二种群数量的变动

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大熊猫被誉为“活化石”和“中国国宝”，属于我国的一级保护动物。,目前，全国,野生大熊猫,种群数量,达1864只，,圈养大熊猫,种群数量,达到375只。野生大熊猫栖息地面积为258万公顷，潜在栖息地91万公顷，分布在四川、陕西、甘肃三省的17个市（州）、49个县（市、区）、196个乡镇。有大熊猫分布和栖息地分布的保护区数量增加到67处。,研究大熊猫的种群数量变化，对大熊猫的,野化放归,以及我国的,珍稀动物资源保护,等都具有非常重要的意义。,2 种群数量的变动,1,、怎样建构种群数量增长的模型？,2,、种群的数量是怎样变化的？,3,、什么是环境容纳量？,4,、影响种群数量变化的因素有哪些？,本节聚焦,1,细菌的繁殖的方式是？,2,n代细菌的数量计算公式？,3.72,h后，一个细菌的后代数量是多少？,二分裂,N,n,=2,n,N=2,216,问题探讨,请你根据细菌分裂产生的细胞数，,完成课本,P66,表格。,学生活动,在,营养和生存空间没有限制,的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代讨论：,时间分钟,20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,细菌数量,数量,1,2,2,4,3,8,4,16,5,32,6,64,7,128,8,256,9,512,2,2,2,1,2,3,2,4,2,5,2,6,2,7,2,8,2,9,将数学公式（,N,n,=,2,n,),转,变为曲线图,时间,(,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,100,300,500,20,60,100,时间,140,180,细菌个数,将,数学公式（,N,n,=,2,n,),思考,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,100,300,500,20,60,100,时间,140,180,细菌个数,曲线图：更,直观,(,不够精确,),数学方程式：更,精确（不够直观）,用来描述一个系统或它的性质的数学形式,数学模型,思考,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,自然界中有没有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式呢？,思考：,实例,1,：,澳大利亚本来并没有兔子。,1859,年，,24,只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到,100,年，兔子的数量呈指数增长，达到,6,亿只以上，遍布整个大陆。,自然界中，种群的数量变化情况是怎样的？,实例二,:,在,20,世纪,30,年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在,1937-1942,年期间,这个种群数量的增长如下图所示。,概念：,自然界确有类似的细菌在,理想条件,下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“,J,”型。,二,.,种群增长的“,J,”型曲线,时 间,种群数量,1.,模型假设：,食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害、,某物种引入某环境初期,(,非常适宜其生长,),等；,2.,数量变化,:,种群数量,每年以一定的倍数,持续,增长,，第二年的数量是第一年的,倍,。,t,年后,种群的数量为,:,N,t,=N,0,t,3.,计算公式,(,建立数学模型,):,一年后,种群的数量为,:,N,1,=N,0,1,二年后,种群的数量为,:,N,2,=N,1,=,N,0,2,(,N,0,为该种群起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后,该种群的数量，,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。,),“,J,”型增长的数学模型,O,时间,种群数量,N,t,=N,0,t,当,1,时，,当,1,时，,当,0,1,时，,当,=0,时，,值的生物学意义：,呈,“J”,型增长,种群数量上升,种群数量稳定,种群数量下降,种群在下一代中,灭亡,观察研究对象，,提出问题,细菌每,20,分钟分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？,提出,合理的,假设,在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,根据实验数据，用适当的,数学形式,对事物的性质进行,表达,列出表格，根据表格画曲线，推导公式：,N,n,n,通过进一步实验或观察等，对模型进行,检验或修正,观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,建立数学模型一般包括以下步骤,:,一,.,建构种群增长模型的方法,思考,:,在一个培养基中，细菌的数量会一直按照,N,t,=N,0,t,公式增长吗？,不会。,生态学家,高斯曾经做过这样一个实验,:,在,0.5ml,培养液中放入,5,个大草履虫,，然后每隔,24h,统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所示的结果。,原因是资源和空间是有限的。,为什么？,如何验证这个观点？,在,资源和空间有限,的条件下，种群经过一定时间的增长后，数量趋于,稳定,的增长曲线，称为,“,S,”,型曲线。,1.,概念：,三,.,种群增长的“,S,”型曲线,2.,环境容纳量,:,在环境条件不受破坏,的情况下，一定空间中所能维持的,种群最大数量,称为环境容纳量，又称,K,值,。,逻辑斯蒂增长曲线,有关,K,值的几点说明,1.,在环境条件,不遭受破坏,的情况下，种群数量会在,K,值附近上下波动,（图,2,）。