第四章第二节种群的数量变化.pptx

假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每,20,分钟就通过分裂繁殖一代,。,一、建构种群增长模型的方法,在营养和生存空间没有限制的情况下，某,1,个细菌每,20,分钟分裂繁殖一代。讨论：,n,代细菌数量的计算公式？,72,小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？,N,n,n,解：,n,60min x72h,20min,216,N,n,n,2,216,不会。可以用实验计数法来验证。,以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，,将数学公式（,N,n,2,n,）变为曲线图,曲线图与数学方程式比较，优缺点？,直观，,但不够精确。,时间,（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,细菌数量,（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,观察研究对象，提出问题,提出合理的假设,通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正,根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达,细胞每,20min,分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,N,n,n,N,代表细菌数量，,n,表示第几代,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,数学模型：,用来描述一个系统或它的性质的数学形式建立数学模型一般包括以下步骤：,自然界中有这种类型吗？,理想条件（实验室条件）下细菌数量增长曲线,细菌的数量个,1859,年，,24,只,野兔,6,亿只以上,的野兔,近,100,年后,实例,1,：澳大利亚野兔,例,2,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，环颈雉种群快速增长。,某海岛上环颈雉种群增长曲线,自然界确有类似的细菌在,理想条件,下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线，曲线大致呈,“,”,型。,二、种群增长的,“,J,”,型曲线,出现这种增长曲线的种群有哪些条件？,1,、产生条件,理想状态,（,N,0,为起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后该种群的数量，,为年均增长率。）,2,、种群,“,J,”,型增长的数学模型公式：,N,t,=N,0,t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍。,食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等；,例：我国自,1393,1990,年以来人口统计数据如下：,以上人口增长曲线符合哪种类型？,按照此曲线发展下去将会出现什么状况,?,鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？,“,J”,型增长曲线能一直持续下去吗？,年份,1393,1578,1764,1849,1928,1982,1990,亿,0.6,0.6,2.0,4.1,4.7,10.3,11.6,例,生态学家高斯的实验：,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,大草履虫种群的增长曲线,大草履虫的增长呈“,S”,型曲线的原因有哪些？,存在环境阻力,自然条件（现实状态）,食物和空间有限,、,种内竞争不断加剧,、,捕食者数量不断增加,，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。,当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。,三、种群增长的,“,S,”,型曲线,种群数量达到环境所允许的,最大值,（,K,值,）后，将停止增长并在,K,值左右保持相对稳定。,K,值：,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。,A,种群数量达到,K,值时，,种群,增长停止,种群数量在,K/2,值时，,种群,增长最快,种群数量小于,K/2,值时,种群,增长逐渐加快,种群数量大于,K/2,值时,种群,增长逐渐减慢,1,、对大熊猫应采取什么保护措施？,2,、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？,3,、种群数量达到,K,值时，都能在,K,值维持稳定吗？,思考与讨论,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，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。,大多数种群的数量总是在,波动之中,的，在不利条件之下，还会急剧下降，,甚至灭亡,。,四、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,1,在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是,B,2,、种群的指数增长（,J,型）是有条件的，条件之一是,A,在该环境中只有一个种群,B,该种群对环境的适应比其他种群优越得多,C,环境资源是无限的,D,环境资源是有限的,C,课堂练习,3,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制使种内斗争增加,A,CD,段（增长速度慢）,B,DE,段（速度加快）,C,EF,段（变化速率加快）,D,FG,段（速度逐渐变慢）,D,A,4,、“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点,B C D,5,、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：,(1),图中表示种群数量最大的点是,_,。,(2),图中表示种群增长速度最快的点是,_,。