资源描述
4.2种群数量的变化,怎样建构种群数量增长的模型？种群的数量是怎样变化的？哪些因素会影响种群数量的变化？如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用？,种群数量的变化,数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。,培养细菌的培养基,大肠杆菌,细菌的繁殖的方式是什么？,细菌繁殖产生的后代数量,任务1：计算1个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表（p66）：,任务2：用公式表示出第n代的细菌数量Nn=,任务3：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线（p66）：,某细菌20min繁殖一代，将这样的1个细菌放在营养和生存空间没有限制的情况下培养。,小任务,细菌每20分钟分裂一次，细菌的数量是怎样随时间变化的？,请你计算出1个细菌在不同时间产生的后代数量:,2,4,8,16,32,64,128,256,512,第n代细菌数量的计算式：,Nn=2n,Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代,数学模型,模型转化,248163264,曲线绘制基本方法,1、(定)轴,2、(判)势,3、(描)点,函数式：,Nn=2n,曲线图：,精确,直观,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。,建立数学模型一般包括以下步骤：,观察研究对象，提出问题,细胞每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,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,光明日报消息，澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树皮，造成大批树木死亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年至少造成1亿美元的财产损失。兔群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。澳洲本来没有兔子，1859年，一个叫托马斯奥斯汀的英国人来澳定居，带来了24只野兔，放养在他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，这24只野兔的后代达到6亿只之多。,实例1：澳大利亚野兔,二、种群增长的“J”型曲线,实例2：环颈雉,二、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，以种群数量为纵坐标画出曲线来表示，,曲线则大致呈“J”型。,思考：从种群增长的“J”型曲线分析，“J”型增长过程增长速率怎样变化？,种群数量,时间/年,二、种群增长的“J”型曲线,2,4,8,16,32,64,128,256,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,种群增长率怎么求呢？指单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比例。,时间/年,1、模型假设：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。种群的起始数量为N0，种群每年以的增长倍数增长。,2、数学公式模型：,Nt=N0t,3、数学曲线图模型：,“J”型曲线,二、种群增长的“J”型曲线,理想状态,时间/年,3、数学曲线图模型：,“J”型曲线,二、种群增长的“J”型曲线,4、增长特点：,种群数量持续增长,增长率保持不变,增长速率越来越快,第二课时,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,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,种群密度越大环境阻力越大,“J”型增长不能一直持续下去,高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL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：,高斯对大草履虫种群研究的实验,请你绘制大草履虫的种群增长曲线！,三、种群增长的“S”型曲线,高斯对大草履虫种群研究的实验,0123456时间/天,种群数量400300200100,食物、空间有限,K值（环境容纳量）,AB,C,E,D,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,种群增长率为零,种群数量相对稳定,K值特点,三、种群增长的“S”型曲线,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）,三、种群增长的“S”型曲线,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,种群增长速率最大,再生能力最强,K/2值特点,三、种群增长的“S”型曲线,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,K和K/2的应用,讨论1：试分析大熊猫数量日益减少的原因?你能提出保护大熊猫措施吗？,自身繁殖率低,食性单一,气候变迁,栖息地的丧失,提高环境容纳量,讨论2：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病,危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？,老鼠,机械捕杀,药物捕杀,施用避孕药,养殖或释放天敌,将食物储存在安全处,打扫卫生,硬化地面,K和K/2的应用,（1）K值的应用：野生生物资源的保护有害生物的防治合理确定载畜量,减小环境阻力，增大K值,增大环境阻力，降低K值,草原最大载畜量不超过K值,（2）K/2的应用渔业捕捞后使鱼的种群数量维持在K/2。K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处如：灭鼠应在鼠害刚发生时蝗虫的防治,外界因素：种间因素和其他非生物因素,内部因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,重要因素：人类活动的影响,五、种群数量的波动和下降,外界条件不变，种群数量总是在波动中。,不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。,五、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,大多数种群的数量总是在波动之中的,今天你学会了吗,种群增长的J型曲线,种群增长的S型曲线,模型,Nt=N0t,理想条件：即食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等。,资源和空间有限，种内竞争加剧，天敌增加,不变,先增大后减小，K/2处最大,1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是(),B,课堂练习,2下图是某一动物物种迁入一个适宜环境后的增长曲线图，请回答：（l）图中的增长曲线是形，表示K值的一点是？（2）图中表示种群增长速度最快的阶段是？（3）迁入种群第2年后，增长明显加快的原因主要是_。（4）第8年后，种群数量趋于稳定，阻碍种群继续增长环境因素主要有哪些：_,食物减少，天敌增加,s,d,b,食物充足又无天敌,3、图示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长，下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是（）A当种群数量到达e点后，种群数量增长率为0B种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后C图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D若该种群在c点时数量为100，则该种群的K值是400,A,
展开阅读全文