种群数量的变化课件

,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,种群数量的变化,第二节,商丘市第一高级中学,杨钊 制作,第四章 种群和群落,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,种群数量的变化课件,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每,20min,就通过分裂繁殖一代。,2,、,72,小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,1,、,n,代细菌数量的数学方程式？,N,n,2,n,N,n,2,216,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每,计算一个细菌在不同时间产生后代的数量，并填入下表，然后画出细菌种群数量增长的曲线。,时间（,min,）,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,细菌数量,/,个,时间,/min,20,40,80,100,140,160,180,60,0,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,100,200,300,400,500,计算一个细菌在不同时间产生后代的数量，并填入下表，然后画出细,数学模型,是用来描述一个系统或它的性质的数学模式。,为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。,构建数学模型的一般步骤：,对模型进行检验或修正,建立数学模型,提出合理的假设,观察对象，提出问题,数学方程式,坐标曲线图,：能,准确,的反应出种群数量的变化。,：能,直观,的反应出种群数量增长趋势。,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学模式。为了直观、简,种群数量以什么样的规律在增长？如：细菌每,20min,分裂一次。,在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不会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,n,2,n,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。,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,提出合理的假设,观察研究对象，,提出问题,建构细菌种群增长模型：,种群数量以什么样的规律在增长？如：细菌每20min分裂一次。,二、种群增长的“,J,”型曲线,实例一：,1859,年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了,24,只,野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这,24,只野兔的后代竟达到,6,亿只以上,。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。,二、种群增长的“J”型曲线实例一：1859年，一位英国人来到,实例二：,在,20,世纪,30,年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在,1937,1942,年期间，这个环颈雉种群数量的增长如下图所示。,种群数量,/,个,37,38,40,41,42,39,0,500,1000,年份,某岛屿环颈雉种群数量的增长,1500,种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现,“,J”,型曲线,。,实例二：在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛,实例三：,世界人口的指数增长曲线,实例三：世界人口的指数增长曲线,“,J,”型增长曲线的含义：,种群在理想条件下，即食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌等，其增长率不随种群密度变化而变化，这类增长通常呈指数增长，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。,种群数量,/,个,0,时间,/min,“J”型增长曲线的含义：种群在理想条件下，,1,、,模型假设：,理想状态,食物充足，空间不限，气候适宜，没有天敌等。,2,、,增长特点：,种群数量每年以一定的倍数增长，,第二年是第一年的,倍。,“,J,”型增长曲线的数学模型：,种群数量持续增长,增长率保持不变：（,1,）,增长速率越来越快：,N,0,t,（,1,）,1、模型假设：理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没,3,、,建立模型：,N,0,为起始数量，,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。,4,、,模型中各参数的意义：,实验室条件下,外来种群入侵迁入新环境,N,1,=N,0,一年后种群的数量为：,5,、,适用情形：,N,2,=N,1,=N,0,2,两年后种群的数量为：,N,t,=N,0,t,t,年后种群的数量为：,3、建立模型：N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种,6,、,决定“,J,”型曲线的两个因素：,N,0,（起始数量）,（根据,值可以判断种群数量）,N,t,=N,0,t,（,值取决于每年的自然出生率与死亡率,）,当,1,时，种群呈“,J,”型增长；（,增长型,）,当,1,时，种群数量稳定；（,稳定型,）,当,0,1,时，种群数量下降；（,衰退型,）,当,0,时，种群无繁殖现象，且下一代灭亡。,6、决定“J”型曲线的两个因素：N0（起始数量）（根,细菌数量,/,个,时间,/min,20,40,80,100,140,160,180,60,0,100,200,300,400,500,时间（,min,）,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,N,t,N,0,t,种群数量持续增长,种群密度：,种群在单位面积或单位体积中的个体数。,细菌数量/个时间/min204080100140160180,种群增长速率,时间,/min,0,时间（,min,）,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,增长速率,v,（个,/20min,）,增长速度越来越快,现有个体数,原有个体数,增长时间,增长速率,2,4,8,16,32,64,128,256,种群增长速率：,指种群在单位时间内变化的量。