第二节_种群数量的变化 - 用

1,第二节种群数量的变化,2,问题探讨:菌落细菌种群,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？,3,正在分裂的细菌,细菌的繁殖速度很快，如果在营养和生存空间没有限制的情况下，每20min就通过分裂繁殖一代，在短时间内，细菌的种群数量就能达到一个天文数字,4,020406080100,202122232425,分裂,细菌繁殖产生的后代数量,5,思考:,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。细菌的生殖方式是怎样的?72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？n代细菌数量的计算公式？,Nnn,解：n60minx72h20min216Nnn2216,无性生殖(分裂生殖),6,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,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,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：,一、建构种群增长模型的方法,7,将数学公式（Nn2n）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。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量:,8,自然界中有此类型吗？,9,例如：澳大利亚兔灾,兔子并不是澳大利亚土生的。1859年，有一个农民从英格兰带来了24只野兔。他完全没有料到，他的这一举动将要引起一次农业灾害。野兔的繁殖非常快，一只雌兔一年以产25只兔仔。在澳大利亚，兔子几乎没有什么天敌，所以经过十几年它们已成为一个大问题。它们吃庄稼，毁坏新播下的种子，啃嫩树皮和芽，并且打地洞损坏田地和河堤。篱笆也不能阻止它们侵和农民的田地。,10,美丽的环颈雉,11,某岛屿环颈雉种群数量的增长,例如，在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在19371942年期间，这个种群的数量增长如图。,图中实线为实际增长曲线，虚线为理想条件下的增长曲线。,12,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“”型,自然界中确实存在类似于细菌在理想条件下种群数量增长的形式。,13,“J”型增长的数学模型,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。）,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,1、模型假设,2、建立模型,t年后的种群数量为：Nt=Not,14,1、产生条件：,理想状态食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；,种群增长的型曲线小结,实验室条件下当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时,15,2、量的计算：t年后种群的数量为,Nt=N0t,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,3、图像：,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,16,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，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,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,有实例证明吗？,“J”型增长能一直持续下去吗？,17,例生态学家高斯的实验,大草履虫种群的增长曲线,P67,18,为什么大草履虫第二天、第三天增长较快，而第五天以后数量基本稳定？高斯实验条件与前面细菌培养条件有何区别？,思考,19,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,20,S型增长曲线,环境容纳量,K/2,增长缓慢（开始为了适应环境）,增长加速,增长缓慢（环境阻力大）,增长速率最快,21,重要提示,在“S”型曲线中的增长率随着种群密度的增大不断减小,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，而对变化影响很小。种群数量最大出现在k值时。,22,种群增长的“S”型曲线,23,两种曲线关系,24,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,种群密度越大环境阻力越大,气候不适，传染病等,25,例如：大熊猫栖息地遭破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值就变小,1、同一种群的K值是固定不变的吗？,2、对大熊猫应采取什么保护措施？,26,3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？,4、种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？,对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。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。,27,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,东亚飞蝗种群数量的波动,28,1、野生生物资源合理利用和保护鱼类的捕捞2、害虫的防治蝗虫的防治,影响种群数量变化的因素有哪些呢？,研究种群数量变化有何意义？,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,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。,29,研究种群数量变化的意义,1、野生生物资源的合理利用和保护,（1）如图是某种鱼类的增长曲线图，图中表示种群增长速度最快的一点是_。,b,（2）既要获得最大的捕捞量，又要使鱼类资源的更新能力不受到破坏，从理论上分析，应该使种群的数量保持在图中哪一点代表的水平上？,b,2、害虫的防治:,b点之前,30,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、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”型增长的特点。,31,2.提示：（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。（2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。拓展题这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水面应放养的鱼的数量。,32,1、产生条件：,理想状态食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；,种群增长的型曲线小结,实验室条件下当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时,33,2、量的计算：t年后种群的数量为,Nt=N0t,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,3、图像：,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,34,4、其他图像：,（1）种群数量无K值,（2）种群增长速率逐渐增大,（3）种群增长率保持不变,35,产生条件：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，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,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,种群增长的“”型曲线小结,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。,36,种群增长的“”型曲线,种群数量增长速率：,K/2,37,37,比较种群增长两种曲线的联系与区别,环境资源无限,环境资源有限,保持稳定,先升后降,无，持续保持增长,有K值,环境阻力,K值：环境容纳量,生存斗争被淘汰的个体,38,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。,比较种群增长两种曲线的联系与区别,39,39,用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线,1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。2、图中阴影部分表示：环境阻力；3、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。,“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？,40,1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是,B,2、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,41,3、在什么条件下种群数量才会呈指数增长（）A、当只有食物受到限制时B、在适宜的环境中食物开始出现不足，但不至于影响到该物种在这里生存C、只是没有捕食者D、只有在实验室内的实验条件下,D,42,4.在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，8年后发展到500只左右，这个羊群数量会A、维持在一个水平上B、不断下降C、缓慢上升D、迅速上升,A,43,5、当种群数量达到K值时，可能出现的现象是（）A、生态因素对该种群的影响没有作用B、种群的增长率保持相对稳定C、食物将不再是限制种群发展的因素D、出生率再也不会超过死亡率,B,44,6.“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点,BCD,A,45,7.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,ACD段（增长速度慢）BDE段（速度