种群数量的变化yang.ppt

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”。,国家地理在几百年前，金丝猴在许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有500600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中，数量不到2000只，也处境濒危。,第2节 种群数量的变化,大肠杆菌,培养大肠杆菌的培养基,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。,问题探讨：,1n代细菌数量的计算公式是： 272小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,Nn2n,解：n 60 min 72 h20 min216 Nn2n 2 216,一、建构种群增长模型的方法,数学模型,用来描述一个系统或它的性质的数学形式,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,Nn=2n ， 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,研究实例,研究方法,观察研究对象，提出问题,提出合理的假设,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,数学模型建构的一般步骤, 提出问题, 作出假设, 建立模型, 模型的检验与修正,2,4,8,16,32,64,128,256,512,将数学公式（Nn=2n)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。,曲线图法与公式法比较，优缺点？,直观，但不够精确。,数学模型的表现形式,数学方 程式法 曲线图法,Nn2n,准确 直观,细菌的数量个,理想条件下细菌数量增长的特点，在自然界中有此类型吗？,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。,凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。,实例3:20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图 讨论：出现这种增长的原因有哪些？,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，种 群数量为纵坐标，曲 线则大致呈“ J ”型,美国某岛屿环颈雉 种群数量的增长,三、 “J”型增长的数学模型,1、模型假设：,理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，为该种群数量前一年种群数量的倍数）,2、种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,计算：,某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长1。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？,Nt10（1+1）2006-2001,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：,种群的增长率是一定的（）； 种群数量没有上限；,种群增长的型曲线,时间,种群数量,存在环境阻力,在自然条件（现实状态）中，食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高。,当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。,“J”型增长能一直持续下去吗？,有实例证明吗？,大草履虫数量增长过程如何？,高斯: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：,种群增长的“S”型曲线,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,产生条件：自然条件（现实状态）,种群增长的“”型曲线,增长特点：,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长.,环境容纳量: 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，又称K值。,种群数量达到K值时， 种群,增长停止,种群数量在 K/2值时， 种群,增长最快,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,A,S型曲线 增长率曲线,种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线,（种群数量）,K/2,K,D: 出生率死亡率，即 种群数量处于K值。,B: 出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于 K/2值。,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？,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，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K2水平。这是因为在这个水平上种群增长率最大 。,提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,思考,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,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。,理想条件下 资源无限,自然条件下 资源有限,实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长,一般自然种群的增长,不变,变化,无,有,种群数量,种群增长的“J”型曲线 （在理想状态下的种群增长）,种群增长的“S”型曲线 （在有限环境下的种群增长）,阴影部分代表 因环境阻力而 被淘汰的个体； 阴影的大小代表环境阻力的大小。,总结,种群数量的变化：,增长，稳定，波动，下降,“J”型曲线和“S”型曲线都只研究种群数量 的 规律。 前者反映的种群增长率是一定的；而后者反映的种群增长率是变化的， 认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。 二种增长方式的差异，主要在于 的作用。,增长,不能,环境阻力,种群数量达到“K”值时，都能在“K”值维持稳定吗？,在自然界中，影响种群数量的因素很多，如气候、食物、天敌、传染病等。因此，大多数种群的数量总是在波动着，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。,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,种群数量的波动和下降,在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋,在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,例：我国自13931990年以来人口统计数据如下： 绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。 按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？ 