高中生物 4.2种群数量的变化课件 新人教版必修3(2).ppt

回忆 种群的特征 第2节种群数量的变化 学习目标 1 说明建构种群增长模型的方法 2 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化 尝试建构种群增长的数学模型 3 用数学模型解释种群数量的变化 4 关注人类活动对种群数量变化的影响 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 种群的数量变化是怎样的呢 思考 一 建构种群增长模型的方法 细菌的分裂生殖 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 nn n 解 n 60minx72h 20min 216nn n 2216 细菌数量不会永远按这个公式增长 可以用实验计数法来验证 将数学公式 nn 2n 变为曲线图 曲线图与数学方程式比较 优缺点 直观 但不够精确 248163264128256512 数学模型 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 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 nn n 观察 统计细菌数量 对自己所建立的模型进行检验或修正 细菌的数量 个 理想条件下细菌数量增长的推测 自然界中有此类型吗 二 种群增长的 j 型曲线 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 二 种群增长的 j 型曲线 实例2 20世纪30年代 人们将环颈雉引入美国的一个岛屿 凤眼莲 讨论1 出现这种增长的原因有哪些 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 为年均增长率 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 思考 理想化的情况在自然界中并不存在 那么 到底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 理想化的情况并不存在 种群增长的 j 型曲线应该从哪些方面进行修正呢 例 生态学家高斯的实验 j 型增长能一直持续下去吗 大草履虫种群的增长曲线 讨论2 大草履虫的增长呈 s 型曲线的原因有哪些 食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食 资源有限阻滞生长 资源有限条件下的种群增长 三 种群增长的 s 型曲线 种群数量达到环境所允许的最大值 k值 后 将停止增长并在k值左右保持相对稳定 三 种群增长的 s 型曲线 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 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种群增长量最大 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 种群增长速率由小变大 到曲线中点 k 2 最大 以后又逐渐缩小 所以种群数量处在k 2时种群适合捕获 而对种群数量变化影响很小 家鼠的繁殖力很强 种群数量每天可增加1 47 理论上 在某一区域 10只家鼠在100天后的数量将会达到多少 你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数量才是最有效的 10 1 1 47 100 同一种群的k值会受到环境的影响 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 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 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 问题探讨 大多数种群的数量总是在波动之中的 四 种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 在不利条件之下 还会急剧下降 甚至灭亡 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 1 有利于野生生物资源的合理利用及保护 2 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 3 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 五 研究种群数量变化有何意义 4 有利于对濒危动物种群的拯救和恢复 练一练 1 在下列图中 表示种群在无环境阻力状况下增长的是 b 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斗争增加 a cd段 增长速度慢 b de段 速度加快 c ef段 变化速率加快 d fg段 速度逐渐变慢 d 3 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 4 下图所示为某种群在不同生态环境中的增长曲线 请仔细分析图中曲线后回答下列问题 1 处在一个理想的环境中 没有资源和空间的限制 种群内个体增长曲线是 2 种群置于有限制的自然环境中 种群内的增长曲线是 3 影响种群密度的主要因素是种群的 和 4 当我们迁入刚建的新村美居 可恶的老鼠也一同悄悄 潜来 它们咬坏衣物 偷吃粮食 毁坏家具 传播疾病 对其进行种群密度的调查中 请从a b曲线的理论上存在的条件 推测有效灭鼠的措施 降低环境 量 使鼠群的 曲线变化 转变成 答案 1 a 2 b 3 出生率死亡率迁入迁出 4 在进行灭鼠时 要清除垃圾 严密储存食物容纳a 或j型 b 或s型 5 下图根据实验室中人工饲养腹果蝇的数据统计绘制而成的曲线图 人工饲养是在一定大小的培养瓶中 喂以一定量的酵母菌的条件下进行的 请回答下列问题 1 在实验室条件下用草履虫 酵母菌所作的实验与上述结果相似 表明种群在一定空间 一定资源条件下的增长类型 一般都是 2 曲线的纵坐标 能 或 不能 反映种群密度的大小 在一定环境中种群增长曲线的渐近线 生态学上称为环境容纳量 其含义是 一个种群的环境容纳量 能够 或 不能够 随着环境的变化而改变 3 试根据容纳量的概念对珍稀动物的保护 草原的合理放牧分别提出你的建议 答案 1 s 型增长 2 能能在这一环境中所能承载的这一种群的最大数量 密度 即这一环境所能养活的种群的最大数量 3 对珍稀动物的保护最根本的措施是保护它的生存环境 使该种动物的环境容纳量有所提高 这个种群的数量自然会增长 草原的放牧量应该控制在接近环境容纳量为宜 如果过多放牧会影响牛羊的生长以及草原的恢复 如果破坏了环境 还会造成环境容纳量的降低 基础题 1 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