种群数量的变化课件-002.ppt

1、第四章第四章 种群和群落种群和群落 第第2节节 种群数量的变化种群数量的变化案例1疯长的凤眼莲你让水中生物痛失你让水中生物痛失“家园家园”案例2濒危的金丝猴黔金丝猴：500600只滇金丝猴：2000只案例3种群大爆炸东亚飞蝗气候、食物、天敌、传染病气候、食物、天敌、传染病自然因素：自然因素：人为因素：人为因素：人类活动等人类活动等影响种群数量变化的因素？影响种群数量变化的因素？一、种群数量的变化增长、下降、波动、稳定等增长、下降、波动、稳定等问题的提出假设渔民杨大叔承包了一个鱼塘养鱼，那么他就要考假设渔民杨大叔承包了一个鱼塘养鱼，那么他就要考虑，一次投放多少幼苗？对于水体中的鱼，何时捕？虑，一

2、次投放多少幼苗？对于水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又能使资源得到捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又能使资源得到充分利用充分利用?问题：种群增长的数量变化有怎样的规律？问题：种群增长的数量变化有怎样的规律？问题：如何合理利用和保护生物资源？问题：如何合理利用和保护生物资源？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公式公式、图表图表等形式。等形式。二、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、数学模型。细菌细菌在营养和生存空间没有限制的情况下，在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每某种细菌每20min20min就通过分裂繁殖一代。就通过分裂繁殖一代。用适当的数学形式对细菌用适当的数学形式对细菌的增长变化进行表达的增长变化进行表达二、建构种群增长模型的方法时间时间（min)min)2020 4040 6060 8080 100100 120120 140140 160160 180180分裂次数分裂次数数量（个）数量（个）任务任务1 1：计算一个细菌在不同时间（单位为：计算一个细菌在不同时间（单位为minmin）产）产 生后代的数量。生后代的数量。任务任务2 2：用公式表示出第

4、：用公式表示出第n n代的细菌数量代的细菌数量N Nn n（20min20min时为第一代）：时为第一代）：任务任务3 3：72h72h后种群数量是多少？后种群数量是多少？任务任务4 4：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线探究活动探究活动曲线图与数学公式比较，优缺点？曲线图与数学公式比较，优缺点？曲线图：直观，但不够精确。曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。数学公式：精确，但不够直观。数学公式：数学公式：Nn=2n(N代表细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代)数学模型观察研究对象观察研究对象提出问题提出问题提出假设提出假设实验

5、检验实验检验,用适当的数学形式对用适当的数学形式对事物的性质进行表达事物的性质进行表达修正完善修正完善二、建构种群增长模型的方法1859年，年，24只只野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100年后年后实例实例1：澳大利亚野兔澳大利亚野兔思考：思考：以上研究的是在实验条件下（理想条件下）种群以上研究的是在实验条件下（理想条件下）种群的数量变化，在自然界中有没有符合这种规律的实例？的数量变化，在自然界中有没有符合这种规律的实例？实例实例2：在在20世纪世纪30年代，人年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在屿。在19371942年期间，这年期间，这个种群数量的增

6、长如下图所示。个种群数量的增长如下图所示。拓展：1 1、还、还能不能用数学公式：能不能用数学公式：Nn=2n来描述来描述环颈雉在环颈雉在1937-1937-19421942年期间种群增长的年期间种群增长的规律规律？为什么？为什么？不能，这个种群的起始个体不是一个，而且它们的繁殖不能，这个种群的起始个体不是一个，而且它们的繁殖方式也不是分裂生殖，可能一次产生很多后代。方式也不是分裂生殖，可能一次产生很多后代。2 2、如何拓展出新的数学公式来描述该种群增长规律？、如何拓展出新的数学公式来描述该种群增长规律？拓展：拓展：细菌增殖公式：细菌增殖公式：1 1为起始数量为起始数量N N0 0表示种群起始数

7、量表示种群起始数量 2 2为前后种群数量数量比为前后种群数量数量比表示种群数量是一年表示种群数量是一年前种群数量的倍数前种群数量的倍数N N0 0 （n为时间）为时间）时间时间（min)20 40 60 80100 120 140 160 180分裂次数分裂次数数量（个）数量（个）248163264128 256 512123456789N 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的倍表示该种群数量是一年前的倍数。数。条件：条件：在食物和空间条件充裕、气候适在食物和空间

