种群数量的变化(省优质课比赛).ppt

第2节种群数量的变化 一 建构种群增长模型的方法二 种群增长的 J 型曲线三 种群增长的 S 型曲线四 种群数量的波动和下降 2 数学模型 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 数学模型的表现形式可以为方程 曲线图等形式 一 建构种群增长模型的方法 描述 解释和预测种群数量的变化 常常需要建立数学模型 3 一 建构种群增长模型的方法 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20min就通过分裂繁殖一代 4 一 建构种群增长模型的方法 1 n代细菌数量Nn的计算公式是 Nn 1 n 1 t 20 解 n minx h min Nn 1 n 2 72小时后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 5 一 建构种群增长模型的方法 曲线图与方程式比 有哪些优缺点 曲线图 直观 但不够精确方程 精确 但不够直观 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 填写下表 计算一个细菌在不同时间 单位为min 产生后代数 6 一 建构种群增长模型的方法 1 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 2 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 3 根据实验数据 用适当的数学形式对事物的性质进行表达 4 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 7 二 种群增长的 J 型曲线 1 满足条件 2 建立模型 Nt N0 t Nt表示t年后该种群的数量N0为种群的起始数量 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数t为时间 方程模型 1时 种群数量基本不变 1时 种群数量减少 1时 种群数量增加 食物和空间条件充裕理想状态气候适宜没有天敌 8 二 种群增长的 J 型曲线 曲线图模型 增长速率 单位时间内增长数量增长速率 现有个体数 原有个体数 增长时间 9 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 3 例子 外来种群入侵迁移入新环境 10 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来表示 曲线大致呈什么型 11 实例三 凤眼莲原产于南美 仅以一种观赏性植物零散分布 1901年作为花卉引入中国 30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省 并作为观赏和净化水质的植物推广种植 后逃逸为野生 由于繁殖迅速 又几乎没有竞争对手和天敌 在我国南方江河湖泊中发展迅速 目前我国有这种凤眼莲184万吨 成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一 12 问题探讨 J 型曲线能一直持续下去吗 如何验证这个观点 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 13 三 种群增长的 S 型曲线 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 K 2 a b c 14 1 乙图0 g相当甲图b点之前 种群数量增长速率逐渐增加 g h K K 2 a b c 甲 K 2 g点相当甲中b 种群数量增长速率最大 3 乙图g h相当甲图b c 种群数量增长速率逐渐减少 4 h点相当甲中K 种群数量增长速率为0 时间 15 思考讨论 K值的应用a 野生生物资源保护 保护野生生物生活环境 减小环境阻力 增大K值 b 有害生物的防治 增大环境阻力 如为防鼠害而封储粮食 清除生活垃圾 保护鼠的天敌等 降低K值 1 对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍 建立自然保护区 改善大熊猫栖息环境 提高K值 16 K 2的应用a 资源开发与利用 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 捕获 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 b 有害生物防治 务必及时控制种群数量 严防达到K 2处 甚至在a点以前就应采取相应措施 2 对家鼠等有害动物的控制 从环境容纳量的角度看 应当采取什么措施 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 降低K值 17 思考讨论 1 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 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 捕获 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 18 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 四种群数量的波动和下降 自然因素 食物 气候 空间 传染病 天敌等 人为因素 人类的活动 人为控制 家禽 畜牧 捕杀野生动物 滥砍乱阀 环境破坏影响生物生存 19 培养液中酵母菌种群数量的变化 探究 20 从试管中吸出培养液进行计数之前 建议你将试管轻轻振荡几次 这是为什么 2 本探究需要设置对照吗 如果方格内酵母菌过多 难以数清 应当采取怎样的措施 目的是使培养液中的酵母菌均匀分布 以保证估算的准确性 减少误差 不需要 只要分组实验 获得平均数值即可 稀释 21 5个中方格酵母菌总数是A 求得每个方格的平均值再乘以25 就得出一个大方格的总菌数 然户再换算成10ml菌液中的总菌数 设5个中方格总菌数为A 菌液稀释倍数为B 则0 1mm3中得总菌数为 A 5 25 B 1ml 1cm3 1000mm3 10ml菌液的总菌数 A 5 25 B 100000 5 105 A B