第4章第2节种群数量的变化

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,#,1.,种群具有哪些基本特征（数量特征,),？,2.,最基本的数量特征是什么？,3.,决定种群大小和种群密度的重要因素是什么？,4.,预测种群数量的变化趋势具有重要意义的种群特征是什么？,5.,样方法的适用范围是什么？,种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例,种群密度,出生率和死亡率、迁入率和迁出率,年龄组成,植物和活动范围小、活动能力弱的动物,（蚜虫、跳蝻、蚯蚓等）,温故知新,第,2,节 种群数量的变化,（第,1,课时）,学习目标：,1.,说明建构种群增长模型的方法。,2.,尝试建构种群数量增长的,“,J”,型数学模型,。,教学重难点：,建构种群增长的数学模型，并据此解释种群的,数量变化。,第二节 种群数量的变化,问题探讨：,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。,时间,（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.,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。,(2),根据上表，写出,n,代细菌数量的计算公式。,N,n,n,（,3,）将数学公式（,N=2,n,),变为曲线图,时间,min,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量,2,4,8,16,32,64,128,256,512,根据表格中得到的数据，以,时间为横轴,，以,细菌数量为纵轴,，画出细菌种群数量增长的曲线。,一、建构种群增长模型的方法,4.,数学模型建构的步骤,2.,数学模型的表现形式,:,数学方程式,曲线图,3.,建构数学模型的,意义,:,描述、解释和预测种群数量的变化。,1.,数学模型：,是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,研究实例,研究方法,细菌每,20min,分裂一次,在资源和空间,无限多,的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响,N,n,=2,n,N,代表细菌数量，,n,表示第几代,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,提出合理的假设,观察研究对象，提出问题,根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达,通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正,数学模型的建构步骤：,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,N,n,n,观察、统计细菌数量，对自己,所建立的模型进行检验或修正,数学模型的建构步骤：,细菌数量,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。,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,数学公式：,精确，但不够直观。,曲线图：,直观，但不够精确。,在自然界中，,是否存在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。,二、种群增长的“,J”,型曲线,1,、实例：,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。,如果以,时间为横坐标,，,种群数量为纵坐标,画出曲线表示，曲线大致呈什么形状？,野兔、环颈雉等进入一个新环境后能呈指数增长的特殊原因是什么呢？,1.,食物和空间条件充裕,。,2.,气候适宜,。,3.,没有天敌,。,思考：,通过上述两个实例可以看出，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,“,J”,型。,2,、生物入侵成功后的早期阶段。,特别提醒：,现实条件下，“,J”,型数量增长的两种情形：,1,、在实验条件下（理想状态）,2,、“,J,”,型增长的数学模型,（,1,）模型假设：,在,食物和,空间条件,充裕、气候适宜、没有天敌,等条件下，,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍,。,各参数的意义：,N,0,为,_,，,t,为,_,，,N,t,表示,_,，,表示,_,。,（,2,）种群“,J”,型增长的数学模型公式,?,N,t,=N,0,t,“,J,”,型,曲线特点,：,种群数量以一定的倍数连续增长。,该种群的起始数量,时间,t,年后该种群的,数量,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,1.,特点：种群数量持续增长，没有上限,3.,种群数量与,的关系,当,1,时，种群数量呈,“,J”,型增长（增长型）,当,=1,时，种群数量保持稳定（稳定型）,当,0,=,生物还不,适应环境,种群基数小,BC,环境适宜，食物空间充足,种内斗争加剧，天敌,增加,资源和空间有限,K/2,K/2,“”型曲线,的,增长速率,特点,：,先增大后减小，最后变为,0,（即,K,值时），,t,1,对应,K/2,值，,t,2,时对应,k,值,图乙的,O,f,段对应于图甲的,a,c,段；,图乙的,f,点对应于图甲的,c,点；,图乙的,f,g,段对应于图甲的,c,d,段；,图乙的,g,点对应于图甲的,d,e,段。,“”型曲线,的,增长率,指种群在一段时间内种群数量增加的部分占初始数的比例。,原因：,在有限的环境中，随着种群数量的增加，导致环境阻力增加，出生率会逐渐减少，而死亡率会逐渐增加，种群增长率不断下降。,非常学案,P52,(1),从环境容纳量,（,K,值）,的角度思考：,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，,提高环境容纳量。,思考,（,2,）,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量,保持在什么水平,?,为什么？过度捕捞会造成什么后果？,根据种群增长的,S,型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在,K/2,水平。,这是因为在这个水平上种群增长速率最大,对种群数量恢复影响最小。,过度捕捞使种群数量过低，很难恢复，甚至造成物种灭绝,思考,A,B,A,是种群增长的理论曲线（,“,J,”,型曲线，呈指数增长，,N,t,=N,0,t,）,时间,种群数量,阴影部分,:,环境阻力,。,K,（环境所允许的最大值）,达尔文进化理论观点：阴影部分表示,通过生存斗争被淘汰的个体数量。,B,是种群实际增长曲线（,“,S,”,型曲线）,拓展：,综合,“,J,”,型和,“,S,”,型曲线,2,种群数量增长的,“,J,”,型曲线和,“,S,”,型曲线,项目,“J”,型曲线,“S”,型曲线,增长模型,前提条件,理想状态：资源无限,、,空间无限,、,不受其他生,物制约,现实状态：资源有限,、,空,间有限,、,受其他生物制约,种群增长,速率,2,、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,五、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,1,、在自然界中，影响种群数量的因素有：气候、,_,、,_,和传染病等。,食物,天敌,3.,影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,1.,捕鱼时，要使捕后的剩余量留在,k/2,，使鱼一直处于增长最快，所以捕捞时应在种群量大于,k/2,时开始，使剩余量在,k/2,。如果想一次获得最大捕获量，那么要在,K,值时捕捞，使剩余量在,k/2,。,2.,一次杀灭害虫的一半，可能适得其反，杀害虫时要使剩余量小于,k/2,，并且越少越好,补充,1.,假定当年种群数量是一年前种群数量的倍，下图表示值随时间变化的曲线示意图下列相关叙述错误的是（）,巩固练习,A0,a年，种群数量不变，其年龄组成是稳定型,Ba,b年，种群数量下降，其年龄组成是衰退型,Cb,c年，种群数量增加，种群呈增长型,Dc,d年，种群数量增加，种群呈,“,J”,型增长,C,2.,某岛屿引入外来物种野兔，研究人员调查了30年间野兔种群数量的变化，并据此绘制了值变化曲线。以下叙述正确的是（）,A第1年至第5年间野兔种群出生率等于死亡率,B第5年起野兔种群数量开始下降,C第15年至第20年间野兔种群数量在增长,D第20年至第30年间野兔种群数量维持稳定,D,3.,（2013海淀区模拟）调查某地乌鸦连续10年种群数量变化，图中表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，下列分析正确的是（）,A乌鸦的种群密度采用样方法调查,B第3年和第9年的乌鸦种群数量相同,C第6年以前乌鸦种群数量进行“J”型增长,D第910年的乌鸦种群数量最小,D,谢谢！,