1.2種群數(shù)量的變化課件-高二上學期生物人教版選擇性必修2-2

第2節(jié)

種群的數(shù)量變化問題探討

假設在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。時間（min)020406080100120140160180分裂次數(shù)0123456789數(shù)量（個）1248163264128256512建立數(shù)學模型0時間/min細菌數(shù)量/個10020030040050020406080100120140160180數(shù)學公式曲線圖科學、精確直觀Nn=2n生物模型：物理模型、

數(shù)學模型、概念模型細菌每20min分裂一次，怎樣計算繁殖n代的數(shù)量？在資源和生存空間沒有限制的條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2nN代表細菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己年建立的模型進行檢驗或修正觀察研究對象，提出問題提出假設建立數(shù)學模型檢驗或修正研究實例研究方法建立數(shù)學模型資料1：1859年，一位來澳大利亞定居的英國人在他的農(nóng)場中放生了24只野兔，一個世紀后，這24只野兔的后代竟超過6億只。資料2：20世紀30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個島嶼。1937-1942年，這個種群增長如右圖所示。自然界種群增長的實例種群的“J”形增長①食物和空間條件充足；②氣候適宜；③沒有天敵和其他競爭物種；1.條件：2.公式：Nt=N0

λt時間(t)種群數(shù)量理想狀態(tài)無環(huán)境阻力。聯(lián)系實際

：

生物入侵現(xiàn)象①當入=1時，種群數(shù)量如何變化?②當入>1時，種群數(shù)量如何變化?③當入<1時,種群數(shù)量如何變化?種群數(shù)量基本不變

(相對穩(wěn)定)種群數(shù)量增長種群數(shù)量下降請思考：種群數(shù)量變化符合數(shù)學公式:Nt=N0×λt

時，種群數(shù)量一定是“J”形增長曲線嗎?“J”形增長公式：Nt=N0

λt時間(t)種群數(shù)量

注意：λ是定值，且大于1增長率：λ-1，

不變增長速率：逐漸增大

（看切線）增長率增長速率含義單位時間內凈增加的個體數(shù)占原來個體數(shù)的比例

(百分比，無單位)

單位時間

內增加的個體數(shù)量(有單位，

如個/年)計算公式增長率=（現(xiàn)有數(shù)量-原有數(shù)量）/

原有個體數(shù)增長速率=（現(xiàn)有數(shù)量-原有數(shù)量）/

時間舉例“一個種群有1000個個體,一年后增加到1100”,則該種群的增長速率為:“一個種群有1000個個體,一年后增加到1100”,則該種群的增長率為:×100%=10%1100-10001000=100個/年

1100-10001年增長率

與

增長速率的比較倍數(shù)關系，λ-1，出生率-死亡率看切線斜率【實例】生態(tài)學家高斯的實驗

在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)反復實驗，結果如下圖所示。問題:為什么沒有出現(xiàn)“J”形增長？“S”形增長種群的“S”形增長1.條件：資源、空間有限，種內競爭加劇，存在天敵等原因。存在環(huán)境阻力2.K值（環(huán)境容納量）：一定環(huán)境條件所能維持（不能說達到）的種群最大數(shù)量種群的“S”形增長增長速率：先增大后減小，當種群數(shù)量為

k/2時，

達到最大。增長率：逐漸減小K值（環(huán)境容納量）：K值會隨環(huán)境的改變而改變選K2作為K值思考：在養(yǎng)魚業(yè)上，為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得較高的經(jīng)濟效益，應在什么時候開始捕撈？使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平？K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2K值

和

K/2值的應用K值的應用：保護瀕危動物：有害生物防治：建立自然保護區(qū)，增大K值增大環(huán)境阻力，減小K值漁業(yè)捕撈：在K/2之后捕撈，

捕撈后數(shù)量維持在

K/2K/2值的應用：有害生物防治：在K/2之前防治，

嚴防達到K/2，越早越好。注意：“S”形曲線的前期不等同于“J”形曲線，因為存在環(huán)境阻力?！癑”形曲線與“S”形增長曲線的聯(lián)系K值代表：環(huán)境阻力，生存斗爭中淘汰的個體。在自然界，有的種群能夠在一段時期內維持數(shù)量的相對穩(wěn)定。1.種群數(shù)量的

相對穩(wěn)定:種群數(shù)量的波動2.種群數(shù)量的波動:

對于大多數(shù)生物種群來說，由于氣候、食物、天敵、疾病等多種環(huán)境因素的影響，種群數(shù)量總是在波動中。在K值不變的情況下，種群的數(shù)量總是圍繞著K值上下波動。

處在波動狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。如蝗災、鼠災、赤潮等。3.種群數(shù)量的爆發(fā):4.種群數(shù)量的下降:

當種群長久處于不利條件下，種群數(shù)量會出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。如遭遇人類亂捕濫殺和棲息地破壞。

種群的延續(xù)需要有一定的個體數(shù)量為基礎。當一個種群的數(shù)量過少，種群可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。

▲對于那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需要的最小種群數(shù)量的物種，需要采取有效的措施進行保護。（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護。

研究意義（2）對有害動物的防治。（3）有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復。環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率種群數(shù)量的變化氣候、食物、天敵、疾病等增或減穩(wěn)定、波動、增長、下降等直接因素：

出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素：

年齡組成和性別比例人為干擾：

過度捕獵、棲息地破壞等環(huán)境因素：

氣候、食物、天敵、疾病等影響種群數(shù)量變化的因素小結構建知識網(wǎng)絡對有害生物防治:1）采用化學和物理的方法控制現(xiàn)有有害生物的數(shù)量（小于K/2），降低其增長速率；2）減少獲取食物的機會等降低環(huán)境容納量（K值）；3）有效保護或合理引入天敵【生物防治】舉例：鼠害發(fā)生時，既適當采用化學和物理的方法控制現(xiàn)存害鼠的種群數(shù)量，又可以通過引入天敵、減少食物等方法，降低其環(huán)境容納量。防治思路：a.增大死亡率。具體措施：機械捕殺【物理防治】、藥物毒殺【化學防治】等。b.降低出生率。具體措施：施用避孕藥、降低生殖率的激素等。c.降低環(huán)境容納量。具體措施：養(yǎng)殖家貓捕食家鼠、搞好環(huán)境衛(wèi)生、硬化地面、安全儲藏食物等。降低有害生物環(huán)境容納量是防治有害生物的根本措施辨析不同曲線模型中的“K值”與“K/2”課下請完成課后檢測實戰(zhàn)訓練

1.數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式．建立數(shù)學模型一般包括以下步驟，下列排列順序正確的是（）①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質進行表達；

②通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正．③觀察研究對象，提出問題；

④提出合理的假設；A.①②③④

B.②①③④

C.③④①②