1、1.2 不同条件下种群 增长方式不同一、种群在无限环境条件下呈指数增长在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌20min就通过分裂增殖一次。一、种群在无限环境条件下呈指数增长任务1：计算1个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表：时间（min）20406080100120140160180细菌数量248163264128256512任务2：用数学方程式表示出第n代的细菌数量Nn（20min时为第一代）：Nn=2n一、种群在无限环境条件下呈指数增长任务3：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线：这种表达形式就是细菌种群增长的数学模型！研究种群数量变化的方法构建数学模型1.概念：用来描述一个系
2、统或它的性质的数学形式。（数学方程式、曲线图）一、种群在无限环境条件下呈指数增长2.步骤：研究实例研究方法细菌每20分钟分裂一次观察研究对象，提出问题在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受密度增加的影响提出合理的假设Nn=2n根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察等对模型进行检验或修正1234一、种群在无限环境条件下呈指数增长3意义：具有解释、判断、预测等重要功能曲线图与数学方程式比较有何优缺点？直观，但不够精确。资料1：1859年，一个英格兰的农民带着24只野兔，登陆澳大利亚并定居下来，但谁也没想到，一个
3、世纪之后，这个澳洲“客人”的数量呈指数增长，达到6亿只之巨。一、种群在无限环境条件下呈指数增长资料2：种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现“J”型增长。例如，在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在19371942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线。一、种群在无限环境条件下呈指数增长“J”型增长的数学模型：1.产生条件：食物空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等（即无环境阻力、或称理想状态）；3.种群“J”型增长的数学模型：数学方程式：Nt=N0 t 2.特点：种群增长率保持不变，种群数量以一定的倍数连续增长。N0起始数量；t时间；Ntt年后该种群的数量；该种
4、群数量是前一年种群 数量的倍数。t 种群数量时间一、种群在无限环境条件下呈指数增长一、种群在无限环境条件下呈指数增长当1、=1、10时，种群的数量变化分别会怎样？自然界中“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么？不会，因为存在有环境阻力。4、在现实条件下，“J”型数量增长的两种情形：1、实验室条件下；2、当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。1：种群数量持续快速增长=1：种群数量不增长10：种群数量降低5、增长速率：单位时间内增加的个体数量。增长率：（Nt+1-Nt）/Nt即-1细菌数量/个一、种群在无限环境条件下呈指数增长二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长种群在一个自然环境中时：种群密度上
5、升种内竞争加剧捕食者增加出生率下降，死亡率增高种群增长率下降种群保持稳定二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长高斯对大草履虫种群研究的实验高斯把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：【例】生态学家高斯的实验：二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长例生态学家高斯的实验概念：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长数量增长最快的是_段，其原因是：分别分析B点和D点时的出生率和死亡率情况：一开始AB段数量增长慢的原因是：B点：出生率_死亡率；D点：出生率_死亡率环境适宜，但种群数量小B
6、C 因为资源和空间有限，种内、种间斗争加剧，出生率下降、死亡率升高。CD段增长速度变慢的可能原因是：=因为资源和空间充裕,种群基数大。1、“S”型曲线分析二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长 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，又称K值。K/2（1）K/2时种群的增长速率最快。（2）同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。比如：大熊猫栖息地遭破坏后，K值就会变小。t0 t1 t2种群数量为K/2增长速率2、K值：二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长增长速率S型曲线J型曲线二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长（1）濒危动物保护，如大熊猫保护应
7、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？提高环境容纳量（建立自然保护区，改善大熊猫的栖息境）。可以降低环境容纳量，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。从灭鼠的角度考虑控制数量在K/2以下。依据S型曲线思考：二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长（3）渔业上种群数量多少时捕捞最有利于可持续发展？K/2K超过K/2时捕捞，保持剩余量为K/2。二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长无环境阻力 Nt=N0t 保持稳定环境阻力“J”型曲线“S”型曲线前提条件数学模型种群增长率有无K值相互关系（曲线
8、图）减小有环境阻力有K值无K值阴影代表：环境阻力，（或自然选择，或说生存斗争中淘汰的个体。）二、种群在有限环境条件下呈逻辑斯谛增长影响种群数量变化的因素研究种群数量变化规律以及影响种群数量变化的因素，害虫的防治，野生生物资源合理保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复都有重要意义。直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动探究果蝇种群的增长果蝇体型较小，繁殖力强，生活史短，饲养管理简单，并且容易计数和保存。果蝇主要以附生在水果上的酵母菌等真菌为食。果蝇的性别可以通过肉眼观察判断。雌果蝇个体较大，腹部末端尖且色浅，有产卵管，腹背面有5条黑色条纹
9、。雄果蝇个体较小，腹部末端圆钝，颜色呈深黑色，有交尾器，腹背面有3条黑色条纹（图1-7）。探究果蝇种群的增长目的要求1.学会培养果蝇的方法与技能。2.分析果蝇的数量变化，绘制果蝇增长的曲线图，学会数学建模的方法。探究问题1.不同环境条件下果蝇种群是以什么方式增长的？2.果蝇种群的这种增长方式有何规律？材料用具500 mL广口瓶，纱布，橡皮筋，毛笔，白纸，乙醚，棉花团，香蕉，放大镜等。探究果蝇种群的增长方法步骤1.取500 mL广口瓶3个，先在每个广口瓶底部铺一层厚约2 cm的棉花，然后放入大小相等且熟透了的半根香蕉、2只雌果蝇和2只雄果蝇，最后用双层纱布盖住瓶口，并用橡皮筋扎紧，作为果蝇培养瓶
10、。2.将培养瓶置于温度适宜（2025）的环境中培养（图1-8）探究果蝇种群的增长3.每天观察、记录培养瓶中的果蝇个体数，持续3周。若培养瓶内的果蝇数量不易直接观察计数时，另取一洁净广口瓶作为果蝇的麻醉瓶，放入滴有 12滴乙醚的棉花团，并将其与培养瓶的瓶口对接，轻拍培养瓶把果蝇赶入麻醉瓶（图 1-9）待果蝇麻醉后，将其全部倒在白纸上，用毛笔进行计数（图1-10）。计数结束后再将这些果蝇放回培养瓶中培养。探究果蝇种群的增长课后作业1.处理实验数据，绘制果蝇种群增长曲线图。2.分析果蝇种群增长曲线的特点及其形成的原因。3.如果你想研究温度对果蝇种群增长的影响，该如何设计实验？你还想研究哪些与种群增长
11、有关的问题？1.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”形曲线，应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.种群数量最大B.单位时间内种群增长量最大C.种群数量相对稳定 D.环境条件所允许的种群数量最大B2.右图表示在理想状态和在自然环境条件下某生物的种群数量变化曲线。下列关于两条曲线间的阴影部分的解释，正确的是（）A.环境中允许种群增长的最大值B.其数量表示种群内迁出的个体数C.其数量表示种群内出生的个体数D.为种群在自然环境中增长所受到的环境阻力D3.某地乌鸦连续 10 年的种群数量增长情况如右图所示，后一年的种群数量是前一年的 倍。下列叙述正确的是（）A.第3年乌鸦种群数量最大B.第3年以前乌鸦种群呈指数增长C.第6年以前乌鸦种群呈逻辑斯谛增长D.第5年和第7年的乌鸦种群数量相同ATHANKS
