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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,*,第,2,节种群数量的变化,构建种群增长模型的方法,1,种群增长的“,J”,型曲线,2,3,种群增长的“,S”,型曲线,4,种群数量的波动和下降,5,研究种群数量变化的意义,构建种群增长模型的方法,1,计算,一个,细菌在不同时间,（单位为,min,）,产生后代的数量，并填入教材,P66,表格。,2,t,代细菌数量的计算公式？,问题,1,3,72,小时后，由,一个,细菌分裂产生的细菌数量是多少？,问题,2,4,以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。,教材,P66,页,5,在,一个培养基,中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点。,问题,3,阅读思考教材,P65,“,问题探讨,”,及,“,建构种群增长模型的方法,”,内容，探讨完成下列问题。,在营养和生存空间,没有限制,的情况下，某种细菌每,20,分钟就通过分裂繁殖一代。,1.,填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为,min,）产生后代的数量。,时间,（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,（世代）,细菌数量（个）,2,1,2,2,2,3,2,4,2,5,2,6,2,7,2,8,2,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,问题探讨,2,t,代细菌数量是：,3,72,小时后，由一个细菌分,裂产生的细菌数量是多少？,N,t,2,t,问题探讨,解：,t,min x,h,min,N,t,1,t,216,种群数量,/,个,36,34,32,30,28,26,24,22,20,18,16,14,12,10,8,6,4,2,N,t,N,t,=1,2,t,1,2,3,4,5,6,7,8,9,世代,/t,N:,细菌数量,t:,第几代,数学公式：,N,t,=N,0,2,t,N,0,：为初始时细菌数量,4.,将数学公式（,N,t,2,t,）变为曲线图。,以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。,问题探讨,时间,/min,20,40,60,80,100,120,140,160,180,时间分钟,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量,比较曲线图与数学方程式的优缺点？,直观，但不够精确,2 4 8 16 32 64 128 256 512,问题探讨,问题探讨,【,巩固,1】,在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每,20 min,就分裂繁殖一代。现将该细菌种群,(,m,个个体,),接种到培养基上,(,资源、空间无限,),，,T,h,后，该种群,的个体种数是,(,),。,A,m,2,T,B,m,2,20,C,2 D,m,2,3,T,解析在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，种群呈指数增长。由于该细菌每,20 min,繁殖一代，则,T,h,后，繁殖,3,T,代，,t,3,T,。故,T,h,后，该种群的个体总数为,N,t,N,0,2,t,m,2,3,T,。,答案：,D,观察研究对象，提出问题,提出合理的假设,通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正,根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达,细菌每,20min,分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,列出表格，根据表格画曲线，推导公式。,N,t,t,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型的步骤：,数学模型,种群增长的,“,J,”,型曲线,1,总结种群增长的,“,J,”,型曲线,出现的条件。,问题,1,2,写出,“,J,”,型增长的数学模型。,问题,2,3,什么是种群增长率？,J,型增长的增长率有何特点？。,阅读思考教材,P66,“,种群增长的,J,型曲线,”,，探讨完成下列问题。,种群增长的,“,J,”,型曲线,自然界确有类似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,“,”,型。,种群增长的“”型曲线,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，兔子的数量达到,6,亿只以上，遍布整个大陆。,实例,2,：,中国水利网,宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满,水葫芦,的湖面上，可以不沉；上海去年,3,万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了,3,倍有余，上升至,10,万吨；水葫芦所带来的水体,富营养化,，让越来越多的水中生物痛失,“,家园,”,。,种群增长的,“,”,型曲线,种群增长的,“,”,型曲线,实例,3,：,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，种群快速增长。,种群增长的,“,”,型曲线,实例,4,：,公元,1000,2000,年间,世界人口的增长。,产生条件：,理想状态：,食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等,增长特点：,起始增长很慢，随着基数的加大，增长越来越快；,种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍。,量的计算：,N,t,N,0,t,（,N,0,为起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后该种群的数量，,为,年均增长率,),存在情况：,实验室条件下；一个种群刚迁入一个新的适宜环境。