第2节 种群数量的变化.ppt

1、第2节 种群数量的变化,大肠杆菌,一、建构种群增长模型,培养大肠杆菌的培养基,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,(2)根据上表，写出n代细菌数量的计算公式。,(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量:,t,N,（3）将数学公式（N=2n)变为曲线图,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,直观， 但不够精确。,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,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

2、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,例1. 某同学在“研究大肠杆菌数量变化”时，提出的数学模型是：Nn2 n(N代表细菌数量，n表示细菌繁殖代数)，他建立的这个数学模型的合理假设是() A细菌可以通过有丝分裂不断增加数目 B在资源和空间无限多的环境中，细菌种群数量增长不受种群密度的制约 C细菌没有细胞核，结构简单，分裂速度快 D细菌微小，需要的营养物质少，繁殖速度快,B,种群数量变化的类型,“J”型曲线,自然界种群变化的主要情况有哪些？,实例1：澳大利亚野兔,思考：以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群的数量变化情况如何？,澳洲利用

3、黏液瘤病毒消灭兔子,实例2：右图为环颈雉被引入美国的某岛屿上后，1937-1942年期间种群的增长。,我国自13931990年以来人口统计数据如下： 绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。 按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？ 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？,与社会的联系,研究种群数量变化有何意义？,理想条件下的种群增长模型,世界人口的指数增长曲线,理想条件下的种群增长模型,“J”型增长的数学模型,1、模型假设： ：,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，代表增长倍数，不是增长率， 1种群密度增大， 1种群密

4、度减小 ）,种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,高斯（1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：,高斯对大草履虫种群研究的实验,请你绘制大草履虫的种群增长曲线！,“J”型增长能否一直持续下去吗？,生态学家高斯的实验：,大草履虫种群的增长曲线,讨论：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？,讨论:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些？,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

5、长就会停止，有时会稳定在一定的水平。,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。,常划分为五个时期： 开始期，个体数很少，增长缓慢； 加速期，随个体数增加，增长逐渐加快； 转折期，当个体数达 K/2时，增长最快； 减速期，个体数超过 K/2以后，增长逐渐变慢; 饱和期，个体数达到 K值而饱和。,S型增长曲线的特点：,K/2的意义：,K/2左右，种群单位时间的增长率最大,渔业,林业,剩余K/2可再生资源的最佳收获策略,想一想：当池鱼满塘，密林成材，牧草丰肥，牛羊满圈的时候 你将怎样收获，才能维持种群的持续最大收益呢？,例2.此图中种群在理想环境中呈J型曲线

6、（甲）增长，在有环境阻力条件下，呈S型曲线（乙）增长，下列有关种群增长曲线正确的是 A.若此图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量到达e点后，增长率为0 B.种群中出现环境阻力是 在d点之后 C.若此图表示蝗虫种群增 长曲线，则虫害的防治应 在c点进行 D.若此图表示微生物的增长 曲线，则在e处的出生率和 死亡率为0。,A,例3.某海洋黄泥螺种群现存量约3000吨，正常情况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为（ ） A.3000吨 B.1650吨 C.1500吨 D.不超过300吨,D,k/2,最大持续产量,例4.为了保护鱼类

7、资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应该使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，这是因为在这个水平上 A种群数量稳定 B种群增长量最大 C种群数量最大 D环境条件所允许的种 群数量最大,B,例5、在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列4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（ ）,D,例6.图表示某种鼠迁入新的环境后增长率随时间的变化曲线，在图中能反映鼠种群数量变化的曲线是,B,例7. 右图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时

8、经调查该种群数量为200只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为,A100只 B200只 C300只 D400只,辨析：预计我国人口数量到2050年左右，人口总数将达到峰值15亿左右。该峰值是不是我国人口容纳量？,不是。该峰值为按现在人口增长情况而将达到的数量。,D,问题：从环境容纳量（K值）的角度思考： （1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,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；

9、养殖或释放它们的天敌，等等。,种群增长的“S”型曲线,种群的增长方式,“J”型增长曲线,“S”型增长曲线,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。,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。,种群增长的“S”型曲线,两种种群增长方式的差异主要在于环境阻力对种群数量的影响,资源无限、空间无限、 不受其他生物制约等 理想条件下,K值（即环境容纳量）：在 长时期内环境所能维持的种 群最大数量。 是种群在该环境中的稳定平 衡密度,种群增长的两种方式比较,资源有限、空间有限、 受其他生物制约等 有限条件下,起始增长很慢，随着

10、基数的加大，增长越 来越快。,起始加速增长，K/2时增长 最快，之后开始减速增长， 到达K值时便停止增长或在K 值上下波动。,什么情况出现此种曲线？ 有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？ 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出（食物、气候、天敌、传染病、人类活动）决定的。,种群增长的 “J”型曲线,时间,种群数量,将10ml酵母液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH值，结果如表1所示，请分析回答： （1）推测表中样品的取值先后顺序为_ （2）对酵母菌而言，10ml该培养液的环境负荷量为_。 （3）若第5次均匀取样，样品中的酵母菌数量为760个

11、/mm3。产生这一结果的原因是_。,培养液中营养物质不断被消耗，pH值降低，部分酵母菌因生存空间、营养物质的缺乏而死亡或解体。,酵母菌种群的数量变化,1.21107个,2-4-1-3,酵母菌的数量和pH值,影响种群数量变化的因素,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,种群的数量变化,研究方法：,理想条件,有限环境：,种群数量的变动,构建数学模型步骤,观察研究对象，提出问题,作出假设,根据实验数据用数学形式表达,检验或修正,公式：,曲线：“J”型曲线,“S”型曲线,定义：种群经过一段时间的增长 后，数量趋于稳定的增长曲线,K值：即环境容纳

12、量，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,（2005北京会考）栖息在灌木丛中的红松鸡种群数量呈周期性波动（如图A），科学家发现红松鸡体内有一种线虫生活。为确定红松鸡种群数量的周期性波动是否由线虫引起，科学家用驱虫剂分别处理红松鸡种群中5%、10%、20%的个体，得到红松鸡的数量变化曲线（如图B）。,请分析回答问题： （1）随着驱虫剂处理的百分比增大，红松鸡种群数量的波动幅度 。 （2）红松鸡与线虫的种间关系是 。当线虫大量增殖时，红松鸡种群的 下降， 升高，进而引起红松鸡种群密度下降。反之，红松鸡种群密度上升。,死亡率,出生率,减小,寄生,再见,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