种群数量的变化.ppt

第四章种群和群落,种群数量的变化,人教版高中生物必修3第四章第2节,之,假设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。,1、细菌是真核生物还是原核生物？,2、细菌的繁殖的方式是什么？,3、细菌繁殖了n代后的数量是多少？,一、建构种群增长模型的方法,在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：n代细菌数量的计算公式？72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？,Nnn,解：n60minx72h20min216Nnn2216,1、数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,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。,一、建构种群增长模型的方法,数学模型的建构步骤：,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,Nn=2nN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,3、请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成下列表格！,4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线,0,2,4,8,16,32,64,128,256,512,类型,1、数据分析表格式,2、数学方程式,Nn=2n,3、坐标式（曲线图、柱状图）,方程式精确,曲线图直观,实例1：1859年，24只野兔6亿只以上,近100年以后,凤眼莲（水葫芦）,实例2：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,这些实例中，种群呈“J”型增长的原因有哪些？,没有天敌,充足的食物,广阔的生活空间,思考,二、“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，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）,2、种群“J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有敌害,资源无限指数生长,理想条件下的种群增长模型,种群增长的型曲线,世界人口的指数增长曲线,实例三,理想条件下的种群增长模型,实例四,理想条件下的种群增长模型,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。,思考,理想化的情况在自然界中并不存在。那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？,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,思考,在自然界中，种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？,高斯实验：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，经反复实验，结果如下：,三、“S”型曲线的数学模型,问题探讨：,“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量曲线。,该实验中在第天时增长率最快。,环境容纳量（又称）：在环境条件的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。,趋于稳定,2、3,K值,不受到破坏,k/2,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,时间/天,酵母数,环境阻力,食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候不适寄生虫传染病等,K值:环境容纳量,K值是环境最大容纳量。环境阻力代表自然选择的作用。农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量的提高,其潜力有一定限制。,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,K,时间,K/2,种群数量,NK/2，种群有最大持续产量，种群增长量最大。,种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？,环境条件的改变，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。,思考,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,种群的“S”型增长到K值后不再继续增加的原因：内因是：外因是：,种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等,自然界的资源和空间是有限的,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？,有害生物的控制,时间,种群数量,1、减少数量,机械捕杀药物捕杀,K值,J型,环境阻力,时间,种群数量,2、增大环境阻力降低环境容纳量,1、减少数量：机械捕杀、药物捕杀,哪种措施较能从实质上解决问题?,2、增大环境阻力降低环境容纳量：养殖或释放天敌、打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处,3、降低繁殖率等,思考,大熊猫食性单一、繁殖率低、生活在海拔较高的山岭里，活动范围需求广。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？,大熊猫数量日益减少的原因？,自身繁殖率低食性单一气候变迁栖息地的丧失等,思考,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,提高繁殖率、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,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？,思考,种群数量的恢复需较长时间。如果外界的环境发生剧烈变化，种群还有可能绝灭。,1、如果长期过度捕捞,2、捕捞量的确定,K/2,捕捞量K/2值。这样既有利于种群的可持续发展，又可获得较大收益。,在FaroeIslands上，捕鲸现场成了血的海洋,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,（2）有利于野生生物资源的合理利用及保护。,（4）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。,（1）为害虫的预测及防治提供科学依据。,四、研究种群数量变化有何实践意义？,与社会的联系,（3）拯救和恢复濒危动物种群,保护家园,你我有责,种群增长的“J”型曲线,种群增长的“S”型曲线,在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量往往会连续快速增长.,在食物（养料）和空间等有限的条件下，种群数量呈现S型增长趋势.,K/2,种群增长的“S”型曲线,（在理想状态下的种群增长）,（在有限环境下的种群增长）,种群增长的“J”型曲线,N0:该种群的起始数量:种群数量是一年前的倍数,K值：环境容纳量,k/2处：种群增长速度最快,种群增长的“J”型曲线,种群增长的“S”型曲线,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,五、种群数量的波动和下降,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,本课小结,第四章第二节种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法-数学模型建立数学模型的一般步骤,二、种群增长的“J”型曲线1、“J”型曲线形成的条件2、“J”型增长的数学模型三、种群增长的“S”型曲线1、“S”型曲线形成的条件2、K值3、“J”型曲线与“S”型曲线的比较,四、种群数量的波动和下降人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响研究种群数量变化的意义,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,3、种群的指数增长（J型）是有条件的，条件之一是（）A在该环境中只有一个种群B该种群对环境的适应比其他种群优越得多C环境资源是无限的D环境资源是有限的,C,4、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,讨论如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有_的特征.如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示。影响种群密度的因素有。,时间,种群数量,A,B,A,过度繁殖,B,通过生存斗争被淘汰的个体数量,出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比例、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等,图414是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：(1)图中表示种群数量最大的点是_。(2)图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)该种群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。(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破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?_。,d,2,4,b,b,酵母菌出芽生殖,酵母菌的新陈代谢类型:兼性厌氧型,无氧呼吸,有氧呼吸,培养液中酵母菌种群数量的变化,一般步骤:(1)提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？(2)作出假设：。(3)讨论探究思路：问题(4)制定计划：(5)实施计划：(6)分析结果，得出结论：(7)表达和交流：(8)进一步探究：,1、怎样进行酵母菌的计数？2、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？3、本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。4、需要做重复实验吗？5、怎样记录结果？记录表怎样设计？6、如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？7、对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？,实验步骤：（1）取培养液10毫升加入到试管中，先通过显微镜观察，估算出10毫升培养液中酵母菌的初始数量（N。）。注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母菌数量误差。（2）每天定时观察记录数值，对于观察时压在小方格界限上的酵母菌应取记数。（3）以为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，绘制结果分析：酵母菌在培养液中开始呈增长，经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈增长。,最小,平均值,时间,种群增长曲线,“J”型,“S”型,练习P69基础题1.提示：在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。,2.提示：（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。（2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。拓展题提示：这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以