第2節(jié)種群數(shù)量的變化課件

第2節(jié)種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦一、建構(gòu)種群增長模型的方法二、種群增長的“J”型曲線三、種群增長的“S”型曲線四、種群數(shù)量的波動和下降五、研究種群數(shù)量變化的意義在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20分鐘就通過分裂繁殖一代。問題探討：1．n代細(xì)菌數(shù)量的計算公式是：2．72小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？Nn＝2n解：n＝60min×72h÷20min＝216

Nn＝2n＝

2

216

一、建構(gòu)種群增長模型的方法數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式細(xì)菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長不會受種群密度增加的影響Nn=2n，

N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正研究實例研究方法觀察研究對象，提出問題提出合理的假設(shè)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達(dá)通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的一般過程

提出問題

作出假設(shè)

建立模型

模型的檢驗與修正以時間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的數(shù)量增長曲線。20406080100120140160180時間/分鐘細(xì)菌數(shù)量/個數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式公式法曲線圖法Nn＝2n準(zhǔn)確直觀細(xì)菌的數(shù)量／個

理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長的特點，在自然界中有此類型嗎？實例1：澳大利亞本來并沒有兔子。1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數(shù)量達(dá)到6億只以上，遍布整個大陸。鳳眼蓮（水葫蘆）鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國.由于繁殖迅速，又幾乎沒有競爭對手和天敵，我國目前有184萬噸.它對其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡。

實例3:

20世紀(jì)30年代,人們將環(huán)頸雉引入美國的一個島嶼二“J”型增長的數(shù)學(xué)模型

1、模型假設(shè)：

理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；（N0為起始數(shù)量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為該種群數(shù)量前一年種群數(shù)量的倍數(shù)．）

2、種群“J”型增長的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0

λt

種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍。計算：某一地區(qū)2001年人口普查時有10萬人，2002年比2001年增長1％。請預(yù)測，按照此生長速度，2006年該地區(qū)的人口將有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間充裕，環(huán)境適宜，沒有敵害等；②增長特點：

種群的增長率是一定的；種群數(shù)量沒有上限；總結(jié)：種群增長的Ｊ型曲線Ｊ型曲線增長率曲線時間種群數(shù)量在一個培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會一直持續(xù)按照這個公式增長嗎？為什么？不會.當(dāng)死亡率增加到與出生率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平．自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)斗爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高．大草履蟲數(shù)量增長過程如何？高斯:把5個大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復(fù)實驗，結(jié)果如下：種群增長的“S”型曲線A

種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線．種群數(shù)量達(dá)到K值時，種群—增長停止種群數(shù)量在K/2值時，種群—增長最快種群數(shù)量小于K/2值時種群—增長逐漸加快種群數(shù)量大于K/2值時種群—增長逐漸減慢AK/2S型曲線增長速率曲線①產(chǎn)生條件：自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）

②增長特點：

種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長.環(huán)境容納量:在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值?？偨Y(jié)：種群增長的S型曲線為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平?為什么？為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，根據(jù)種群增長的S型曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K／2水平。這是因為在這個水平上種群增長率最大。思考怎樣做才是保護大熊貓的根本措施？建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。提示：從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。思考怎樣做才是最有效的滅鼠措施？“J”型曲線“S”型曲線形成條件適用范圍增長率變化K值理想條件下資源無限自然條件下資源有限實驗室和種群遷入新的環(huán)境中最初的一段時間內(nèi)的增長一般自然種群的增長不變變化無有K/2陰影部分代表：因環(huán)境阻力而被淘汰的個體；陰影的大小代表環(huán)境阻力的大小?？偨Y(jié)種群數(shù)量的變化：增長，穩(wěn)定，波動，下降“J”型曲線和“S”型曲線都只研究種群數(shù)量

的

規(guī)律。前者反映的種群增長率是一定的；而后者反映的種群增長速率是變化的，

認(rèn)為“S”型曲線的開始部分是“J”型曲線。二種增長方式的差異，主要在于

的作用。增長不能環(huán)境阻力東亞飛蝗種群數(shù)量的波動大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的種群數(shù)量的波動和下降捕鯨現(xiàn)場成了血的海洋

在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡四、種群數(shù)量的波動和下降種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數(shù)量的變化。環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率種群數(shù)量的變化氣候、食物、被捕食、傳染病等增或減增長、波動、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素探究

培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化單細(xì)胞真核生物屬于兼性厭氧型微生物，有氧時產(chǎn)生二氧化碳和水；無氧時產(chǎn)生二氧化碳和酒精。用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長受培養(yǎng)基的成分，空氣，溫度，酸堿度等因素的影響。在理想的環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌的種群呈“S”型曲線。第1天第4

天第6天第7

天死亡活菌數(shù)試管編號培養(yǎng)液/mL無菌水/mL酵母菌母液/mL溫度（℃）A10—0.128B10—0.15C—100.128對于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)取相鄰兩邊及頂角計數(shù)。B練習(xí)建構(gòu)種群增長數(shù)學(xué)模型的方法包括以下步驟：1.提出合理的假設(shè)2.對模型進行檢驗或修正3.用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達(dá)4.觀察研究對象，提出問題A.1234B.2314C.4132D.4123C下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)斗爭增加（）

A．CD段（增長速度慢）

B．DE段（速度加快）

C．EF段（變化速率加快）

D．FG段（速度逐漸變慢）D下列對陰影部分的解釋正確的是（）①環(huán)境中影響種群增長的阻力②環(huán)境中允許種群增長的最大值③其數(shù)量表示種群內(nèi)遷出的個體數(shù)④其數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)

