黑龙江省大庆市三十五中高中生物 4.2种群的数量变化课件 新人教版必修3.ppt

种群数量的变化 怎样建构种群数量增长的模型种群增长的j型曲线种群增长的s型曲线种群数量的波动和下降 学习目标 数学模型 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 数学模型的表现形式可以为公式 图表等形式 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 一 建构种群增长模型 问题探讨 在营养和生存空间没有限制的情况下 某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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 n代细菌数量nn的计算公式是 nn3 72小时后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 1 n 解 n minx h min nn 1 n 一 建构种群增长模型 4 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 曲线图与数学方程式比较 有哪些优缺点 曲线图 直观 但不够精确 数学公式 精确 但不够直观 一 建构种群增长模型 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 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 根据表格画曲线 推导公式 4 通过进一步实验或观察等 对模型进行检验或修正 观察 统计细菌的数量 对自己所建立的模型进行检验或修正 建立数学模型一般包括以下步骤 一 建构种群增长模型 实例一 1859年 一位英国人来到澳大利亚定居 他带来了24只野兔 让他没有想到的是 一个世纪之后 这24只野兔的后代竟达到6亿只以上 漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草 啃啮树皮 造成植被破坏 导致水土流失 后来 人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制 实例二 凤眼莲原产于南美 仅以一种观赏性植物零散分布 1844年在美国的博览会上曾被喻为 美化世界的淡紫色花冠 自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培 现已在亚 非 欧 北美洲等数十个国家造成危害 1901年作为花卉引入中国 30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省 并作为观赏和净化水质的植物推广种植 后逃逸为野生 由于繁殖迅速 又几乎没有竞争对手和天敌 在我国南方江河湖泊中发展迅速 目前我国有这种凤眼莲184万吨 成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一 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 思考与讨论 二 种群增长的j型曲线 1 我们所得出的公式和增长曲线 只是对理想条件先细菌数量增长的推测 什么是理想状态 j型曲线产生条件 食物充足 空间不限 气候适宜 没有天敌等 思考与讨论 二 种群增长的j型曲线 2 根据所得出的增长曲线描述j型曲线增长特点 种群数量每年以一定的倍数增长 第二年是第一年的 倍 思考与讨论 二 种群增长的j型曲线 3 若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 请计算t年后种群的数量为 量的计算 nt n0 t 思考与讨论 二 种群增长的j型曲线 4 若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 请计算t年后种群的数量为 量的计算 nt n0 t 三 种群增长的s型曲线 在一个培养基中 细菌的数量会一直按照这个公式增长吗 为什么 如何验证这个观点 不会 原因是资源和空间是有限的 生态学家高斯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 经过反复实验 得出了如图所示的结果 思考 1 曲线形状象什么 其种群达到基本稳定的数量值称为什么 s 型曲线 2 大草履虫数量增长过程如何 k值 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 三 种群增长的s型曲线 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 转折期 增长速率最快 k值 环境容纳量 加速期 个体数量增加 增长加速 潜伏期 个体数量较少增长缓慢 减速期 增长缓慢 饱和期 增长速率为零 思考讨论 1 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续获得最大捕鱼量 应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平 2 对家鼠等有害动物的控制 从环境容纳量的角度看 应当采取什么措施 环境资源无限 环境资源有限 保持稳定 下降 无 持续保持增长 有k值 环境阻力 k值 环境容纳量 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 比较两种增长曲线的联系和区别 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 群数量