種群的數(shù)量變化及其增長(zhǎng)曲線分析

關(guān)于種群的數(shù)量變化及其增長(zhǎng)曲線分析第一頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片1、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)模型一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法----數(shù)學(xué)模型物理模型數(shù)學(xué)模型概念模型模型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型真核生物三維結(jié)構(gòu)模型等孟德爾遺傳定律種群增長(zhǎng)模型等人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型血糖調(diào)節(jié)的模型等第二頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片細(xì)菌的分裂生殖第三頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片數(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)題提出合理的假設(shè)通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)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＝２n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)或修正第四頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片將數(shù)學(xué)公式（Nn＝2n）變?yōu)榍€圖時(shí)間分鐘20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量

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第五頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片種群數(shù)量時(shí)間種群增長(zhǎng)的“J”型曲線二、種群數(shù)量的變化滿足條件理想狀態(tài)：食物____，空間______，氣候____，沒(méi)有____等特點(diǎn)種群數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)充足足夠大適宜天敵第六頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片在環(huán)境條件________的情況下，一定空間中所能維持的種群_____數(shù)量。種群增長(zhǎng)的“S”型曲線現(xiàn)實(shí)狀態(tài)——食物等資源和空間總是_____的，種內(nèi)斗爭(zhēng)不斷_____，捕食者數(shù)量不斷_____。K值環(huán)境容納量有限加劇增加不受破壞最大大草履蟲種群的增長(zhǎng)0t/d種群數(shù)量/個(gè)K=375第七頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片在種群“S”型增長(zhǎng)曲線的數(shù)學(xué)模型中，K值不是固定不變的，下列條件會(huì)使種群K值增加的是（）A．地面進(jìn)行硬化后的家鼠B．干旱環(huán)境中的東亞飛蝗C．引入北極狐的旅鼠D．干旱環(huán)境中的大熊貓解答：應(yīng)該是選B。K值的增加要看環(huán)境條件在干旱環(huán)境中有利于飛蝗大量繁殖，而其他的都不利于生物的生長(zhǎng)K值會(huì)減少。B第八頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片*二、“S”型曲線的分析1.“S”型曲線關(guān)鍵點(diǎn)(區(qū)段)的分析第九頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片增長(zhǎng)率：增長(zhǎng)率是指單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量變化率，即種群在單位時(shí)間內(nèi)凈增加的個(gè)體數(shù)占個(gè)體總數(shù)的比率。增長(zhǎng)率＝（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù)）／原有個(gè)體數(shù)

＝出生率—死亡率

＝（出生數(shù)－死亡數(shù)）/（單位時(shí)間×單位數(shù)量）。增長(zhǎng)速率：增長(zhǎng)速率是指單位時(shí)間種群增長(zhǎng)數(shù)量。

增長(zhǎng)速率＝（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù)）／增長(zhǎng)時(shí)間=（出生數(shù)－死亡數(shù)）/單位時(shí)間種群增長(zhǎng)速率就是曲線上通過(guò)每一點(diǎn)的切線斜率。種群增長(zhǎng)率與增長(zhǎng)速率區(qū)別：

