种群数量的变化(阅读)课件.ppt

1、11 1、数学模型：、数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。数学形式。一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法2研究实例研究实例研究方法研究方法细菌每细菌每20min20min分裂一次分裂一次观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题在资源和空间无限多的环在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响提出合理的假设提出合理的假设NNn n=2=2n n，NN代表细菌数量，代表细菌数量，n n表示第几代表示第几代根据实验数据，用适当的根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进

2、数学形式对事物的性质进行行表达表达观察、统计细菌数量，对观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检自己所建立的模型进行检验或修正验或修正通过进一步实验或观察通过进一步实验或观察等，对模型进行等，对模型进行检验或检验或修正修正建立数学模型的一般步骤建立数学模型的一般步骤3在营养和生在营养和生存空间没有存空间没有限制的情况限制的情况下，某种细下，某种细菌每菌每20min就通过分裂就通过分裂增殖一次。增殖一次。65页页 问题探讨问题探讨4讨论：讨论：1、n代细菌数量的计算公式是什么？代细菌数量的计算公式是什么？N Nn n=2=2n n2、72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多后，由一个细菌分

3、裂产生的细菌数量是多少？少？N=60min x72hN=60min x72h20min=21620min=216N Nn n =n n =2=22162163、在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个、在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？公式增长吗？细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。计数法来验证。4、双成、双成 46页页 巩固巩固15讨论：讨论：4 4、请你计算、请你计算一个细菌一个细菌产生的后代在不同时产生的后代在不同时间的数量，完成表格！（间的数量，完成表格！（6666页）页）65 5、以时间为横坐标，细菌数量

4、为纵、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线坐标，画出细菌的种群增长曲线5005004004002002001001003003007思考思考：同数学公式相比，曲线图表示的：同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么模型有什么优点优点？有什么？有什么局限性局限性？时间时间数量数量Nn=2Nn=2n nN N代表细菌数量，代表细菌数量，n n代表代表“代代”。优点：优点：能能更直观更直观地反映出种群数量的增长趋势。地反映出种群数量的增长趋势。局限性：局限性：曲线图表示的数学模型曲线图表示的数学模型不够精确不够精确！在描述、解释和预测种群在描述、解释和预测种群数量的变化时，常常需要数

5、量的变化时，常常需要建立数学模型。建立数学模型。数学模型数学模型的表现形式可以的表现形式可以为为数学方程式数学方程式、曲线图曲线图等。等。818591859年，一个英格年，一个英格兰的农民带着兰的农民带着2424只只野兔，登陆澳大利亚野兔，登陆澳大利亚并定居下来，但谁也并定居下来，但谁也没想到，一个世纪之没想到，一个世纪之后，这个澳洲后，这个澳洲“客人客人”的数量呈指数增长，的数量呈指数增长，达到达到6 6亿只之巨。亿只之巨。实例一理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型二、二、种群增长的种群增长的“J”型型曲线曲线9种群迁入一个新环境后，种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现常常

6、在一定时期内出现“J”“J”型增长。型增长。例如，在例如，在2020世纪世纪3030年代时，人们年代时，人们将环颈雉引入到美国的一将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在个岛屿，在1937193719421942年年期间，这个环颈雉种群的期间，这个环颈雉种群的增长大致符合增长大致符合“J”“J”型曲型曲线（右图）。线（右图）。实例二理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型10实例四理想条件下的种群增长模型理想条件下的种群增长模型11模型假设：在模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一条件下，种群的数量每年以一定的倍数

7、增长，第二年的数量是第一年的定的倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。倍。建立模型：建立模型：t t年后种群数量为：年后种群数量为：N Nt t=N=N0 0t tN N0 0 为某种动物种群的起始数量为某种动物种群的起始数量t t 为时间为时间N Nt t 表示表示t t年后该种群的数量年后该种群的数量 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数表示该种群数量是一年前种群数量的倍数思考：思考：1,1,种群数量会有什么变化？种群数量会有什么变化？12时间时间数量数量“J”型曲线型曲线1、条件：、条件：3、时期：、时期：2、特点：、特点：新物种迁入的开始阶段新物种迁入的开始阶段实验条件下实验条件下种群数

8、量连续增长种群数量连续增长（1）食物和空间条件充裕）食物和空间条件充裕（2）气候适宜）气候适宜（3）没有敌害等条件下）没有敌害等条件下“J”型曲线发生的条件、特点和时期？型曲线发生的条件、特点和时期？13不会，因为存在环境阻力。不会，因为存在环境阻力。14高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5 5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL0.5mL的培养液中，每隔的培养液中，每隔2424小时统计一次数据，小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：经过反复实验，结果如下：三、种群增长的三、种群增长的“S”“S”型曲线型曲线15大草履虫种群的增长大草履虫种群的增长在资源有在资源有