,(3),该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入,_,年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后,_,年开始的。,(4),既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上,?,_,。,d,2,4,b,b,单细胞,真核,生物,生长周期,短,，增殖速度,快,五、探究培养液中酵母种群数量的变化,种群数量的变化包括,增长,、,波动,、,稳定,、,下降,等,“,S”,型曲线有一个,K,值，即,环境容纳量,。,种群数量的增长也受到许多环境因素（如,温度,、培养液的,pH,、培养液的养分,种类,和,浓度,、,代谢产物,等）的影响。,实验原理：,种群的数量变化有一定的规律。,在理想条件下，种群呈,“,J,”,型增长，在有限的环境下，种群呈,“,S,”,型增长。,酵母菌生长周期短，增殖速度快且世代间不重叠，在实验室条件下，用液体培养基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。,血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。,计数时，常采用,样方法,。,对于压在小方格界线上的酵母菌应取,相邻两边及顶角,计数。,计数方法：,第,1,天,第,4,天,第,6,天,第,7,天,死亡,活菌数,酵母菌的种群数量变化曲线图：,试管编号,培养液,/mL,无菌水,/mL,酵母菌母液,/mL,温度（）,A,10,0.1,28,B,10,0.1,5,C,10,0.1,28,针对,“,培养液中酵母菌种群数量的动态变化,”,，有人提出了新的问题，某同学按下表完成了有关实验。,温度、营养物质对酵母菌生长的影响,温度、营养物质对酵母菌生长的影响,种群数量,种群增长的“,J”,型曲线,（在,理想状态下,的种群增长）,种群增长的“,S”,型曲线,（在,有限环境下,的种群增长）,六、,“,J,”,型曲线和,“,S,”,型曲线的比较,阴影部分代表,环境阻力（资源有限、天敌等）,，,根据达尔文自然选择学说，可表示为,_,。,1,、综合比较,被淘汰的部分,2,、种群的“,J”,型曲线,以时间为横坐标、种群数量为纵坐标,以时间为横坐标、种群增长率为纵坐标,3,、种群的“,S”,型曲线,以时间为横坐标、种群数量为纵坐标,以时间为横坐标、种群增长率为纵坐标,例：下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是 （）,A.,在,t,0,t,2,时间内，种群数量呈“,J,”,型增长,B.,若在,t,2,时种群的数量为,K,，则在,t,1,时种群的数,量为,K,/2,C.,捕获该鱼的最佳时期为,t,2,时,D.,在,t,t,时间内，该鱼的种群数量呈下降趋势,B,4,、有关种群数量其他曲线图,图甲：幼年个体多，老年个体少，出生率死亡 率，,种群数量增加，属,增长型,；,而图乙相反，应为,衰退型,。,图,A,中幼年个体少，老年个体多，为,衰退型,。,图,B,中幼年个体多，老年个体少，为,增长型,。,图,C,中各年龄段,比例适中,，应为,稳定型,。,例,:,如图为某地一个生物种群的年龄组,成曲线图。如果有一外来物种入侵，并,以该种群的幼体为食，这将使该种群的,年龄组成发生变化。则这种变化为（）,A,思考与讨论,1,、影响种群数量变化的因素有哪些？,直接因素：,出生率和死亡率，迁出率和迁入率,间接因素：,食物、气候、空间、传染病、天敌,重要因素：,人类的活动,（如：捕杀野生动物、乱砍滥伐、破坏环境）,（,1,）野生生物资源的合理利用及保护。,（,2,）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。,（,3,）预测及防治害虫。,2,、研究种群数量变化有何意义？,（,4,）拯救和恢复濒危动物种群。,云豹的保护,苍鹭的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,课堂练习,1,、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第,10,年时经调查该种群数量为,200,只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为,(),A.100,只,B.200,只,C.300,只,D.400,只,D,2.,下图曲线表示在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃，气候宜人，若干年后，岛上人口增长的情况。相关表述错误的是,(),A.,该岛在,m,年内，人口增长呈“,J,”,型曲线,B.,当人口数量接近,n,线时，环境阻力越来越大，,n,线是该环,境允许的最大值,C.,由,O,点降至,P,点的主要原因是缺乏淡水资源,D.,由,P,点升到,Q,点并稳定在,n,线上，说明该岛上生态环境具,有一定的自我调节能力,C,3,、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：,(1),图中表示种群数量最大的点是,_,。,(2),图中表示种群增长速度最快的点是,_,。,(3),该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入,_,年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后,_,年开始的。,(4),既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上,?,_,。,d,2,4,b,b,4,、下图为种群在不同生态系统中的增长曲线模式图，回答：,（,1,）如果生活在一个理想的环境中，种群数量按,曲线增长。这是因为种群具有,_,的特征。但实际上，在自然环境中,_,和,都是有限的，种群达到一定数量后势必加剧,，使种群数量增长受到影响，不能按,该,曲线方式增长。,a,食物,空间,种内斗争,（,2,）曲线,a,和,b,之间的部分可,以表示为,_,或,_,。,通过生存斗争被淘汰的个体数量,环境阻力,过度繁殖,(3),除上述影响外，在一定环境中，种群数量还受其他环境因素的限制，如无机环境方面主要是,的影响，生物因素有,和,等。因此，种群数量增长按,b,曲线方式增长，最多达到,K,值,为止，此时种群增长速率为,。,(4),此外，还有直接影响种群兴衰的两对变量,即该种群的,和,、,和,、,。年龄组成是通过影响,而间接对种群动态变化起作用的。,阳光、温度、水分,捕食,竞争,0,出生率,死亡率,迁入率,迁出率,出生率和死亡率,