第2节__种群数量的变化(定稿)ppt

1、学习目标学习目标一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法二、种群增长的二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线四、研究种群数量变化的意义四、研究种群数量变化的意义数学模型数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。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数学模型的表现形式可以为方程方程、曲线图曲线图等形式。等形式。探究一、建构种群增长模型的方法探究一、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，常常需描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立要建立数学模型数学模型。2问题探讨问题探讨 在营养和

2、生存空间没在营养和生存空间没有限制的情况下，某种有限制的情况下，某种细菌每细菌每20min20min就通过分就通过分裂繁殖一代。裂繁殖一代。341 1、观察研究对象，、观察研究对象，提出提出问题问题细菌每细菌每2020分钟分裂一次，分钟分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？问题：细菌数量怎样变化的？2 2、提出提出合理的合理的假设假设在资源和空间无限多的环境中，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细菌种群的增长不受种群密度增加的影响加的影响3 3、根据实验数据，用适、根据实验数据，用适当的当的数学形式数学形式对事物的性对事物的性质进行质进行表达表达4 4、通过进一步实验或观、

3、通过进一步实验或观察等，对模型进行察等，对模型进行检验或检验或修正修正观察、统计细菌的数量，对自己观察、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：建立数学模型一般包括以下步骤：5时间时间（min)min)2020 4040 6060 8080100100120120140140 160160 180180分裂次数分裂次数数量数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 5125121 12 23 34 45 56 67 78 89 96探究二、种群增长的探究二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线

4、时间时间（min)min)2020 4040 6060 8080100100120120140140 160160 180180数量数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 5125121 12 24 416168 832326464 128128 256256增长速率增长速率v v( (个个/20min)/20min)种群的种群的增长速率增长速率不断增大不断增大想一想：想一想：一定时间内，一定时间内，理想条件下细菌数量增长理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？的推测：自然界中有此类型吗？78环颈雉种群增长环颈雉种群增长500500100

5、010001500150039391937193740404242年年种群数量种群数量9101.1.野兔种群增长的原因有哪些？野兔种群增长的原因有哪些？2.2.如果用如果用N N0 0 表示野兔种群的起始数量，用表示野兔种群的起始数量，用表示野兔种群数量每年的增长倍数，用表示野兔种群数量每年的增长倍数，用N Nt t表表示示t t年后野兔种群的数量，那么，年后野兔种群的数量，那么，N Nt t为多少？为多少？3.3.用数学曲线图表示野兔数量的变化用数学曲线图表示野兔数量的变化, ,该曲线该曲线使用的前提条件？使用的前提条件？4.4.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种列举在自然界中还有哪些与素

6、材中野兔种群数量增长相类似的情况。群数量增长相类似的情况。N Nt t=N=N0 0 t t 1112理想理想条件条件1314思考：思考：“J”J”型曲线能一直持续下去吗？型曲线能一直持续下去吗？ 如何验证这个观点？如何验证这个观点？生态学家高斯曾经做过这生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在样一个实验：在0.5ml0.5ml培养液中培养液中放入放入5 5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24h24h统计一次大草履虫的数量。统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如图所经过反复实验，得出了如图所示的结果。示的结果。1516问题讨论：问题讨论： 1 1、你认为高斯得出种群经过一定时、你认

7、为高斯得出种群经过一定时 间增长后，呈间增长后，呈S S型曲线的原因是什么？型曲线的原因是什么？ 2 2、什么叫环境容纳量？、什么叫环境容纳量？1 1、产生产生原因及条件原因及条件：存在环境阻力：存在环境阻力自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）食物等资源和食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕空间总是有限的，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食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高。降低，死亡率增高。2 2、K K值：值：在环境条件不受破坏的情况下，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的一定空间中所能维持的种群最大数量种群最大数量称为称

