种群数量的变化(省优质课比赛).ppt

1、第2节 种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法 二、种群增长的“J”型曲线 三、种群增长的“S”型曲线 四、种群数量的波动和下降,2,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方程、曲线图等形式。,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，常常需要建立数学模型。,3,一、建构种群增长模型的方法,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。,4,一、建构种群增长模型的方法,1n代细菌数量Nn的计算公式是：,Nn1n = 1t/20,解：n min xhmin,Nn1n ,272小时后，由一个细菌分裂

2、产生的细菌数量是多少？,5,一、建构种群增长模型的方法,曲线图与方程式比，有哪些优缺点？,曲线图：直观，但不够精确 方程：精确，但不够直观,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代数,6,一、建构种群增长模型的方法,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,4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正,观

3、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：,7,二、种群增长的“J”型曲线,1.满足条件：,2.建立模型,Nt=N0 t,Nt表示t年后该种群的数量 N0为种群的起始数量 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 t为时间,方程模型, =1时,种群数量基本不变 1时,种群数量减少 1时,种群数量增加,食物和空间条件充裕 理想状态 气候适宜 没有天敌,8,二、种群增长的“J”型曲线,曲线图模型,增长速率：单位时间内增长数量 增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间,9,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

4、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。,3.例子：外来种群入侵迁移入新环境,10,实例二：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在19371942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？,11,实例三：凤眼莲原产于南美，仅以一种观赏性植物零散分布，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

5、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。,12,问题探讨,“J”型曲线能一直持续下去吗？ 如何验证这个观点？,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。,13,三、种群增长的“S”型曲线,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,a,b,c,14,1. 乙图0g相当甲图b点之前，种群数量增长速率逐渐增加。,g,h,K,K/2,a,b,c,甲,（K）,2. g 点相

6、当甲中b，种群数量增长速率最大。,3. 乙图g-h相当甲图b-c，种群数量增长速率逐渐减少。,4. h 点相当甲中K，种群数量增长速率为0。,时间,15,思考讨论,K值的应用 a.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值。 b.有害生物的防治：增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。,1、对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍？,建立自然保护区，改善大熊猫栖息环境，提高K值。,16,K/2的应用 a.资源开发与利用：种群数量达到K/2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(捕获)时，捕捞后的种群数量要维持在K/2处，

7、以保证持续获取高产量。 b.有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达到K/2处，甚至在a点以前就应采取相应措施。,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？,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）；降低K值。,17,思考讨论,1、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?,种群数量达到K/2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(捕获)时，捕捞后的种群数量要维 持在K/2处，以保证持续获取高产量。,18,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,自然因素：食物、气候、空间、传染病、天敌等,人为因素：人类的活动,人为控制（家禽，畜牧）,捕杀野生动物,滥砍乱阀,环境破坏影响生物生存,19,培养液中酵母菌种群数量的变化,探究,20,从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？ 2. 本探究需要设置对照吗？如果方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取怎样的措施？,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。,不需要，只要分组实验，获得平均数值即可。 稀释,21,5个中方格酵母菌总数是A，求得每个方格的平均值再乘以25，就得出一个大