《种群的数量变化》PPT课件.ppt

第二节种群的数量变化 第四章种群和群落 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 细菌增长的数学模型研究 020406080100 202122232425 分裂 细菌繁殖产生的后代数量 细菌的分裂生殖 分裂过程 你知道2小时后有多少细菌吗 用什么办法描述细菌数量变化 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 问题探讨 Nn n 解 n 60minx72h 20min 216Nn n 2216 12 24 38 416 532 664 7128 8256 9512 22 21 23 24 25 26 27 28 29 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分钟 细菌种群增长曲线 细菌数量 个 分钟 细菌种群增长曲线 细菌个数 横坐标是自变量 纵坐标是因变量 注意标明单位 思考 同数学公式相比 曲线图表示的模型有什么优点 有什么局限性 Nn 2n N代表细菌数量 n代表 代 优点 能更直观地反映出种群数量的增长趋势 局限性 曲线图表示的数学模型不够精确 在描述 解释和预测种群数量的变化时 常常需要建立数学模型 数学模型的表现形式可以为公式 图表等 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 一 建构种群增长模型的方法 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 图 表 3 建构数学模型的意义 描述 解释和预测种群数量的变化 数学模型建构的一般过程 提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与评价 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 列出表格 根据表格画曲线 推导公式 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 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 实例三 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 2000年世界人口增长曲线 我国1000 1990年人口数量变化 1 J 型增长曲线 1 适用范围 实验室条件下种群刚刚迁入一个适宜生存新环境时 2 产生条件 食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等 理想条件 不存在环境阻力 3 数学公式 Nt N0 t 思考 种群的增长率随时间如何变化 种群增长率 1 在一个培养基中 细菌的数量会一直持续按照这个公式增长吗 为什么 不会 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 自然条件 现实状态 食物和空间等资源总是有限的 种群数量达到一定值后 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 增长减缓 生态学家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 高斯对大草履虫种群研究的实验 经过反复实验 结果如下 思考 1 曲线形状象什么 S 型曲线 2 大草履虫数量增长过程如何 三 种群增长的 S 型曲线 产生条件 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 种内斗争不断加剧 天敌数量不断增加 导致该种群的出生率降低 死亡率增高 增长特点 种群数量达到环境所允许的最大值 K值 将停止增长并在K值左右保持相对稳定 存在环境阻力 种群密度越大环境阻力越大 种群增长速率不断降低 种群数量K 2 K值时 三 种群增长的 S 型曲线 种群数量达到K值时 种群增长速率为零 但种群数量达到最大 且种内斗争最剧烈 种群数量在K 2值时 种群增长速率最大 种群数量由0 K 2值时 种群增长速率增大 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 K值 环境容纳量 24 种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系 图乙fg段相当于图甲ac段 图乙g点相当于图甲c点 图乙gh段相当于图甲cd段 图乙h点相当于图甲de段 种群增长的 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 鱼群数量超过K 2后才能捕捞 但要保证被捕后数量保持在K 2水平以上 因为在这个水平上种群增长率最大 右图为鱼塘中鱼的数量增长曲线 为了使鱼塘的总产量达到最大值 应该做到适时捕捞 下列做法中正确的是A 超过T4时捕捞 使剩余量保持在KB 超过T3时捕捞 使剩余量保持在3K 4C 超过T2时捕捞 使剩余量保持在K 2D 超过T4时捕捞 使剩余量保持在K 4 答案 C 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 保护大熊猫的措施 提高繁殖率建立自然保护区 给大熊猫更宽广的生活空间 保护环境 改善它们的栖息环境 帮助减少其环境阻力从而提高环境容纳量 是保护大熊猫的根本措施 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 老鼠 机械捕杀 施用激素 药物捕杀 施用避孕药 养殖或释放天敌 将食物储存在安全处 打扫卫生 硬化地面 种群增长的 型曲线 在生产中的应用 K 2 种群增长曲线的生产生活中的应用 有害动物的防治 应通过降低其环境容纳量 受保护动物的拯救和恢复 应通过改善其栖息环境 提高K值 在种群数量超过K 2后捕获 应留下超过的K 2个体数 而杀虫效果最好的时期在种群数量K 2以下 两种曲线的比较 种群在没有环境阻力的条件下呈现 J 型增长 实际上是 S 型增长的最初阶段 J 型增长是一定时间内的增长方式 最终是以 S 型增长结束 这是生态因素和物种本身相互影响的结果 种群增长的两种曲线比较 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 在现实的生态系统中 种群数量除增长外 还有没有其他变化 四 种群数量的波动和下降 在现实的生态系统中 种群数量除增长外 还有没有其他变化 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 东亚飞蝗种群数量的波动 探究 种群数量的波动和下降的原因是什么呢 影响种群数量变化的因素 直接因素 出生率 死亡率 迁入 迁出 间接因素 食物 气候 传染病 天敌 重要因素 人类的活动 在FaroeIslands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 乱伐森林 五 研究种群数量变化的意义 1 合理利用和保护野生生物资源 2 为防治有害生物提供科学依据 鱼类的捕捞 蝗虫的防治 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竞争增加 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 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 4 池塘养鱼时 为保护池塘生态系统和长期保持较高的产鱼量 应采取的最佳方案是 A 大量增加饵料的投入量B 大量增加鱼苗的投入量C 及时 适量的捕捞成鱼D 限制捕鱼 C 5 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 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 7 右图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线 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 8 某鼠种群被高速公路分隔成A B两个种群 A区因建化工厂而环境剧变 污水横流 B区地势较高无变化 经数十年后 种群A的进化速率很可能