种群的数量变化及其增长曲线分析

关于种群的数量变化及其增长曲线分析第1页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五1、用来描述一个系统或它的性质的数学形式---数学模型一、建构种群增长模型的方法----数学模型物理模型数学模型概念模型模型DNA双螺旋结构模型真核生物三维结构模型等孟德尔遗传定律种群增长模型等人体细胞与外界环境的物质交换模型血糖调节的模型等第2页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五细菌的分裂生殖第3页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五数学模型：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，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达细胞每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观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正第4页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图时间分钟20406080100120140160180细菌数量

曲线图与数学方程式比较，优缺点？直观，但不够精确。248163264128256512第5页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五种群数量时间种群增长的“J”型曲线二、种群数量的变化满足条件理想状态：食物____，空间______，气候____，没有____等特点种群数量持续增长充足足够大适宜天敌第6页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五在环境条件________的情况下，一定空间中所能维持的种群_____数量。种群增长的“S”型曲线现实状态——食物等资源和空间总是_____的，种内斗争不断_____，捕食者数量不断_____。K值环境容纳量有限加剧增加不受破坏最大大草履虫种群的增长0t/d种群数量/个K=375第7页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五在种群“S”型增长曲线的数学模型中，K值不是固定不变的，下列条件会使种群K值增加的是（）A．地面进行硬化后的家鼠B．干旱环境中的东亚飞蝗C．引入北极狐的旅鼠D．干旱环境中的大熊猫解答：应该是选B。K值的增加要看环境条件在干旱环境中有利于飞蝗大量繁殖，而其他的都不利于生物的生长K值会减少。B第8页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五*二、“S”型曲线的分析1.“S”型曲线关键点(区段)的分析第9页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五增长率：增长率是指单位时间内种群数量变化率，即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。增长率＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数

＝出生率—死亡率

＝（出生数－死亡数）/（单位时间×单位数量）。增长速率：增长速率是指单位时间种群增长数量。

增长速率＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间=（出生数－死亡数）/单位时间种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率。种群增长率与增长速率区别：

第10页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五一对Ｊ型曲线的分析１．模型假设在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。２．对模型假设的分析从模型假设不难得出λ=现有个体数／原有个体数。结合增长率的概念和定义式不难看出，此时增长率等于（λ-1），λ不变，增长率（λ-1）也就不变。再看增长速率，由于一段时间内种群内个体基数不断增大，故这段时间内净增加的个体数（Ｎｔλ－Ｎｔ）不断增多，除以时间以后即为增长速率，可以看出增长速率是不断增大的。横轴表示时间，纵轴表示种群数量，在坐标系中画出曲线，那么曲线的斜率就应该是种群增长速率而不是增长率。第11页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五３．结论Ｊ型曲线增长率保持不变；增长速率一直增大。曲线的斜率表示增长速率。“J“型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”“Ｊ”型曲线增长率和增长速率第12页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五二对Ｓ型曲线的分析１．模型假设自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。２．对模型假设的分析在有限的资源和空间中，随着种群数量的增加，种群增长的阻力也会随之增大，由此导致种群的出生率降低、死亡率增加，二者之间的差值即增长率是不断减小；当种群的出生率和死亡率相等时，增长率为零，此时种群数量达到最大值停止增加。坐标系中横轴仍表示时间，纵轴仍表示种群数量，那么曲线的斜率即为种群增长速率。第13页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五３．结论Ｓ型曲线的增长率与种群数量成反比，不断减小；增长速率先增大后减小。曲线的斜率表示增长速率。“S“型曲线的“增长率和增长速率和时间的关系曲线”注：t1时，种群数量为K/2；t2时为K。“S”型曲线增长率和增长速率第14页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五第15页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是（）A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型B.达到k值时种群增长率为零C.种群增长受自身密度的影响D.种群的增长速度逐步降低D第16页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五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率随时间变化趋势的曲线是C第17页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五图示为某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出(

)A．t3时该种小型淡水鱼的年龄结构为衰退型B．t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失C．该种小型淡水鱼在新的环境中呈“J”型增长D．该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该种鱼数量的两倍【解析】

此曲线的纵坐标为“种群增长速率”，其种群为“S”型增长，t2时刻对应的种群数量为K/2，故C错误。t3时刻年龄结构应为增长型，A错误。t4时刻种群数量达到K值，并非在新环境中逐渐消失，B错误。【答案】

D第18页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五

⑴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。⑵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___________________________________________。⑶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，请仔细分析图中去先后回答下列问题：ab过度繁殖死亡率出生率迁出率迁入率ab个体数

时间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。第19页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五*二、“S”型曲线的分析3.密闭条件下的“S”型曲线封闭环境中，无物质和能量的补充，最终导致K值下降。第20页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五*【例2】下面三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果。以下分析错误的是(

)。A．图1、2、3都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律B．图1中A点和图3中E点的增长速率与图2中的C点对应C．图1中B点和图3中F点的增长速率与图2中的D点对应D．图1、2、3中的B、C、F点都可以表示种群达到了环境容纳量点击

通过分析曲线可知，三个曲线图中的种群个体数量最终都达到一个最大值，所以它们都属于“S”型增长，图1、2、3中表示种群达到了环境容纳量的点分别是B、D、F点。答案：D解析三者表示同种数量变化规律二、“S”型曲线的分析第21页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五*二、“S”型曲线的分析2.“S”型曲线的K值及其变动示意图①同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。②环境遭受破坏，K值会下降；生物生存的环境改善，K值会上升。第22页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五东亚飞蝗种群数量的变化曲线

种群数量的波动第23页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五*(2012·重庆理综，4)图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是(

)。A．为有效防治蝗灾，应在A点之前及时控制种群密度B．A～B段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C．利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止C点出现D．控制种群数量在D～E水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性解析答案训练2分析图中曲线可发现，由起点到B点为“S”型曲线，A～B段中，该种群的增长率在逐渐下降，而种群密度在逐渐增加，二者呈负相关。答案：B二、“S”型曲线的分析第24页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五在自然界中，影响种群数量变化的因素主要有哪些？气候、食物、天敌、传染病、人类活动等.除此之外，影响种群数量变化的内部因素主要有哪些？出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄组成、性别比例等三、影响种群数量变化的因素第25页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五（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，为害虫的预测及防治提供科学依据。四、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。第26页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五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A．CD段（增长速度慢） B．DE段（速度加快）C．EF段（变化速率加快） D．FG段（速度逐渐变慢）D第27页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五图4—14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?___________。d24bb第28页，共32页，2022年，5月20日，17点53分，星期五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第29页，共32页，2022年，5月20日，17点5