,种群增长速率时间/min0时间（min）2040608010,时间（,min,）,20,40,60,80,100,120,140,160,180,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,增长率,r,（个,/20min,个）,增长率保持不变,种群增长率,时间,/min,0,现有个体数,原有个体数,原有个体数,增长率,出生率,死亡率,1,1,1,1,1,1,1,1,1,种群增长率：,指单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比例。,时间（min）20406080100120140160180,三、种群增长的“,S,”型曲线,资源和空间,有限,，若种群密度,上升,种内斗争,加剧,，捕食者,增加,出生率,降低,，死亡率,增加,种群增长率,下降,种群保持,稳定,（,条件有限的情况下,）,种群在一个现实的环境中时,:,环境阻力,三、种群增长的“S”型曲线资源和空间有限，若种群密度上升种内,高斯实验：,生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在,0.5 mL,培养液中放入,5,个大草履虫，然后每隔,24 h,统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出下图所示的结果。从图中可以看出，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快。第五天以后基本维持在,375,个左右。,种群数量,/,个,2,4,5,6,3,0,100,200,时间,/,天,大肠杆菌种群的增长曲线,300,1,400,K=375,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,。,高斯实验：生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5 mL培,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,。,种群数量,/,个,2,4,5,6,3,0,100,200,时间,/,天,大肠杆菌种群的增长曲线,300,1,400,K=375,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,。,出生率,=,死亡率,种群数量相对稳定,种群增长率为零,K,值特点,达到最大值后，保持相对稳定,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,0,时间,/,天,K/2,转折期,，增长速率最快,调整期,，个体数量较少，增长缓慢,减速期,，增长速率缓慢,稳定期,，增长速率为零,K,值,（,环境容纳量,）,种群数量,/,个,“,S,”型种群,增长速率,的变化特点：,加速期,，个体数量增加，增长加速,（,消灭害虫的最佳时机,）,0时间/天K/2转折期，增长速率最快调整期，个体数量较少，增,种群数量,0,时间,种群增长速率,0,时间,a,k/2,b,c,b,a,c,k,k/2,k,可持续发展,种群再生能力最强,种群增长速率最大,K/2,值特点,种群数量0时间种群增长速率0时间ak/2bcbackk/2k,A,B,时间,种群数量,图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争,被淘汰的个体,数量。,K,值,种群增长曲线的比较：,食物不足,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,气候不适,寄生虫,传染病等,种群密度越大环境阻力越大,环境阻力,0,AB时间种群数量图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争,（,1,）,同一种群的,K,值是否固定不变？,环境条件改变，,K,值也随之发生改变，即改善环境条件可使,K,值增大；如环境条件受到破坏，则,K,值将会减小。不同物种在同一环境中,K,值不同。,（,2,）,对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍？,（,野生生物资源如何保护？,）,建立自然保护区，改善大熊猫栖息环境，减少环境阻力，提高,K,值。,“,S”,型曲线在生产实践中的应用：,（1）同一种群的K值是否固定不变？环境条件改变，K值也随之发,（,3,）,对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？,（,有害生物如何防治？,）,增大环境阻力，降低环境容纳量（如封储粮食，清除生活垃圾，养殖它们天敌）；严防达到,K/2,，甚至在,K/2,以前就应采取相应措施。,（,4,）,为保护鱼类资源不受破坏，并持续获得最大捕鱼量，被捕鱼群种群数量保持在什么水平？,（,如何开发与利用资源？,）,种群数量达到,K/2,时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞时，捕捞后的种群数量要维持在,K/2,处，以保证持续获取高产量。,（3）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？（有害生物如,四、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,2,、,特点：,大多数种群的数量总是在波动之中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。,1,、,种群数量变化的类型：,增长，稳定，波动、下降等。,四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动2、特点：大多,3,、,影响种群数量变化的因素：,内部因素：,出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等。,外界因素：,种间因素和其他非生物因素，如食物、天敌、气候、传染病等。,人为因素：,对野生生物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。,4,、,研究种群数量变化的意义：,野生动物资源的保护和利用。,有害动物的防治。,濒危动物种群的拯救和恢复。,3、影响种群数量变化的因素：内部因素：出生率和死亡率、迁入,1,、建构种群增长模型的方法,；,2,、种群增长的“,J”,型曲线,；,3,、种群增长的“,S”,型曲线；,4,、种群数量的波动和下降。,总 结,1、建构种群增长模型的方法；总 结,课下作业,1,、总结本节课的主要内容；,2,、完成,P,69,的课后练习题；,3,、完成本节课的导学案和课时作业；,4,、预习第四章第三节,群落的结构,。,课下作业1、总结本节课的主要内容；,本章总概念图,本章总概念图,本节概念图,本节概念图,本节概念图,本节概念图,重要提示：,在“,J”,型曲线中增长率是不变的。,增长率,=,（第二代个体数,-,第一代个体数）,/,第一代个体数，,增长速率,=,增加的个体数,/,单位时间，显然“,J”,型曲线的增长速率是不断增大的，而在“,S”,型曲线中的增长率随着种群密度的增大不断减小。种群增