高中生物 种群数量的变化5课件 新人教版必修3

第2节种群数量的变化 1 怎样建构种群数量增长的模型 2 种群的数量是怎样变化的 3 什么是环境容纳量 4 影响种群数量变化的因素有哪些 本节聚焦 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 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 公式 图表等 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 一 建构种群增长模型的方法 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 绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图讨论1 出现这种增长的原因有哪些 哪些生物会出现这种增长 二 种群增长的 J 型曲线 2形成原因 食物充足 空间不限 气候适宜 没有敌害等 3适宜范围 理想条件下的生物 实验室条件下的生物 种群刚迁入到新的环境中最初的一段时间内的增长 1曲线图 种群数量 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 二 种群增长的 J 型曲线图 种群数量 Nt N0 t 为年均增长倍数 1 但不是增长率 增长率不变 注意 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 环境阻力 自然界的资源 空间总是有限的 种群密度增大 种内斗争加剧 一般都存在敌害 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 资源有限条件下的种群增长 三 种群增长的 S 型曲线 原因 自然界的资源 空间总是有限的 种群密度增大 种内斗争加剧 一般都存在敌害 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 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值可变 三 种群增长的 S 型曲线 三种群增长的 S 型曲线 适宜范围 一般自然种群的增长 注意 K 2时的增长率最大 为最佳捕捞 砍伐时间 超过K 2时 增长率下降 但种群数量仍然增多 比较 都表示种群数量随时间变化而变化的关系 都研究种群数量变化中的增长问题 相同点 不同点 形成条件不同 适用范围不同 增长率不同 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示 影响种群密度的主要因素是种群的 和 例 下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线 清仔细分析图中去先后回答下列问题 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 S 型曲线在生产中的应用 1在对野生动植物资源的合理开发和利用方面 一般将种群数量控制在环境容纳量的一半 即K 2值 此时 种群增长速率最快 可提供的资源数量也最多 而且又不影响资源的再生 2对野生生物资源的保护方面 如建立自然保护区等 从而提高野生生物的环境容纳量 是保护野生生物资源的有效措施 3农业害虫的防治方面 降低农业害虫的环境容纳量 是防治的根本 某研究员调查发现 某种鱼迁入一生态系统后 其种群数量增长率随时间变化的曲线如图 请分析回答 1在T0 T1时间内 种群数量增长率曲线呈 若在T2时种群数量为N 则在T1时种群数量为 T1时该种群的年龄组成可能为 2捕获该鱼的最佳时期为 原因是3该鱼在T2时期后 种群数量变化是 主要原因是 和 S型 N 2 增长型 T1 在T1种群增长速率最快 可提供的资源数量也最多 而且又不影响资源的再生 不增加 种内竞争加剧 捕食者数量增加 影响种群数量变化的因素 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 四 种群数量的波动和下降 直接因素 出生率 死亡率 迁入率 迁出率间接因素 食物 气候 传染病 天敌重要因素 人类的活动 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 种群增长曲线的延伸 存活曲线 1000 500 甲 乙 丙 出生 死亡 a b c d 存活数量 丙曲线表示 如果丙为野生动物 据些我们应做的保护工作 1曲线图中ab段表示甲动物 在成年以前死亡率很低 在幼年期死亡率高 该动物幼年期死亡率极高 2cd段可表示乙动物 幼年个体 培养液中酵母菌种群数量的变化 实验原理1酵母菌属于兼性厌氧型微生物 有氧时产生CO2和H2O 无氧时产生CO2和酒精 2用液体培养基培养酵母菌 种群的增长受培养液的成分 空间 PH 温度等影响在理想的环境污染中 酵母菌种群的增长呈J型增长 在有限的环境下 酵母菌种群的增长呈S型增长 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 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 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15 16亿 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 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值会受到环境的影响 思考 怎样做才是最有效的灭鼠措施 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 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 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 1 在下列图中 表示种群在无环境阻力状况下增长的是 B 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