第四章第二節(jié)種群數(shù)量的變化詳解演示文稿

第四章第二節(jié)種群數(shù)量的變化詳解演示文稿當前1頁，總共56頁。優(yōu)選第四章第二節(jié)種群數(shù)量的變化當前2頁，總共56頁。在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量變化是怎樣的呢？思考當前3頁，總共56頁。問題探討在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代當前4頁，總共56頁。在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：1、72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是多少？2、n代細菌數(shù)量的計算公式？Nn＝1×２n解：n＝60minx72h／20min＝216Nn＝2216一、建構種群增長模型當前5頁，總共56頁。觀察研究對象，提出問題提出合理的假設通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質進行表達細胞每20min分裂一次資源空間無限多，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響Nn＝２n觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正數(shù)學模型用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式．建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：當前6頁，總共56頁。一、建構種群增長模型的方法時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個）2481632641282565121234567893、填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產生后代的數(shù)量當前7頁，總共56頁。4.以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。20406080100120140160時間/分鐘細菌數(shù)量/個曲線圖：直觀，但不夠精確數(shù)學公式：精確，但不夠直觀曲線圖與數(shù)學方程式比較，有哪些優(yōu)缺點？當前8頁，總共56頁。自然界的確有類似細菌在理想狀態(tài)下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“J”型。當前9頁，總共56頁。實例一理想條件下的種群增長模型1859年，一位英國人來到澳大利亞定居，他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是，一個世紀之后，這24只野兔的后代竟達到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破壞，導致水土流失。后來，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。當前10頁，總共56頁。種群遷入一個新環(huán)境后，常常在一定時期內出現(xiàn)“J”型增長。例如，在20世紀30年代時，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個島嶼，在1937～1942年期間，這個環(huán)頸雉種群的增長大致符合“J”型曲線（右圖）。

實例二理想條件下的種群增長模型當前11頁，總共56頁。二．種群增長的“Ｊ”型曲線如圖中J型曲線增長。其理想條件是什么？氣候適宜食物充足空間充裕沒有天敵人口增長也會如此嗎？當前12頁，總共56頁。世界人口的指數(shù)增長曲線實例三理想條件下的種群增長模型當前13頁，總共56頁。實例四理想條件下的種群增長模型當前14頁，總共56頁。二、種群增長的“J”型曲線①產生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，環(huán)境適宜，沒有天敵等；②增長特點：

種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍。③量的計算：t年后種群的數(shù)量為Nt=N0λt

（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-1為年均增長率）

④適用情形：

實驗室條件下、當一個種群剛遷入到一個新的適宜環(huán)境時的最初一段時間當前15頁，總共56頁。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％）2006-2001當前16頁，總共56頁。在大自然中食物有限空間有限種內斗爭種間競爭天敵捕食環(huán)境阻力種群密度越大，環(huán)境阻力越大、“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？當前17頁，總共56頁。大草履蟲數(shù)量增長過程如何？高斯（Gause，1934）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)，經過反復實驗，結果如下：高斯對大草履蟲種群研究的實驗當前18頁，總共56頁。種群增長的“S”型曲線A種群經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．當前19頁，總共56頁。①產生條件：存在環(huán)境阻力：

自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高．當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平．種群增長的“Ｓ”型曲線②增長特點：