第十頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片一對(duì)Ｊ型曲線的分析１．模型假設(shè)在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下，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λ倍。２．對(duì)模型假設(shè)的分析從模型假設(shè)不難得出λ=現(xiàn)有個(gè)體數(shù)／原有個(gè)體數(shù)。結(jié)合增長(zhǎng)率的概念和定義式不難看出，此時(shí)增長(zhǎng)率等于（λ-1），λ不變，增長(zhǎng)率（λ-1）也就不變。再看增長(zhǎng)速率，由于一段時(shí)間內(nèi)種群內(nèi)個(gè)體基數(shù)不斷增大，故這段時(shí)間內(nèi)凈增加的個(gè)體數(shù)（Ｎｔλ－Ｎｔ）不斷增多，除以時(shí)間以后即為增長(zhǎng)速率，可以看出增長(zhǎng)速率是不斷增大的。橫軸表示時(shí)間，縱軸表示種群數(shù)量，在坐標(biāo)系中畫出曲線，那么曲線的斜率就應(yīng)該是種群增長(zhǎng)速率而不是增長(zhǎng)率。第十一頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片３．結(jié)論Ｊ型曲線增長(zhǎng)率保持不變；增長(zhǎng)速率一直增大。曲線的斜率表示增長(zhǎng)速率。“J“型曲線的“增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率和時(shí)間的關(guān)系曲線”“Ｊ”型曲線增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率第十二頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片二對(duì)Ｓ型曲線的分析１．模型假設(shè)自然界的資源和空間總是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭(zhēng)就會(huì)加劇，以該種群為食的動(dòng)物的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)死亡率增加到與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。２．對(duì)模型假設(shè)的分析在有限的資源和空間中，隨著種群數(shù)量的增加，種群增長(zhǎng)的阻力也會(huì)隨之增大，由此導(dǎo)致種群的出生率降低、死亡率增加，二者之間的差值即增長(zhǎng)率是不斷減?。划?dāng)種群的出生率和死亡率相等時(shí)，增長(zhǎng)率為零，此時(shí)種群數(shù)量達(dá)到最大值停止增加。坐標(biāo)系中橫軸仍表示時(shí)間，縱軸仍表示種群數(shù)量，那么曲線的斜率即為種群增長(zhǎng)速率。第十三頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片３．結(jié)論Ｓ型曲線的增長(zhǎng)率與種群數(shù)量成反比，不斷減小；增長(zhǎng)速率先增大后減小。曲線的斜率表示增長(zhǎng)速率?！癝“型曲線的“增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率和時(shí)間的關(guān)系曲線”注：t1時(shí)，種群數(shù)量為K/2；t2時(shí)為K?！癝”型曲線增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率第十四頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片第十五頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片下列有關(guān)種群增長(zhǎng)的S型曲線的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.通常自然界中的種群增長(zhǎng)曲線最終呈S型B.達(dá)到k值時(shí)種群增長(zhǎng)率為零C.種群增長(zhǎng)受自身密度的影響D.種群的增長(zhǎng)速度逐步降低D第十六頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片右圖是小球藻的數(shù)量隨時(shí)間的變化曲線，下列四圖中能正確表示小球藻種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線是C第十七頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片圖示為某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增長(zhǎng)速率隨時(shí)間變化的曲線，根據(jù)該曲線可以得出(

)A．t3時(shí)該種小型淡水魚的年齡結(jié)構(gòu)為衰退型B．t4時(shí)該種小型淡水魚在新環(huán)境中逐漸消失C．該種小型淡水魚在新的環(huán)境中呈“J”型增長(zhǎng)D．該種魚在新湖泊中的環(huán)境容納量約為t2時(shí)該種魚數(shù)量的兩倍【解析】

此曲線的縱坐標(biāo)為“種群增長(zhǎng)速率”，其種群為“S”型增長(zhǎng)，t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的種群數(shù)量為K/2，故C錯(cuò)誤。t3時(shí)刻年齡結(jié)構(gòu)應(yīng)為增長(zhǎng)型，A錯(cuò)誤。t4時(shí)刻種群數(shù)量達(dá)到K值，并非在新環(huán)境中逐漸消失，B錯(cuò)誤?！敬鸢浮?/p>

D第十八頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片

⑴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。⑵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___________________________________________。⑶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)境中的增長(zhǎng)曲線，請(qǐng)仔細(xì)分析圖中去先后回答下列問(wèn)題：ab過(guò)度繁殖死亡率出生率遷出率遷入率ab個(gè)體數(shù)

時(shí)間圖中陰影部分表示環(huán)境阻力，也就是通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量。第十九頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片*二、“S”型曲線的分析3.密閉條件下的“S”型曲線封閉環(huán)境中，無(wú)物質(zhì)和能量的補(bǔ)充，最終導(dǎo)致K值下降。第二十頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片*【例2】下面三種曲線是同一生物在同樣條件下的培養(yǎng)結(jié)果。以下分析錯(cuò)誤的是(

)。A．圖1、2、3都可以表示該種群在有限環(huán)境條件下的增長(zhǎng)規(guī)律B．圖1中A點(diǎn)和圖3中E點(diǎn)的增長(zhǎng)速率與圖2中的C點(diǎn)對(duì)應(yīng)C．圖1中B點(diǎn)和圖3中F點(diǎn)的增長(zhǎng)速率與圖2中的D點(diǎn)對(duì)應(yīng)D．圖1、2、3中的B、C、F點(diǎn)都可以表示種群達(dá)到了環(huán)境容納量點(diǎn)擊