8、为环境容纳量环境容纳量。种群数量为种群数量为K K：种群增长速率为零种群增长速率为零, ,种种群数量最大群数量最大，种内斗，种内斗争最剧烈。争最剧烈。种群数量为种群数量为K/2K/2：种群增长速率最大种群增长速率最大K/2K K值：值：环境容纳量环境容纳量增长期：个体数量增加，增长加速增长期：个体数量增加，增长加速适应期：个体数量较少，增长缓慢适应期：个体数量较少，增长缓慢稳定期：增长减慢稳定期：增长减慢a ab bc c18c cg gh hf f乙乙K KK/2K/2种种群群数数量量增增长长速速率率时间时间19用达尔文的观点分析用达尔文的观点分析“J”J”、“S”S”曲线曲线1 1、“J”

9、J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有具有过度繁殖过度繁殖的特性。的特性。2 2、图中阴影部分表示：、图中阴影部分表示：环境阻力环境阻力；用达尔文的观点分析指：通过用达尔文的观点分析指：通过生存斗争生存斗争被被淘汰淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”J”型曲线表明型曲线表明生物具有什么特性？生物具有什么特性？图中阴影部分表示图中阴影部分表示什么？什么？20思考讨论思考讨论1 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？2 2、对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍？、对保护大熊猫应采取什么措

10、施才会事半功倍？213 3、对家鼠等有害动物的控制，从环境容纳量的角度看，、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？应当采取什么措施？4 4、为保护鱼类资源不受破坏，并持续获得最大捕鱼量，、为保护鱼类资源不受破坏，并持续获得最大捕鱼量，被捕鱼群种群数量保持在什么水平被捕鱼群种群数量保持在什么水平? ?思考讨论思考讨论3 3、增大环境阻力，降低环境容纳量（如封储粮食，清除、增大环境阻力，降低环境容纳量（如封储粮食，清除生活垃圾，养殖它们天敌）；严防达到生活垃圾，养殖它们天敌）；严防达到K/2K/2。4 4、种群数量、种群数量达到达到K/2K/2时时，种群增长速率最大，再生

11、能力最强；，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行对养殖的生物进行捕捞捕捞( (捕获捕获) )时，时，捕捞后捕捞后的种群数量要维的种群数量要维持在持在K/2K/2处，以保证持续获取高产量。处，以保证持续获取高产量。222 2、建立自然保护区，改善大熊猫栖息环境，提高、建立自然保护区，改善大熊猫栖息环境，提高K K值。值。1 1、环境条件改变，环境条件改变，K K值也随之发生改变，即改善环境条值也随之发生改变，即改善环境条件可使件可使K K值增大；如环境条件受到破坏，则值增大；如环境条件受到破坏，则K K值将会减小值将会减小。思考讨论思考讨论K K值的应用值的应用a.a.野生生物资源保

12、护：保护野生生物生活环境，减小环境阻力，增大野生生物资源保护：保护野生生物生活环境，减小环境阻力，增大K K值。值。b.b.有害生物的防治：增大环境阻力有害生物的防治：增大环境阻力( (如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等圾、保护鼠的天敌等) )，降低，降低K K值。值。K/2K/2的应用的应用a.a.资源开发与利用：种群数量达到资源开发与利用：种群数量达到K/2K/2时，种群增长速率最大，再生能时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞力最强；对养殖的生物进行捕捞( (捕获捕获) )时，捕捞后的种群数量要维持在时，捕捞后的种群数量要

13、维持在K/2K/2处，以保证持续获取高产量。处，以保证持续获取高产量。b.b.有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达到有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达到K/2K/2处，甚至在处，甚至在a a点点以前就应采取相应措施。以前就应采取相应措施。23 大多数种群的数量总是在大多数种群的数量总是在波动波动之中的之中的;在在不利条件不利条件之之下，还会急剧下，还会急剧下降下降，甚至，甚至灭亡灭亡四四 种群数量的波动和下降种群数量的波动和下降24 假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果一次投假设你父亲承包了一个水库养鱼虾，如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能力限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果大限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果