A.①③B.②③C.①④D.②④CCT1T2T0種群增長率某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，種群數(shù)量增長率隨時間變化的曲線，下列敘述正確的是（）A.在T0-T2時，種群數(shù)量呈“J”型增長B.若在T2時種群的數(shù)量為N，則在T1時種群的數(shù)量為N/2；C.捕獲該魚的最佳時期為T2時D.在TI-T2時，該魚種群數(shù)量呈下降趨勢。B葉蜂產(chǎn)卵于葉上；泥蜂儲存其他昆蟲的幼蟲為子代的食物；蜜蜂的幼蟲由工蜂直接喂養(yǎng)。這三種蜂的生存曲線依次是（）A.甲乙丙B.乙丙甲C.乙甲丙D.甲丙乙10050生存率（%)甲乙丙A卵成蟲(1)如果種群處于一個理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群數(shù)量增長的曲線是

？(2)如果將種群置于有限的自然環(huán)境中，種群數(shù)量增長曲線是

？(3)a與b之間的陰影屬于自然界中的__________。ab環(huán)境阻力（4）影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、________和_______。1種群數(shù)量的最大點在

；2種群數(shù)量增長最快的在

；3該種群的增長率由緩慢到逐漸加快是在

年后開始的；環(huán)境阻力增長是在

年開始4既要獲得最大的捕獲量，又要使該動物資源的更新能力不受到破壞，應(yīng)該使該動物種群數(shù)量保持在圖中

點所代表的水平上；因為在這個水平上（）A.種群數(shù)量相對穩(wěn)定B.種群增長率最大C.種群數(shù)量最大D.環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量最大1234567d

cab10050db25bB農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲的雄性個體，使之不能與雌蟲個體交尾，致使害蟲的種群密度（）A.明顯下降B.明顯上升C.保持穩(wěn)定D.越來越大A在一塊草原上有8戶牧民，每戶牧民各養(yǎng)了一群羊，其中有6戶養(yǎng)的是綿羊，有2戶養(yǎng)的是山羊，這塊草原上的8群羊是（）

A.六個種群B.一個種群

C.兩個種群D.八個種群C預(yù)測一個國家或地區(qū)的人口數(shù)量未來動態(tài)的信息主要來自于（）A．現(xiàn)有人口數(shù)量和密度B．目前的年齡組成C．男女之間的性別比例D．出生率、死亡率和遷移率B年齡個體數(shù)ABC我國人口年齡組成與

圖相似，在以后一段時間內(nèi)的發(fā)展趨勢是

，因此我國要認(rèn)真執(zhí)行

政策。利用人工合成的性引誘劑殺某種害蟲的雄性個體，最終打字害蟲年齡組成變?yōu)閳D

類型。(3)圖中Ⅱ階段表明我國人口發(fā)展的主要特點是

，產(chǎn)生這一結(jié)果的主要原是

。(4)影響種群密度的主要因素是種群的

。

(1)圖形的左右兩邊大致對稱，表明男女人數(shù)基本平衡，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的自然生理原因是

.(2)圖中I階段表明當(dāng)時我國人口發(fā)展特點是

。

年輕的個體數(shù)量較多，說明出生率增高；年齡小的個體較少，年齡大的個體多推行計劃生育取得實效3.（廣東廣西河南2002）在一個玻璃容器內(nèi)，裝入一定量的符合小球藻生活的管養(yǎng)液，接種少量的小球藻，每隔一段時間測定小球藻的個體數(shù)量，繪制成曲線，如右圖所示。下列四圖中能正確表示小球藻種群數(shù)量增長率隨時間變化趨勢的曲線是（）D6、自然界中生物種群增長常表現(xiàn)為“S”型增長曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長的正確說法是（）

A.“S”型增長曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系

B.種群增長率在各階段是不相同的

C.“S”型增長曲線表示了種群數(shù)量與時間無關(guān)

D.種群增長不受種群密度制約B8.某鼠種群被高速公路分隔成A、B兩個種群，A區(qū)因建化工廠而環(huán)境劇變，污水橫流，B區(qū)地勢較高無變化，經(jīng)數(shù)十年后，種群A的進化速率很可能（

）

A．比B慢

B．比B快

C．與B相同

D．開始比B慢，后來比B快B如圖表示有限環(huán)境中某一種群增長的曲線。下列有關(guān)敘述正確的是A.K值是環(huán)境條件所允許達(dá)到的種群數(shù)量最大值B.在K值時，種群的增長率最大C.如果不考慮遷入遷出等其它因素，在K值時出生率等于死亡率D.假設(shè)這是魚的種群，當(dāng)種群達(dá)到K值時開始捕撈，可持續(xù)獲得最高產(chǎn)量時間K種群大小生態(tài)學(xué)家以年齡為橫坐標(biāo)，以存活數(shù)量的對數(shù)值為縱坐標(biāo)，繪制出種群的存活曲線。某野生魚類和人類的存活曲線分別屬于（P91）

A.Ⅰ和ⅡB.Ⅱ和ⅢC.Ⅰ和ⅢD.Ⅲ和Ⅰ種群增長率種群增長率種群增長率種群增長率13.下圖中能正確表示“J”型、“S”型種群數(shù)量增長速率隨時間變化趨勢的曲線分別是（

）（

）

0時間

0時間

0時間

0時間

ABCD10.生態(tài)學(xué)家對某地區(qū)兩個生物種群（Ⅰ和Ⅱ）的存活率進行了調(diào)查，結(jié)果如下圖所示。下列關(guān)于對種群Ⅰ和Ⅱ?qū)嵤┲攸c保護時期的敘述正確的是A．種群Ⅰ和Ⅱ都為7～10歲B．種群Ⅰ和Ⅱ