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？,我国人口的调节： 总方针控制人口的增长，提高人口的素质； 目标2000前力争把中国平均人口自然增长率控制在12.5内，期望本世纪中叶稳定在1516亿； 措施坚持优生优育，计划生育；扫除青壮年文盲，实行九年制义务教育。,苍鹭的保护,云豹的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,有利于野生生物资源的合理利用及保护。 通过研究种群数量变动规律，为害虫的预 测及防治提供科学依据。 为引进外来物种提供理性的思考。 ,研究种群数量变化有何意义？,影响种群数量变化的因素,直接因素(内因）：,间接因素（外因）：,重要因素：人类的活动,出生率、死亡率、迁入率、迁出率,食物、气候、传染病、天敌,课后思考： 在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空间的限制，还是资源（食物）的限制，该如何进行实验设计？,例( 05全国卷I） 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持 续地获得最大捕鱼量，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 A. 种群数量相对稳定 B. 种群增长量最大 C. 种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大,1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是,B,6、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（ ） A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B.种群增长率在各阶段是不相同的 C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D.种群增长不受种群密度制约,B,（2004江苏）某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充足利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为（） A、3000吨 B、1650吨 C、1500吨 D、不超过300吨,D,下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（ ）,ACD段（增长速度慢） BDE段（速度加快） CEF段（变化速率加快） DFG段（速度逐渐变慢）,D,（07理综I）3下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是 A通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B达到K值时种群增长率为零 C种群增长受自身密度的影响 D种群的增长速度逐步降低,D,建构种群增长数学模型的方法包括以下步骤：,1.提出合理的假设 2.对模型进行检验或修正 3.用适当的数学形式对事物的性质进行表达 4.观察研究对象，提出问题 A.1234 B.2314 C.4132 D.4123,C,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. ,C,q,某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长率 随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ） A.在T0-T2时，种群数量呈“J”型增长 B.若在T2时种群的数量为N，则在T1时种群的 数量为N/2； C.捕获该鱼的最佳时期为T2时 D.在TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。,B,叶蜂产卵于叶上；泥蜂储存其他昆虫的幼虫为子代的食物；蜜蜂的幼虫由工蜂直接喂养。这三种蜂的生存曲线依次是（ ） A.甲乙丙 B.乙丙甲 C.乙甲丙 D.甲丙乙,100 50,生 存 率（%),甲,乙,丙,A,卵 成虫,(1)如果种群处于一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群数量增长的曲线是 ？ (2)如果将种群置于有限的自然环境中，种群数量增长曲线是 ？ (3)a与b之间的阴影属于自然界中的_。,a,b,环境阻力,（4）影响种群密度的主要因素是种群的_、 _、_和_。,1种群数量的最大点在 ； 2种群数量增长最快的在 ； 3该种群的增长率由缓慢到逐渐加快是在 年后开始的；环境阻力增长是在 年开始 4既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受到破坏，应该使该动物种群数量保持在图中 点所代表的水平上；,因为在这个水平上（ ） A.种群数量相对稳定 B.种群增长率最大 C.种群数量最大 D.环境条件所允许的种群数量最大,1 2 3 4 5 6 7,d,c,a,b,100,50,d,b,2,5,b,B,年龄,个体数,A B C,我国人口年龄组成与 图相似，在以后一段时间内的发展趋势是 ，因此我国要认真执行 政策。 利用人工合成的性引诱剂杀某种害虫的雄性个体，最终杀死害虫后的年龄组成变为图 类型。,(3)图中阶段表明我国人口发展的主要特点 是 ，产生这一结果的主要原是 。 (4)影响种群密度的主要因素是种群的 。,(1)图形的左右两边大致对称，表明男女人数基本平衡，出现这一现象的自然生理原因是 .,(2)图中I阶段表明当时我国人口发展特点是 。,年轻的个体数量较多，说明出生率增高；,年龄小的个体较少，年龄大的个体多,推行计划生育取得实效,3.（广东广西河南2002）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ ）,D,如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是 K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值,在K值时，种群的增长率最大 如果不考虑迁入迁出等其它因素，在K值时出生率等于死亡率 假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量 A B C D,B,如果种群处在一个理想的环境中， 没有自然和空间的限制，种群内个 体数量的增长曲线是_,用达尔文 的进化理论解释，这是由于生物具 有_特性。 如果将该种群置入有限制的自然 环境中，种群内个体数量的增长曲 线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表_。 影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_,a,b,个体数,时间,a,b,在生存斗争过程中淘汰的个体,过度繁殖,死亡率,出生率,性别比例,年龄组成,探究 培养液中酵母菌种群数量的变化,单细胞真核生物 属于兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水；无氧时产生二氧化碳和酒精。 用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养基的成分，空气，温度，酸碱度等因素的影响。 在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线； 在有限的环境下，酵母菌的种群呈“S”型曲线。,