種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。當前20頁，總共56頁。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。同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。N≈K／2，此時種群增長速度最快，可提供的資源數(shù)量也最多，而又不影響資源的再生。資源有限條件下的種群增長當前21頁，總共56頁。種群數(shù)量“S”型增長曲線（種群數(shù)量）K/2K種群數(shù)量增長速率時間D:出生率＝死亡率，即種群數(shù)量處于K值。B:出生率與死亡率之差最大，即種群數(shù)量處于K/2值。當前22頁，總共56頁。種群增長的“Ｓ”型曲線④在生產中的應用K/2種群增長曲線的生產生活中的應用：①有害動物的防治，應通過降低其環(huán)境容納量②受保護動物的拯救和恢復，應通過改善其棲息環(huán)境，提高K值。③生產上的捕獲期應確定在種群數(shù)量略比K/2多時最好；而殺蟲效果最好的時期在潛伏期（K/2以下）。當前23頁，總共56頁。K/2的應用①資源開發(fā)與利用：種群數(shù)量達環(huán)境容納量的一半時種群增長速率最大，再生能力最強——把握K/2值處黃金開發(fā)點，維持被開發(fā)資源的種群數(shù)量在K/2值處，可實現(xiàn)“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。K/2當前24頁，總共56頁。②有害生物防治：務必及時控制種群數(shù)量，嚴防達K/2值處(若達K/2值處，可導致該有害生物成災，如蝗蟲的防控)K/2的應用K/2當前25頁，總共56頁。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？當前26頁，總共56頁。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速率最大。當前27頁，總共56頁。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。當前28頁，總共56頁。K值是環(huán)境最大容納量。環(huán)境阻力代表自然選擇的作用，即在生存斗爭中被淘汰的個體數(shù)。農、林、牧業(yè)生產就是在這個范圍內謀求產量的提高,其潛力有一定限制?？偨Y當前29頁，總共56頁。比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別J型曲線S型曲線前提條件種群增長率有無K值曲線環(huán)境資源無限環(huán)境資源有限保持穩(wěn)定隨種群密度上升而下降無，持續(xù)保持增長有K值環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量食物不足空間有限種內斗爭天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等當前30頁，總共56頁。種群在沒有環(huán)境阻力的條件下呈現(xiàn)“J”型增長，實際上是“S”型增長的最初階段，“J”型增長是一定時間內的增長方式，最終是以”S”型增長結束，這是生態(tài)因素和物種本身相互影響的結果時間種群數(shù)量J型曲線S型曲線K值比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別當前31頁，總共56頁。32用達爾文的觀點分析“J”、“S”曲線時間種群數(shù)量J型曲線S型曲線K值1、“J”型曲線用達爾文的觀點分析表明生物具有過度繁殖的特性。2、圖中陰影部分表示：環(huán)境阻力，種群密度越大環(huán)境阻力越大3、用達爾文的觀點分析指：通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量，也即代表自然選擇的作用?！癑”型曲線表明生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？當前32頁，總共56頁。大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動四、種群數(shù)量的波動和下降（1）影響種群數(shù)量變化的因素：A.內部/直接因素：出生（死亡）率、遷入（出）率、年齡組成、性別比例。B.自然/間接因素：空間、氣候、食物、天敵、傳染病、自然災害等。C.人為/重要因素：對野生生物的亂捕濫獵、對種群數(shù)量的人工控制等。（2）種群數(shù)量變化的類型：增長，穩(wěn)定，波動、下降等。（3）影響結果：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。當前33頁，總共56頁。五、研究種群數(shù)量變化的意義1．合理利用和保護野生生物資源2．為防治有害生物提供科學依據(jù)魚類的捕撈蝗蟲的防治當前34頁，總共56頁。蒼鷺的保護野豬的保護救護被困的鯨魚全力防蝗減災當前35頁，總共56頁。C當前36頁，總共56頁。2．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當前37頁，總共56頁。3.（廣東廣西河南2002）在一個玻璃容器內，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（）c當前38頁，總共56頁。4.池塘養(yǎng)魚時，為保護池塘生態(tài)系統(tǒng)和長期保持較高的產魚量，應采取的最佳方案是（）A．大量增加餌料的投入量B．大量增加魚苗的投入量C．及時、適量的捕撈成魚D．限制捕魚C5、種群的指數(shù)增長（J型）是有條件的，條件之一是（）A．在該環(huán)境中只有一個種群B．該種群對環(huán)境的適應比其他種群優(yōu)越得多C．環(huán)境資源是無限的D．環(huán)境資源是有限的C當前39頁，總共56頁。1.用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲數(shù)量的變化，結果如下表：時間(天)15913172125293337成蟲數(shù)(只)6102871131207270302327341根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列結論正確的是()A．第13～25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是個體生長加快B．第17～29天，成蟲增長率上升、死亡率下降C．第21～37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關D．第1～37天，成蟲數(shù)量呈“J”型增長C當前40頁，總共56頁。2.下圖表示出生率、死亡率和種群密度的關系，據(jù)此分析得出的正確表述是()A．在K/2時控制有害動物最有效B．圖示規(guī)律可作為控制人口增長的依據(jù)C．該圖可用于實踐中估算種群最大凈補充量D．在K/2時捕撈魚類最易得到最大日捕獲量C當前41頁，總共56頁。3.某研究所對一條河流生態(tài)系統(tǒng)進行了幾年的跟蹤調查，發(fā)現(xiàn)某種魚進入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長率隨時間的變化呈現(xiàn)如下圖所示曲線。則在t1時該種群的年齡組成類型、能反映該種群數(shù)量變化的曲線分別是()A．衰退型和①B．增長型和②C．衰退型和③D．增長型和④B當前42頁，總共56頁。

⑴如果種群處在一個理想的環(huán)境中，沒有自然和空間的限制，種群內個體數(shù)量的增長曲線是____。⑵如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中，種群內個體數(shù)量的增長曲線是_____，用達爾文進化理論分析圖中的陰影部分表示_________________________________。⑶影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、___________和_____________。4、下圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中的增長曲線，請仔細分析圖中去先后回答下列問題：ab個體數(shù)時間ab在生存斗爭過程中淘汰的個體數(shù)死亡率出生率性別比例年齡組成當前43頁，總共56頁。培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化探究：當前44頁，總共56頁。基礎回扣1、酵母菌酵母菌是單細胞真核生物。生長周期短，增殖速度快，還可以用酵母菌作為實驗材料研究（探究酵母菌的呼吸方式，判斷細胞的死活探究膜的透性）當前45頁，總共56頁。2、種群數(shù)量的變化

種群數(shù)量的變化包括增長、波動、穩(wěn)定、下降等“S”型曲線有一個K值，即環(huán)境容納量。

種群數(shù)量的增長也受到許多環(huán)境因素（如溫度、培養(yǎng)液的pH、培養(yǎng)液的養(yǎng)分種類和濃度、代謝產物等）的影響。當前46頁，總共56頁。探究過程1．提出問題：2．作出假設：3．設計實驗：4．進行實驗：5．分析結果和表達交流：6．得出結論：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？酵母菌在開始一段時間呈“J”型增長，隨著時間的推移，由于資源和空間有限，呈“S”型增長。連續(xù)培養(yǎng)5天，每天用顯微鏡和血球計數(shù)板計數(shù)出酵母菌種群密度各小組匯報實驗結果，結合前4天的結果，畫出酵母種群增長的曲線圖并進行分析。酵母菌在開始一段時間呈“J”型增長，但隨著時間的推移，由于資源和空間有限，將呈“S”型增長，并最終將全部死亡。當前47頁，總共56頁。3．設計實驗：①將10mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