山东省淄博市淄川般阳中学高中生物《4.2种群数量的变化》课件 新人教版必修3.ppt

复习回顾 种群密度 预测变化方向 影响数量变动 年龄组成 性别比例 种群数量 出生率和死亡率迁入率和迁出率 直接影响 决定种群大小和密度 种群特征之间的关系图 a 复习思考 问题的引出 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 一种原产日本的林业害虫 于20世纪80年代侵入我国华南沿海地区 并且缺少天敌而迅速蔓延开来 据1990年统计 这种害虫使该地区十三万公顷的马尾松林枯死 目前我国大约已有37个外来入侵动物种 90个外来入侵植物种 外来入侵物种已经对我国的生态环境 生物多样性和社会 经济造成了相当大的危害 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500 600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 假设你父亲承包了一个水库养鱼虾 如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞 由于环境的负载能力限制 都不能达到效益的最优化 相反 如果大量捕捞 使鱼虾数量大大减少 其种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期 对生产极为不利 哪什么时候是捕捞的最佳数量期 问题 如何合理利用和保护生物资源 如何从根本上去防治病虫害的发生 问题 种群的数量变化有怎样的规律 种群数量的变化 一 问题探讨 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 大肠杆菌 细菌分裂生殖 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 填写下表 计算一个细菌在不同时间 单位为min 产生后代的数量 2 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 3 n代细菌数量的计算公式是什么 4 小时后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 请以时间为横坐标 细菌数量为纵坐标 绘出细菌的数量增长曲线 时间 min 细菌数量 个 2 n代细菌数量的计算公式是 n n3 小时后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 解 n minx h min n n 个如果开始时不是一个细菌 而是20个 则计算公式会是如何 n 20 n设开始时m0个细菌 则计算公式又会是如何 n m0 n 二 数学模型 1 定义 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 2 数学模型的表现形式 1 函数方程式 精确且抽象 2 曲线图 更直观地反映出种群数量的增长趋势 但不精确 3 建构数学模型的一般步骤 作出假设 作出假设 实验数据 数学表达 检验或修正 二 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 建立数学模型 根据实验数据 用适当的数学形式对事物的性质进行表达 列出表格 画曲线 推导公式 4 检验和修正 进一步实验 观察 统计细菌的数量 三 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 思考 澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢 没有天敌 充足的食物 广阔的生活空间 实例2 20世纪30年代 人们将环颈雉引入美国的一个岛屿 在1937 1942年期间数量变化的曲线如右图 种群的 j 型增长的数学模型 1 模型假设 在食物和空间条件充足 气候适宜 没有敌害等条件下 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年的数量是第一年的 倍 2 数学模型 1 函数 公式 表示 nt n0 t各参数的意义 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 曲线表示 如右图 3 例子 实验室条件下 外来物种入侵 迁移入新环境 时间 种群数量 凤眼莲 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 思考 大草履虫的增长呈 s 型曲线的原因有哪些 1 定义 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 2 出现的原因 存在环境阻力 自然条件 现实状态 食物等资源和空间总是有限的 当种群密度增大时 种内竞争不断加剧 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 3 增长特点 种群数量达到环境所允许的最大值 k值 后 将停止增长并在k值左右保持相对稳定 四 种群增长的 s 型曲线 k 种群增长的 s 型曲线 环境容纳量 又称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 a 增长速率不断变化 开始增长速率不断增大 当达到最大值 k 2时增长速率最大 后 由于环境阻力开始增大 增长速率开始下降 当种群数量达到k值时 停止增长 从环境容纳量 k值 的角度思考 1 对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施 建立自然保护区 改善大熊猫的栖息环境 提高环境容纳量 2 对家鼠等有害动物的控制 应当采取什么措施 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 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 种群数量增长的 j 型曲线与 s 型曲线的比较 理想条件 自然条件 稳定不变 先上升后下降 无 有 出生率 死亡率 很多因素 环境阻力 用达尔文的观点分析 j s 曲线 问题 j 型曲线表明生物具有什么特性 图中阴影部分表示什么 1 j 型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过渡繁殖的特性 2 图中阴影部分表示 环境阻力 用达尔文的观点分析指 通过生存斗争被淘汰的个体数量 也即代表自然选择的作用 问题 1 同一种群的k值是固定不变的吗 k值会随环境条件的变化而变化 2 种群数量达到k值时 都能在k值维持稳定吗 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 五 种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 种群数量变化的类型 增长 稳定 波动 下降等 影响种群数量变化的因素有哪些 气候 食物 天敌 传染病等环境因素 种群的出生率和死亡率 迁入率和迁出率变化 种群数量呈现波动 在不利的条件下 种群数量还会急剧下降甚至消亡 间接因素 直接因素 六 研究种群数量变化的意义 1 为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 既要使生物资源的产量达到最大 又不危害生物资源的可持续发展 砍伐 捕捞 狩猎后 保证种群的增长速率为最大值 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 为有害生物的预测及防治提供科学依据 降低环境的负荷量 k值 如鼠害防治可通过严密封存粮食 清除生活垃圾 保护老鼠的天敌等措施来降低k值 4 为引进外来物种提供理性的思考 必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害 即是否会构成生物入侵 1 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