種群數(shù)量的變化 省賽獲獎(jiǎng)

1第2節(jié)種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降五、研究種群數(shù)量變化的意義2假設(shè)你的家長(zhǎng)承包了一個(gè)水庫(kù)養(yǎng)魚(yú)蝦，如果一次投放的幼苗過(guò)多或延遲捕撈，由于環(huán)境的負(fù)載能力限制，都不能達(dá)到效益的最優(yōu)化；相反，如果大量捕撈，使魚(yú)蝦數(shù)量大大減少，其種群往往要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的延滯期才能進(jìn)入指數(shù)增長(zhǎng)期，對(duì)生產(chǎn)極為不利。那什么時(shí)候是捕撈的最佳數(shù)量期？問(wèn)題：如何合理利用和保護(hù)生物資源？問(wèn)題：種群的數(shù)量變化有怎樣的規(guī)律？問(wèn)題的提出3預(yù)習(xí)提綱

1.怎樣構(gòu)建種群數(shù)量增長(zhǎng)的模型？2.種群數(shù)量是怎樣變化的？3.什么是環(huán)境容納量？4.影響種群數(shù)量變化的因素有哪些？4一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法問(wèn)題探討在營(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。5一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）2481632641282565121234567891、填寫下表：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。2．n代細(xì)菌數(shù)量Nn的計(jì)算公式是：

Nn3．72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？＝1×２n解：n＝６０minx７２h／２０min＝２１６Nn＝1×２n

＝２２１６6細(xì)菌數(shù)量一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法4、以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？曲線圖：直觀。數(shù)學(xué)公式：精確。Nn

＝1×２n7一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法（數(shù)學(xué)模型）5.類型：⑶坐標(biāo)式（曲線圖、柱狀圖）⑴數(shù)據(jù)分析表格式⑵數(shù)學(xué)方程式Nn=2n方程式——精確曲線圖——直觀8細(xì)菌的數(shù)量／個(gè)

理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)的推測(cè)：自然界中有此類型嗎？二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線9實(shí)例一：1859年，一位英國(guó)人來(lái)到澳大利亞定居，他帶來(lái)了24只野兔。讓他沒(méi)有想到的是，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭(zhēng)食牧草，啃嚙樹(shù)皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。后來(lái)，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。10實(shí)例二：鳳眼蓮（水葫蘆）原產(chǎn)于南美，以一種觀賞性植物零散分布，1844年在美國(guó)博覽會(huì)上被喻為“美化世界的淡紫色花冠”。自此鳳眼蓮被作為觀賞植物引種栽培。1901年作為花卉引入中國(guó)，30年代作為畜禽飼料引入中國(guó)內(nèi)地各省，并作為觀賞和凈化水質(zhì)的植物推廣種植，后逃逸為野生。由于繁殖迅速，幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵，在我國(guó)南方江河湖泊中發(fā)展迅速，目前我國(guó)有這種鳳眼蓮184萬(wàn)噸，成為我國(guó)淡水水體中主要的外來(lái)入侵物種之一。11鳳眼蓮（水葫蘆）12二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線實(shí)例3：自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)，曲線則大致呈“J”型美國(guó)某島嶼環(huán)頸雉種群數(shù)量的增長(zhǎng)13二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒(méi)有天敵等；②增長(zhǎng)特點(diǎn)：

種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的λ倍。③量的計(jì)算：t年后種群的數(shù)量為Nt=N0

λt

（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為一年前種群數(shù)量的倍數(shù)．）

④例子：實(shí)驗(yàn)室條件下、外來(lái)物種入侵、遷移入新環(huán)境。14問(wèn)題探討在一個(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(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?！癑”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？15三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線K=3751.概念：在資源和空間有限時(shí)，種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線稱為“S”型曲線。2.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)量成為環(huán)境容納量，又稱K值。如：大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線16種群增長(zhǎng)速率不斷低種群數(shù)量K/2→K值時(shí)，3.對(duì)種群增長(zhǎng)的“S”型曲線的分析種群數(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)速率增大K/2轉(zhuǎn)折期，增長(zhǎng)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(zhǎng)加速潛伏期，個(gè)體數(shù)量較少增長(zhǎng)緩慢減速期，增長(zhǎng)緩慢飽和期，增長(zhǎng)速率為零17三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線4.產(chǎn)生條件：自然條件(現(xiàn)實(shí)狀態(tài))——食物等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)不斷加劇，天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。5.增長(zhǎng)特點(diǎn)：

種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值），將停止增長(zhǎng)并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。存在環(huán)境阻力種群密度越大環(huán)境阻力越大當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平．18（2）為了保護(hù)魚(yú)類資源不受破壞，并能持續(xù)獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平?根據(jù)種群增長(zhǎng)的S型曲線，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在K/2水平。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長(zhǎng)速率最大。（3）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，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（1）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。6.應(yīng)用：19種群增長(zhǎng)的“S”型曲線問(wèn)題：種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？環(huán)境條件的改變，K值也隨之發(fā)生改變，即改善環(huán)境條件可使K值增大，如環(huán)境條件受到破壞，則K值將會(huì)減小。20四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。211、野生生物資源合理利用和保護(hù)—魚(yú)類的捕撈2、害蟲(chóng)的防治—蝗蟲(chóng)的防治影響種群數(shù)量變化的因素有哪些呢？研究種群數(shù)量變化有何意義？直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵（環(huán)境因素）重要因素：人類的活動(dòng)

種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。種群數(shù)量變化的類型：增長(zhǎng)，穩(wěn)定，波動(dòng)、下降等221．在研究下列幾個(gè)種群的增長(zhǎng)模型時(shí)，最可能與數(shù)學(xué)模型相符合的是 (

)A．麋鹿種群

B．大熊貓種群C．玉米種群

D．青蛙種群答案：C種群的增長(zhǎng)最符合數(shù)學(xué)模型的情形，就是種群中的個(gè)體在上下代之間不重疊的情況。232．在下列圖中，表示種群在無(wú)環(huán)境阻力狀況下增長(zhǎng)的是B243．(2009·廣東高考)太平洋一個(gè)小島上的某野兔種群的數(shù)量變化如下表：該種群變化率最大的時(shí)期為 (

)A．1925－1930年 B．1930－1935年C．1940－1945年 D．1945－1950年年份(年)1920192519301935194019451950數(shù)量(百只)130200398990135012901190B254．右圖為魚(yú)塘中魚(yú)的數(shù)量增長(zhǎng)曲線，為了使魚(yú)塘的總產(chǎn)量達(dá)到最大值，應(yīng)該做到適時(shí)捕撈。下列做法中正確的是

(

)A．超過(guò)T4時(shí)捕撈，使剩余量保持在KB．超過(guò)T3時(shí)捕撈，使剩余量保持在3K/4C．超過(guò)T2時(shí)捕撈，使剩余量保持在K/2D．超過(guò)T4時(shí)捕撈，使剩余量保持在K/4答案：C

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