捕魚(yú)應(yīng)該選擇在種群數(shù)量是多少時(shí)最好？應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平最好?

（用圖中所標(biāo)注的點(diǎn)來(lái)描述）四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)思考：圖中陰影部分代表什么？環(huán)境阻力陰影部分代表被環(huán)境阻力（自然選擇）淘汰掉的那部分種群數(shù)量abcK/2d思考：四、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn)思考：環(huán)境阻力思考討論從環(huán)境容納量的角度看，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低環(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