,3.,在环境条件,遭受破坏,，,K,值会下降，当生物,生存环境改善,，,K,值会上升（即,K,值随环境的变化而变化）。,2.,影响,K,值大小的因素有,生物自身的遗传特性,和,所生存的环境条件,。,出生率,等于,死亡率,，此时,种群的增长速率为,零,，,2.,曲线图分析,:,（从出生率和死亡率的角度分析）,A,B,C,出生率,大于,死亡率，,此时,种群增长速率,最大,;,AD,段：,B,点,:,D,点,:,出生率,大于,死亡率,种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。,D,种群数量趋于,稳定,，种群数量达到,环境容纳量,(,即,K,值,),。,2.,曲线图分析,:,A,B,C,A,B,C,出生率,大于,死亡率，,此时,种群增长速率,最大,;,0C,段,:,0,B,点,:,C,点,:,出生率,大于,死亡率,出生率,等于,死亡率,，此时,种群的增长速率为,零,，,种群数量趋于,稳定,，种群数量达到,环境容纳量,(,即,K,值,),。,种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。,增长速率,(,现有个体数原有个体数,),增长时间,(,出生数死亡数,)/,时间,故增长率增长速率。,种群,增长速率,就是曲线上通过每一点的,切线（即斜率）,3.,种群增长率与种群增长速率,(1),增长率,:,(2),增长速率,:,增长率,(,现有个体数原有个体数,),原有个体数,100,出生率死亡率,举例,: “,一个种群有,1000,个个体，一年后增加到,1100”,，则该种群的增长率为,:,举例,: “,一个种群有,1000,个个体，一年后增加到,1100”,，则该种群的增长速率为,:,(1100-1000)/1000,100%=10%,(1100-1000)/1,年,=100,个,/,年,(,无单位,),(,有单位，如个,/,年,),1.,“,J,”型,增长率的变化,:,看（,-1,）,规律总结,因为,t,年,后,种群的数量为,:,N,t,= N,0,t,该种群一年的增长率,= (N,t,N,t,1,)/ N,t,1,N,0,t,N,0,t,1,N,0,t,1,=,= -1,规律总结,“J”,型曲线,“S”,型曲线,1.,“J”,型和“,S”,型曲线,增长率的变化,:,2.,“,J,”型和“,S,”型曲线的,增长速率变化,:,看,曲线的斜率,(,即过每一点的切线,),规律总结,“J”,型曲线,“S”,型曲线,“S”,型曲线与其增长速率的关系：,图乙的,fg,段,相当于图甲的,段,图乙的,g,点,相当于图甲的,点,图乙的,gh,段,相当于图甲的,段,图乙的,h,点,相当于图甲的,点,K/2,t,0,t,1,t,2,时间,种群数量,K,a,b,c,d,e,甲,乙,增长速率变化,:,0,K/2,时逐渐增大；,K/2,K,时逐渐减小；,在,K/2,时达到最大；,在,K,时增长速率为,0,。,ac,c,ce,e,t,0,t,1,t,2,时间,0 K/2 K,数量,增长速率,f,g,h,K/2,t,0,t,1,t,2,时间,种群数量,K,a,b,c,d,e,【,易错易混,】,最大捕捞量 最大日捕获量,（,1,）要持续获得最大捕捞量,:,使被捕获后种群数量保持在,K/2,；,此时,种群增长速率,最大,.,（,2,）要获得最大日捕获量,:,应在种群密度最大时捕捞,(de,期即,K,值时,),小结,1.,“,S,”型曲线与其,增长速率,、,增长率,的关系,2.,“,J,”型曲线与其,增长速率,、,增长率,的关系,在“,S,”型曲线中，,种群增长速率先增大后减小，,增长率逐渐减小。,在“,J,”型曲线中，,种群增长速率逐渐增大，,增长率基本不变。,种群增长的“,J,”型曲线与“,S,”型曲线,时间,种群数量,J,型曲线,S,型曲线,K,值,环境阻力,“,J,”型曲线无,K,值，无种内斗争，,无天敌。,K,值,的,应,用,种群增长的“,S,”型曲线在生产中的应用,1.,在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ ）,C,2.,右图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的是（ ）,环境中影响种群增长的阻力,环境中允许种群增长的最大值,其数量表示种群内迁出的个体数,其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数,A. B. C. D. ,C,3.如图是某物种种群数量的变化图，下列分析正确的是（ ）,A.,调查物种种群数量时只能用样方法,B.,第,20,30,年间种群的增长率为,0,C.,由,A,到,B,种群数量越来越少，由,B,到,C,种群数量越来越多,D. C,点之后种群数量不会发生变化,B,4.,右图为鱼塘中鱼的数量增长曲线，为了使鱼塘的总产量达到最大值，应该做到适时捕捞。下列做法中正确的,(,),A.,超过,T,4,时捕捞，使剩余量保持在,K,B.,超过,T,3,时捕捞，使剩余量保持在,3,K,/4,C.,超过,T,2,时捕捞，使剩余量保持在,K,/2,D.,超过,T,4,时捕捞，使剩余量保持在,K,/4,C,5.,某海滩黄泥螺种群现存量约,3000,吨，正常状况下，每年该种群最多可增加,300,吨，为充足利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为,( ),A. 3000,吨,B. 1650,吨,C. 1500,吨,D.,不超过,300,吨,D,由于保护工作得力、栖息地生存环境改善、种群数目上升，大熊猫可能不再是“濒危”物种，而是前进一步至“易危”等级。日前，环保部长陈吉宁在国际生物多样性日暨中国自然保护区发展60周年大会上透露，由于我国自然保护区已初步形成布局基本合理、类型比较齐全、功能相对完善的体系，部分珍稀濒危物种种群逐步恢复，野生大熊猫种群数量达到1800多只，受威胁等级从濒危改为易危。,另据多家媒体报道称，国际自然保护联盟(IUCN)正在考虑改变大熊猫在其制定的濒危物种红名单中的等级，即从“,濒危,”调至“,易危,”。,