第4章第2节《种群数量的变化》教学课件..ppt

第2节种群数量的变化,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：,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=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,将数学公式（Nn2n）变为曲线图,(P66旁栏思考)曲线图与数学方程式比较，优缺点？,直观，但不够精确。,248163264128256512,某海岛上环颈雉种群数量的变化,1859年，一个英格兰的农民带着24只野兔，登陆澳大利亚并定居下来，但谁也没想到，一个世纪之后，这个澳洲“客人”的数量呈指数增长，达到6亿只之巨。,澳大利亚野兔,自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，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,二、种群增长的“J”型曲线,“J”型增长的数学模型,1、产生条件：,理想状态食物和空间条件充裕，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。）,2、种群“J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0t,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。,问题：如果在一个1000ml的培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？为什么？,不会.培养基中的资源和空间是有限的。,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，种内斗争就会不断加剧，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,当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平,“J”型增长能一直持续下去吗？,例生态学家高斯的实验,大草履虫种群的增长曲线,P67,请大家自学P75S型增长并回答以下问题：1.什么是环境容纳量，K值是固定不变的吗？2.S型增长条件、曲线形状及其变化特点,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。,1.什么是环境容纳量，K值是固定不变的吗？,2.S型增长条件、曲线形状及变化特点,条件：受食物、空间等资源限制，以及其他生物因素的制约曲线形状：S变化特点：起始加速增长，K/2是增长最快，接着减速增长到K是停止增长或在K值上下波动,种群数量达到K值时，种群,增长停止,种群数量在K/2值时，种群,增长最快,种群数量小于K/2值时种群,增长逐渐加快,种群数量大于K/2值时种群,增长逐渐减慢,问题探讨,种群数量的变化,A,B,A是种群增长的理论曲线（“J”型曲线，指数增长，Nt=N0t）B是种群实际增长曲线（“S”型曲线）,时间,种群数量,图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争被淘汰的个体数量。,K（环境所允许的最大值）,1、同一种群的K值是固定不变的吗？P67旁栏,思考讨论,2、对大熊猫应采取什么保护措施？,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。,重要提示,在“J”型曲线中增长率是不变的。增长率=（第二代个体数-第一代个体数）/第一代个体数，增长速率=增加的个体数/单位时间，显然“J”型曲线的增长速率是不断增大的），而在“S”型曲线中的增长率随着种群密度的增大不断减小。种群增长速率由小变大，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，而对种群数量变化影响很小。,理想条件下,自然条件下,无K值,有K值,随种群密度的上升而下降,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,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。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。,（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，为有害动物的防治提供科学依据。,五研究种群数量变化有何意义？,（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。,本课小结,第四章第二节种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法-数学模型建立数学模型的一般步骤,二、种群增长的“J”型曲线1、“J”型曲线形成的条件2、“J”型增长的数学模型三、种群增长的“S”型曲线1、“S”型曲线形成的条件2、K值3、“J”型曲线与“S”型曲线的比较,四、种群数量的波动和下降人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响研究种群数量变化的意义,如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有的特征。如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示。影响种群密度的因素有。,A,过度繁殖,B,通过生存斗争被淘汰的个体数量,出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等,右图是小球藻的数量随时间的变化曲线，下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长（速）率随时间变化趋势的曲线是,D,下图表示在良好的生长环境下，“小球藻分裂繁殖中的细胞数量”“鸡产蛋数量（每天产一枚）”和“竹子自然生长的高度”这三种现象与时间的关系，他们依次（）,A乙、甲、丁B甲、丙、乙C丙、甲、乙D丁、乙、丙,C,在良好的环境条件下，小球藻通过分裂繁殖，其细胞数量增加很快，表现为“J”型曲线（丙）；鸡每天产一枚蛋，随着时间的增加，产蛋量增多，表现为甲曲线；竹子生长有一个高峰期，达到一定高度后，生长变慢，符合乙曲线图。因此答案为C。,下列因素能引起种群密度增大的有。A、种群中幼年个体增多B、种群性别比例改变C、环境中温度条件适宜D、种群中幼年个体减少E、环境中天敌增多F、寄生生物减少,F,“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,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（速度加快）CEF段（变化速率加快）DFG段（速度逐渐变慢）,D,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,图414是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：(1)图中表示种群数量最大的点是_。(2)图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)该种群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?_。,d,2,4,b,b,下图示为某种群在不同生态环境中的增长曲线,请仔细分析图中曲线后回答下列问题:(1)处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体增长曲线是_。(2)种群置于有限制的自然环境中，种群内的增长曲线是_。(3)影响种群密度的主要因素是种群的_和_。(4)当我们迁入刚建的新村美居，可恶的老鼠也一同悄悄“潜来”，它们咬坏衣物、偷吃粮食、毁坏家具、传播疾病对其进行种群密度的调查中，请从a、b曲线的理论上存在的条件，推测有效灭鼠的措施_，降低环境_量，使鼠群的_曲线变化，转变成_。,答案：(1)a(2)b(3）出生率死亡率迁入迁出(4）在进行灭鼠时，要清除垃圾，严密储存食物容纳a（或J型）b（或S型）,a,b,出生率,死亡率,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。,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。,1问题讨论：酵母菌的结构、代谢的特点？,2提出什么问题?作出什么样的假设?设计实验,验证假设,最后得出结论?,六.探究培养液中酵母菌种群数量的变化,血球计数板是由一块比普通载玻片厚的特制玻片制成的.玻片中有四条下凹的槽,构成三个平台.中间的平台较宽,其中间又被一短横槽隔为两半,每半边上面,刻有一个方格网.方格网上刻有9个大方格,其中只有中间的一个大方格为计数室,供微生物计数用.这一大方格的长和宽各为1mm,深度为0.1mm,其体积为0.1mm3.计数室通常有两