9、限条件下限条件下的情况下，的情况下，种群经过种群经过一定时间一定时间的增长后，的增长后，数量趋于数量趋于稳定。稳定。16K/2K K值：值：环境容纳量环境容纳量加速期，个体数量增加，加速期，个体数量增加，增长速率加速增长速率加速调整期，个体数量较少，调整期，个体数量较少，增长速率缓慢增长速率缓慢减速期，减速期，增长速率缓慢增长速率缓慢1 1、环境容纳量、环境容纳量:在在环境条件不环境条件不受破坏受破坏的情况的情况下，一定空间下，一定空间中所能维持的中所能维持的种群最大数量种群最大数量称为环境容纳称为环境容纳量，又称量，又称K K值。值。1.1.同一种群的同一种群的K K值不是固定不变的，会值不

10、是固定不变的，会受到环境的影响受到环境的影响。2.K2.K2 2时，此时种群增长速率最快，可时，此时种群增长速率最快，可提供的资源提供的资源数数量也最多量也最多 ，而又不影响，而又不影响资源的再生资源的再生。增长速率：单位时间内增长的数量增长速率：单位时间内增长的数量17产生条件：产生条件：存在环境阻力：存在环境阻力：自然界的资源和空间总是有限的，自然界的资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。捕食者数量不断增加。增长特点：增长特点：当当 出生率出生率=死亡率死亡率 时，种群的增长就会停止，时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平有时会稳定在一定的水

11、平1819种群种群数量变化曲线数量变化曲线与种群与种群增长速率增长速率曲线的关系曲线的关系图乙的图乙的fgfg段相当于图甲的段相当于图甲的acac段。段。图乙的图乙的g g点相当于图甲的点相当于图甲的c c点。点。图乙的图乙的ghgh段相当于图甲的段相当于图甲的cdcd段。段。图乙的图乙的h h点相当于图甲的点相当于图甲的dede段。段。K/2abcdghfe甲甲乙乙19在生产中的应用在生产中的应用K/2a.有害动物的防治，应通过降低有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量。其环境容纳量。b.受保护动物的拯救和恢复，应受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高通过改善其栖息环境，提高K值

12、。值。c.生产上的生产上的捕获期捕获期应确定在种群应确定在种群数量略数量略比比K/2多时多时最好；而杀虫最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（效果最好的时期在潜伏期（K/2以下）。以下）。20种群在种群在没有环境阻力没有环境阻力的条件下呈现的条件下呈现“J J”型增长，型增长，实际上在实际上在“S S”型增长的最初阶段型增长的最初阶段，“J J”型增长是一定时间型增长是一定时间内的增长方式，内的增长方式，最终是以最终是以”S S”型增长结束型增长结束。时间时间种种群群数数量量J J型型曲线曲线S S型型曲线曲线K K值值3 3、比较种群增长两种曲线的联系与区别比较种群增长两种曲线的联系与区别在生

13、存斗在生存斗争被淘汰争被淘汰的个体的个体21思考思考怎样做才是保怎样做才是保护大熊猫的根护大熊猫的根本措施？本措施？22提示：采取措施提示：采取措施降低有害动物种群的环境容纳量降低有害动物种群的环境容纳量。1、将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；、将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；2、室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；、室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；3、养殖或释放它们的天敌，等等。、养殖或释放它们的天敌，等等。67页页 思考思考与讨论与讨论 怎样做才是最有效的灭鼠措施？怎样做才是最有效的灭鼠措施？23四四、种群数量的波动和下降、种群数量的波

14、动和下降 在自然界，影响种群数量的因素很多，如气候、食物、天在自然界，影响种群数量的因素很多，如气候、食物、天敌、传染病等。因此，大多数种群的数量总是在敌、传染病等。因此，大多数种群的数量总是在 中。中。在不利的条件下，种群数量还会在不利的条件下，种群数量还会 甚至甚至 。波动波动急剧下降急剧下降消亡消亡2425261 1在下列图中，表示种群在无环境阻力状在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是况下增长的是B练习练习272 2下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生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长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源

15、的限制使种内竞争增加（制使种内竞争增加（）A ACDCD段（增长速度慢）段（增长速度慢）B BDEDE段（速度加快）段（速度加快）C CEFEF段（变化速率加快）段（变化速率加快）D DFGFG段（速度逐渐变慢段（速度逐渐变慢）D283 3、种群的指数增长（、种群的指数增长（J J型）是有条件型）是有条件的，条件之一是（）的，条件之一是（）A A在该环境中只有一个种群在该环境中只有一个种群B B该种群对环境的适应比其他种群优越得多该种群对环境的适应比其他种群优越得多C C环境资源是无限的环境资源是无限的D D环境资源是有限的环境资源是有限的C294 4、自然界中生物种群增长常表现为、自然界中生物种群增长常表现为“S”“S”型增长曲线。下列有关种群型增长曲线。下列有关种群“S”“S”型增长型增长的正确说法是（的正确说法是（）A.“S”A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系型增长曲线表示了种群数量和食物的关系B.B.种群增长率在各阶段是不相同的种群增长率在各阶段是不相同的C.“S”C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关型增长曲线表示了种群数量与时间无关D.D.种群增长不受种群密度制约种群增长不受种群密度制约B30