4.2种群数量的变化百校联赛一等奖课件公开课一等奖课件省赛课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,生存资源的供应能力,周期性变化,外来干扰,天敌数量的变化,偶然因素,影响种群数量的因素：,种群数量的变化,JLSSY,BYH,问题探讨,在营养和生存空间没有限制的状况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。,时间,（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,数量,（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1、填写下表：计算一种细菌在不同时间（单位为min）产生后裔的数量。,2n代细菌数量Nn的计算公式是：,Nn,372小时后，由一种细菌分裂产生的细菌数量是多少？,1,n,解：,n,min x,h,min,Nn,1,n,4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增加曲线。,20,40,60,80,100,120,140,160,180,时间,/,分钟,细菌数量,/,个,曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？,曲线图：,直观，但不够精确。,数学公式：,精确，但不够直观。,Nn,1,n,种群的研究核心就是,种群的数量变动,。,为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是惯用的办法之一。,一、建构种群增加模型的办法,数学模型,用来描述一种系统或它的性质的数学形式,方程式法,曲线法,是联系实际问题与数学的桥梁，含有解释、判断、预测等重要功效,是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一,1,、观察研究对象，,提出问题,细菌每20分钟分裂一次，,问题：细菌数量如何变化的？,2,、,提出,合理的,假设,在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增加不受种群密度增加的影响,3、根据实验数据，用适宜的数学形式对事物的性质进行体现,列出表格，根据表格中数据画出曲线图或推导公式（,N,n,n,）,4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检查或修正,观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检查或修正,建立数学模型普通涉及下列环节：,自然界确实有类似细菌在抱负状态下种群数量增加的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表达，曲线则大致呈“J”型。,种群增加的“J”型曲线,细菌增加曲线,实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一种世纪之后，这24只野兔的后裔竟达成6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，造成水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。,12,实例二：1901年凤眼莲（水葫芦）作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖快速，又几乎没有竞争对手和天敌，在我国南方江河湖泊中发展快速。宁波、昆明武汉等地，人躺在铺满凤眼莲的湖面上，能够不沉；上海去年3万吨的凤眼莲打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；凤眼莲所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。,13,实例三：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一种岛屿。在19371942年期间，这个种群数量的增加以下图所示。,如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表达，曲线大致呈什么型？,实例四,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有敌害,资源无限,指数生长,抱负条件下的种群增加模型,种群增加的型曲线,产生条件：,抱负状态食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；,增加特点：,种群数量每年以一定的倍数增加，第二年是第一年的倍,合用情形：,种群增加的型曲线,实验室条件下,当一种种群刚迁入到一种新的适宜环境时,量的计算：,t,年后种群的数量为,N,t,=N,0,t,N0为起始数量，,t为时间，,Nt表达t年后该种群的数量，,为年均增加率,图像：,计算：,某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增加1。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？,N,t,10,（,1+1,）,2006-2001,在一种特定培养基中，细菌的数量会始终按照这个方式增加吗？,不会.,因素：自然界的资源和空间是有限的。,即,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,环境阻力,种群密度越大环境阻力越大,自然界中常见的种群增加曲线？,大草履虫数量增加过程如何？,其种群达成基本稳定的数量值称为什么？,高斯（Gause，1934）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，通过重复实验，成果以下：,高斯对大草履虫种群研究的实验,种群增加的“S”型曲线,在资源有限条件下的状况下，种群通过一定时间的增加后，数量趋于稳定。