通過(guò)分析曲線可知，三個(gè)曲線圖中的種群個(gè)體數(shù)量最終都達(dá)到一個(gè)最大值，所以它們都屬于“S”型增長(zhǎng)，圖1、2、3中表示種群達(dá)到了環(huán)境容納量的點(diǎn)分別是B、D、F點(diǎn)。答案：D解析三者表示同種數(shù)量變化規(guī)律二、“S”型曲線的分析第二十一頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片*二、“S”型曲線的分析2.“S”型曲線的K值及其變動(dòng)示意圖①同一種生物的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。在環(huán)境不遭受破壞的情況下，K值會(huì)在平均值附近上下波動(dòng)；當(dāng)種群數(shù)量偏離平均值的時(shí)候，會(huì)通過(guò)負(fù)反饋機(jī)制使種群密度回到一定范圍內(nèi)。②環(huán)境遭受破壞，K值會(huì)下降；生物生存的環(huán)境改善，K值會(huì)上升。第二十二頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片東亞飛蝗種群數(shù)量的變化曲線

種群數(shù)量的波動(dòng)第二十三頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片*(2012·重慶理綜，4)圖為某地東亞飛蝗種群數(shù)量變化示意圖，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)。A．為有效防治蝗災(zāi)，應(yīng)在A點(diǎn)之前及時(shí)控制種群密度B．A～B段，該種群的增長(zhǎng)率與種群密度之間呈正相關(guān)C．利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止C點(diǎn)出現(xiàn)D．控制種群數(shù)量在D～E水平，有利于維持該地生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性解析答案訓(xùn)練2分析圖中曲線可發(fā)現(xiàn)，由起點(diǎn)到B點(diǎn)為“S”型曲線，A～B段中，該種群的增長(zhǎng)率在逐漸下降，而種群密度在逐漸增加，二者呈負(fù)相關(guān)。答案：B二、“S”型曲線的分析第二十四頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片在自然界中，影響種群數(shù)量變化的因素主要有哪些？氣候、食物、天敵、傳染病、人類活動(dòng)等.除此之外，影響種群數(shù)量變化的內(nèi)部因素主要有哪些？出生率、死亡率、遷入率、遷出率、年齡組成、性別比例等三、影響種群數(shù)量變化的因素第二十五頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。（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，為害蟲的預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。四、研究種群數(shù)量變化有何意義？（4）有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。第二十六頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片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第二十七頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片圖4—14是某一資源動(dòng)物種群遷入一個(gè)適宜環(huán)境后增長(zhǎng)曲線圖，請(qǐng)回答：(1)圖中表示種群數(shù)量最大的點(diǎn)是___________。(2)圖中表示種群增長(zhǎng)速度最快的點(diǎn)是___________。(3)該種群的增長(zhǎng)速度由緩慢逐漸加快是在遷入___________年后開始的，環(huán)境阻力明顯增大是在遷入后___________年開始的。(4)既要獲得最大的捕獲量，又要使該動(dòng)物資源的更新能力不受破壞，應(yīng)該使該動(dòng)物中群體的數(shù)量保持在圖中哪一點(diǎn)所代表的水平上?___________。d24bb第二十八頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片下圖表示在良好的生長(zhǎng)環(huán)境下，“小球藻分裂繁殖中的細(xì)胞數(shù)量”“雞產(chǎn)蛋數(shù)量（每天產(chǎn)一枚）”和“竹子自然生長(zhǎng)的高度”這三種現(xiàn)象與時(shí)間的關(guān)系，他們依次（

）A．乙、甲、丁B．甲、丙、乙

C．丙、甲、乙D．丁、乙、丙C第二十九頁(yè)，共32頁(yè)幻燈片下圖根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中人工飼養(yǎng)腹果蠅的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)繪制而成的曲線圖。人工飼養(yǎng)是在一定大小的培養(yǎng)瓶中，喂以一定量的酵母菌的條件下進(jìn)行的。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在實(shí)驗(yàn)室條件下用草履蟲、酵母菌所作的實(shí)驗(yàn)與上述結(jié)果相似，表明種群在一定空間、一定資源條件下的增長(zhǎng)類型，一般都是___________。(2)曲線的縱坐標(biāo)_______(“能”或“不能”)反映種群密度的大小。在一定環(huán)境中種群增長(zhǎng)曲線的漸近線，生態(tài)學(xué)上稱為環(huán)境容納量，其含義是_______。一個(gè)種群的環(huán)境容納量______(“能夠”或“不能夠”）隨著環(huán)境的變化而改變。(3)試根