,“,J,”,型增长的数学模型,t,年后种群的数量为,:,种群数量和种群增长率,增长率是指某一单位时间内新增加的个体数占原来个体数的比例，是一个百分比，无单位。,例如，某一种群的数量在某一单位时间,t,（如一年）内，由初数量,N,t,（个）增长到末数量,N,t+1,（个），则这一单位时间内种群的增长率为：,N,0,t,O,时间,种群增长率,N,0,(t+1),N,0,t,N,t+1,N,t,N,t,=,1,种群增长的“”型曲线,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,环境阻力,“,J”,型增长能一直持续下去吗？,出生率和死亡率,不断变化,种群增长的,“,S,”,型曲线,1,种群出现的,“,S,”,型曲线增长,的条件是什么？,2,请说出你对,K,值的理解。,3,同一环境中,K,值会改变吗,?,4,如右图，按自然选择学说，图,中阴影部分是指什么？,阅读思考教材,P67,“,种群增长的,S,型曲线，探讨完成下列问题。,种群增长的,“,S,”,型曲线,高斯（,Gause,，,1934,）把,5,个,大草履虫置于,0.5 mL,的培养液中，每隔,24,小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：,请绘制大草履虫的种群增长曲线。,时间（,d,）,1,2,3,4,5,6,种群大小,20.4,137.2,319.0,369.0,375.2,365.4,种群增长的,“,S,”,型曲线,4,1,2,3,6,5,t/d,0,400,100,200,300,种群数量,/,个,增长特点：,第,1,天：,第,2,、,3,天：,第,4,、,5,天：,第,5,天以后：,时间（,d,）,1,2,3,4,5,6,种群大小,20.4,137.2,319.0,369.0,375.2,365.4,增长缓慢,（,15,）,增长减慢,（,56,）,维持在,375,左右,增长较快,（,300,）,种群增长的,“,S,”,型曲线,自然条件,（,资源、空间有限及受其他生物制约等,）,下的种群增长。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，又称,逻辑斯蒂（谛）增长。,种群增长的,“,S,”,型曲线,K/2,延滞期,加速期,（指数期）,稳定期,增长速度最快,K,值：,环境容纳量,K,值：,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。,减速期,K,值的大小与环境条件密切相关，一定条件下，资源,空间越富足，环境阻力越小，,K,值越大,.,环境容纳量与环境条件,K,K,1,K,2,K/2,t,0,t,1,t,2,时间,种群数量,K,t,0,t,1,t,2,时间,0 K/2 K,数量,增长率,种群数量与种群增长率,种群数量达到,K,值时种群,增长停止，数量处于波动,种群数量等于,K/2,值时种群,增长最快,即增长率最大,种群数量小于,K/2,值时种群,增长逐渐加快,种群数量大于,K/2,值时种群,增长逐渐减慢，但数量增加,例：下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.,“,J,”,型和,“,S,”,型曲线的关系,K,值：环境容纳量,“,J,”,型和,“,S,”,型曲线的关系,时间,种群数量,环境阻力,被淘汰的个体数量,“,J,”,型和,“,S,”,型曲线的关系,有人认为,S,型曲线的起始部分等同于,J,型曲线，两者一致，你认为呢？,从,增长率,的角度讲，,S,型增长曲线的种群增长率是由,0,开始增加的，逐渐发生变化，甚至会出现负增长，是一个动态变化的过程；而,J,型增长曲线的种群增长率是始终保持不变的。,从,环境条件,而言，,S,型增长曲线的起始部分，是在有限环境条件下，对新环境的一个适应过程；而,J,型增长曲线是理想条件下，种群在空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的新环境中以指数形式不断增加数量的过程。,“,J,”,型和,“,S,”,型曲线的关系,例：右图中曲线,表示的是牛被引入某孤岛后的种群数量变化。如果当初被引入的是羊，则羊的种群数量变化曲线为,A,I B,C,IV D,V,牛,种群数量的波动和下降,种群数量,Nt,时间,t,K,Nt(,种群数量,),直接因素：,出生率、死亡率、迁入率、迁出率,间接因素：,食物、气候、传染病、天敌,重要因素：,人类的活动,影响因素,大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。,东亚飞蝗种群数量的波动,种群数量的波动和下降,应用一：野生生物资源保护,研究种群数量变化的意义,对于濒危动植物而言，由于环境污染、人类破坏等，导致此种生物的,K,值变小,。通过建立自然保护区，,改善栖息环境，扩大其生存空间，,提高环境容纳量,（,K,值）,，是保护这些生物的根本措施。,四川卧龙自然保护区,研究种群数量变化的意义,当池鱼满塘，密林成材，牧草丰肥，牛羊满圈的时候你将怎样收获，才能维持种群的,持续最大收益,呢？,当种群数量,大于,K/2,时，就可以合理捕猎、,适时,捕捞（人工养殖,),、,合理,采伐等。,应用二：自然生物资源合理利用,在,“,S,”,型曲线中，种群数量达到环境容纳量的一半时，种群增长率最大，资源再生能力最强。因此，在自然生物资源合理开发利用方面，要保证捕捞或利用后，生物种群数量,不得低于,1/2,值，这样既可获得最大利用量，又可保持种群的高速增长。,研究种群数量变化的意义,鼠是繁殖力很强的有害动物,我们考虑应当采取什么措施来控制鼠的数量？这些措施实际上是在影响种群增长模型的什么参数,?,K,值的应用,改变生态环境,(,封储粮食、,地面硬化、,清除生活垃圾、保护鼠的天敌等,),，,降低,K,值,是防治的根本,。,K/2,值的应用,在有害生物防治方面，最好效果是将,种群数量,控制在,延滞期，,严防达到,K,/2,值处。,应用三：有害生物防治,1/2,项目,“,J,”,型增长曲线,“,S,”,型增长曲线,条件,无限环境,(,理想条件,),有限环境（自然条件）,模型假设,食物和空间条件充裕、,气候适宜、没有敌害等。,增长率不随种群密度的,变化而变化。,食物和空间条件有限、,气候多变、存在敌害等。,增长率随种群密度的变,化而变化。,建立模型,N,t,=,N,O,t,K,为环境的容纳量,K,值,无,K,值,有,K,
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