,K/2,转折期，增加速率最快,K,值：,环境容纳量,加速期，个体数量增加，增加加速,调节期，个体数量较少增加缓慢,减速期，增加缓慢,稳定时，增加速率为零,环境容纳量:,在环境条件不受破坏的状况下，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。,1.,同一种群的,K,值不是固定不变的，会,受到环境的影响,。,2.NK2，此时种群增加速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。,产生条件：,存在环境阻力：,自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不停加剧，捕食者数量不停增加。造成该种群的出生率减少，死亡率增高,当出生率与死亡率相等时，种群的增加就会停止，,有时会稳定在一定的水平,种群增加的“”型曲线,增加特点：,种群数量达成环境所允许的最大值（K值）后，将停止增加并在K值左右保持相对稳定。,25,种群数量变化曲线与种群增加率曲线的关系,图乙的fg段相称于图甲的ac段。,图乙的g点相称于图甲的c点。,图乙的gh段相称于图甲的cd段。,图乙的h点相称于图甲的de段。,K/2,a,b,c,d,g,h,f,e,甲,乙,种群增加的“”型曲线,增加率=出生率-死亡率,种群增加的“”型曲线,种群数量增加速率：,t,0,t,1,t,2,N=K/2,，最大，,t1,N=K,，为零,0 K/2,，逐渐增大,t,0,t,1,K/2 K,，逐渐减小,t,1,t,2,K/2,种群增加的“”型曲线,在生产中的应用,K/2,种群增加曲线的生产生活中的应用：,有害动物的防治，应通过减少其环境容纳量,受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高K值。,生产上的捕获期应拟定在种群数量略比K/2多时最佳；而杀虫效果最佳的时期在潜伏期（K/2下列）。,K/2的应用,资源开发与运用：种群数量达环境容纳量的二分之一时种群增加速率最大，再生能力最强把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“现有较大收获量又可保持种群高速增加”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。,K/2,有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可造成该有害生物成灾，如蝗虫的防控即是如此)。,K/2,的应用,K/2,30,比较种群增加两种曲线的联系与区别,J,型曲线,S,型曲线,条件,种群增长率,有无,K,值,曲线,环境资源无限,环境资源有限,保持稳定,先升后降,无，,持续保持增加,有,K,值,环境阻力,K,值：,环境容纳量,生存斗争被淘汰的个体,比较种群增加两种曲线的联系与区别,种群在没有环境阻力的条件下呈现“J”型增加，事实上,是“S”型增加的最初阶段，“J”型增加是一定时间内的,增加方式，最后是以”S”型增加结束，这是生态因素,和物种本身互相影响的成果。,时间,种群数量,J,型曲线,S,型曲线,K,值,比较种群增加两种曲线的联系与区别,33,用达尔文的观点分析,“,J,”,、,“,S,”,曲线,时间,种群数量,J,型曲线,S,型曲线,K,值,1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物含有过分繁殖的特性。,2、图中阴影部分表达：环境阻力；,3、用达尔文的观点分析指通过生存斗争被裁减的个体数量，也即代表自然选择的作用。,“J”型曲线表明生物含有什么特性？图中阴影部分表达什么？,1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，成果以下表：,时间,(,天,),1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,成虫数,(,只,),6,10,28,71,131,207,270,302,327,341,根据表中数据分析，下列结论对的的是(),A第1325天，成虫数量增加快的重要因素是个体生长加紧,B第1729天，成虫增加率上升、死亡率下降,C第2137天，成虫增加率的下降与种群密度的变化有关,D第137天，成虫数量呈“J”型增加,C,2.下图表达出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的对的表述是(),A在K/2时控制有害动物最有效,B图示规律可作为控制人口增加的根据,C该图可用于实践中估算种群最大净补充量,D在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量,C,3.某研究所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查，发现某种鱼进入此生态系统后的种群数量增加率随时间的变化呈现以下图所示曲线。则在t1时该种群的年纪构成类型、能反映该种群数量变化的曲线分别是(),A衰退型和,B增加型和,C衰退型和,D增加型和,B,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,影响种群数量变化的因素,1合理运用和保护野生生物资源,2为防治有害生物提供科学根据,鱼类的捕捞,蝗虫的防治,研究种群数量变化的意义,1实验原理,(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增加受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。,(2)在抱负的无限环境中，酵母菌种群的增加呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增加呈“S”型曲线。,探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”,1显微镜计数时，对于压在小方格界限上的酵母菌，应遵照“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。,2从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。,