8、条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，宜、没有敌害等理想条件下，种群的数种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的量是第一年的倍。倍。模型：模型：N Nt t=N N0 0t t符合什么样的条件，种群才会这样增长？符合什么样的条件，种群才会这样增长？三、种群增长的“J”型曲线问题探讨问题探讨在杨大叔的鱼塘里鱼虾会按照这个公式增长吗？为什么？在杨大叔的鱼塘里鱼虾会按照这个公式增长吗？为什么？如何验证这个观点？如何验证这个观点？不会。原因是资源和空间是有限的。不会。原因是资源和空间是有限的。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

9、样一个实验：在0.5ml培养液中培养液中放入放入5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24h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。思考：思考：1、曲线形状象什么？、曲线形状象什么？其种群达其种群达到基本稳定的数量值称为什么？到基本稳定的数量值称为什么？“S”型曲线型曲线2、大草履虫数量增长过程中增、大草履虫数量增长过程中增长速率是如何变的，哪一点增长速率是如何变的，哪一点增长速度最快？长速度最快？四、种群增长的“S”型曲线K值值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

10、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为环境容纳量。环境容纳量。种群增长速率不断降低种群增长速率不断降低种群数量种群数量K/2 K值时，值时，四、种群增长的“S”型曲线种群数量达到种群数量达到K值时，值时，种群增长速率为零种群增长速率为零,但种群数但种群数量达到最大，且种内斗争最剧量达到最大，且种内斗争最剧烈。烈。种群数量在种群数量在 K/2值时，值时，种群增长速率最大种群增长速率最大种群数量由种群数量由0K/2值时，值时，种群增长速率不断增大种群增长速率不断增大K/2K值：值：环境容纳量环境容纳量a ab bc cK/2d d思考：如果我们要指导杨大叔养鱼，如果我们要指导杨大

11、叔养鱼，捕捕鱼应该选择在种群数量是多少时鱼应该选择在种群数量是多少时最好？最好？应使被捕鱼群的种群数量应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平最好保持在什么水平最好?（用图中所（用图中所标注的点来描述）标注的点来描述）四、种群增长的四、种群增长的“S”型曲线型曲线思考：图中阴影部分代表什么图中阴影部分代表什么？环境阻力环境阻力阴影部分代表被环境阻力阴影部分代表被环境阻力（自（自然选择）然选择）淘汰掉的那部分种群淘汰掉的那部分种群数量数量思考讨论思考讨论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，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？应当采取什么措施？从环境容纳量的角度思

12、考，可以采取措施降低环境容从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食纳量，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；养殖或释放它们的天敌，等等。穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。K值并不是固定不变的值并不是固定不变的云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾1 1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导导 。（合理利用和保护野生

13、生物资源）（合理利用和保护野生生物资源）2 2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适、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。时捕捞、采伐等提供理论指导。3 3、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防治提供科学依据。测及防治提供科学依据。（为防治有害生物提供科为防治有害生物提供科学依据）学依据）4 4、为引进外来物种提供理性的思考。、为引进外来物种提供理性的思考。5、有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。（拯救和恢复濒危动物种群）拯救和恢复濒危动物种群）五、研究种群数量变化的意义五、

14、研究种群数量变化的意义总结总结一、种群数量的变化一、种群数量的变化二、建构种群增长模型的方法二、建构种群增长模型的方法三、种群增长的三、种群增长的“J”J”型曲线型曲线四、种群增长的四、种群增长的“S”S”型曲线型曲线五、研究种群数量变化的意义五、研究种群数量变化的意义巩固练巩固练习习BD D巩固练巩固练习习若如图表示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增若如图表示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，请判断如下叙述的正误：长速率随时间变化的曲线，请判断如下叙述的正误：(1)该种小型淡水鱼在新的环境中呈该种小型淡水鱼在新的环境中呈“J”型增长。型增长。()(2)该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该鱼数量时该鱼数量的两倍。的两倍。()(3)t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失。时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失。()变式训练变式训练