4.2种群的数量变化1.ashx

在食物(养料 和空间条件充裕 气候适宜、 在食物 养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害 养料 和空间条件充裕、 等理想条件下，种群的数量往往会连续增长
起始数量为No，每年的增长率都保持不变， 起始数量为 ，每年的增长率都保持不变， 第二年的种群数量是第一年的λ倍 那么， 第二年的种群数量是第一年的 倍，那么， 一年后该种群的数量应为： 一年后该种群的数量应为： N1=N0 λ 二年后该种群的数量应为： 二年后该种群的数量应为： N2=N1 λ =N0 λ2
8
4
0 1000
1200
1400
1600
1800
2000
我国1000-1990年的人口数量变化 我国1000-1990年的人口数量变化 1000
例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线， 仔细分析图中去先后回答下列问题： • ⑴如果种群处在一个理想的环境中，个体 如果种群处在一个理想的环境中， • 没有自然和空间的限制，种群内个 数 没有自然和空间的限制， • 体数量的增长曲线是 a 用达尔文 a 体数量的增长曲线是____,用达尔文 b • 的进化理论解释，这是由于生物具 的进化理论解释， • 有__________特性。 特性。 特性 • ⑵如果将该种群置入有限制的自然 间 • 环境中，种群内个体数量的增长曲 环境中， • 线是 b ，用达尔文进化理论分析图中的 线是_____， 分 _____________________________。 。 在生 中 的个体
研究种群数量变化有何意义？ 研究种群数量变化有何意义？ 1、野生生物资源合理利用和保护—鱼类 、野生生物资源合理利用和保护 鱼类 的捕捞 2、害虫的防治—蝗虫的防治 、害虫的防治 蝗虫的防治
实验探究: 实验探究
培养液中酵母菌种群数量的变化
课后延伸与拓展： 课后延伸与拓展：看图分析
12
人口/ 人口/亿
数学模型： 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： 形式．建立数学模型一般包括以下步骤：
观察研究对象， 观察研究对象， 提出问题 提出合理的假设 根据实验数据， 根据实验数据，用适 当的数学形式对事物 的性质进行表达 通过进一步的实验或观察等， 通过进一步的实验或观察等， 对模型进行检验或修正
大草履虫在这个 实验环境条件下 的最大种群数量 是375个，这就 个 是该实验种群的 K值。 值
三、种群增长的“S”型曲线 种群增长的“ 型曲线
种群数量达到环境所允许的最大值（ 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。 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
A
[例]生态学家高斯的实验： 生态学家高斯的实验：
种群经过一定时间 的增长后， 的增长后，数量趋于 稳定的增长曲线 曲线， 稳定的增长曲线，称 为“S”型曲线． ”型曲线．
三、种群增长的“S”型曲线 种群增长的“ 型曲线
种群数量达到环境所允许的最大值（ 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。 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
三、种群增长的“S”型曲线 种群增长的“ 型曲线
生态学家曾经做过这样一个实验： ． 生态学家曾经做过这样一个实验：在0．5mL 培养液中放入5个大草履虫 然后每隔24h统 个大草履虫， 培养液中放入 个大草履虫，然后每隔 统 计一次大草履虫的数量。经过反复实验． 计一次大草履虫的数量。经过反复实验．得 出了如图所示的结果。从图可以看出: 出了如图所示的结果。从图可以看出
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 有利于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。 数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的 通过研究种群数量变动规律， 预测及防治提供科学依据。 预测及防治提供科学依据。
四、种群数量的波动和下降
大多数种群的数量总是在波动之中的， 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， 件之下，还会急剧下降，甚至灭亡
影响种群数量变化的因素： 影响种群数量变化的因素：
气候、食物、被捕食、传染病、 气候、食物、被捕食、传染病、人类活动等
五．研究种群数量变化有何意义？ 研究种群数量变化有何意义？
细胞每20min分裂一次 细胞每20min分裂一次 20min 资源空间无限多， 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 Nn＝ ２ n 观察、统计细菌数量， 观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型 进行检验或修正
计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量， 例如 计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格
A
K值：在环境条件不 值 受破坏的情况下， 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 称为环 种群最大数量称为环 境容纳量。 境容纳量。
1、同一种群的K值是固定不变的吗？ 同一种群的K值是固定不变的吗？ 2、对大熊猫应采取什么保护措施？ 对大熊猫应采取什么保护措施？ 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什 对家鼠等有害动物的控制， 么措施？从环境容纳量的角度看， 么措施？从环境容纳量的角度看，能得 到什么启发？ 到什么启发？ 4、种群数量达到K值时，都能在K值维持 种群数量达到K值时，都能在K 稳定吗？ 稳定吗？
云 豹 的 保 护
苍鹭的保护 救 护 被 困 的 鲸 鱼
的保护
如果种群处在一个理想的环境中， 如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空 间的限制， 间的限制，种群内个体的增长曲线是 A ，用达尔 文进化的观点分析， 文进化的观点分析，这是由于生物具有 的特征 过度繁殖 如果将该种群置于有限的环境中， 如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增 用达尔文进化观点分析， 长曲线是 B ，用达尔文进化观点分析，图中阴影 。 部分表示 通过生存斗争被淘汰的个体数量 影响种群密度的
亿
0.6
0.6
2.0
4.1
4.7
10.3 11.6
以上人口增长曲线符合哪种类型？ 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， 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？ 于我国人口的现状应当采取什么措施？
存在环境阻力——— 存在环境阻力
自然条件（现实状态） 自然条件（现实状态）——食物等资源 食物等资源 和空间总是有限的，种内竞争不断加剧， 和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕 食者数量不断增加。 食者数量不断增加。导致该种群的出生率降 死亡率增高． 低，死亡率增高． 当出生率与出生率相等时， 当出生率与出生率相等时，种群的增长就 会停止，有时会稳定在一定的水平． 会停止，有时会稳定在一定的水平．
将数学公式（ 将数学公式（N=2n)变为曲线图 变为曲线图
时间 20 分钟 细菌 数量
40
60
80ห้องสมุดไป่ตู้
100 120 140 160 180
2
4
8
16
32 64 128 256 512
曲线图与数学方程 式比较，优缺点？ 式比较，优缺点？ 直观， 直观， 但不够精确。 但不够精确。
一．构建种群增长模型的方法
四、种群数量的变化
种群的数量是 经常变化的。 经常变化的。 种群数量的变 化包括增长、 化包括增长、 波动、 波动、稳定和 下降等
影响种群数量变化的因素有哪些呢？ 影响种群数量变化的因素有哪些呢？
直接因素：出生率、死亡率、迁入、 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、 间接因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动 重要因素：
“J”型增长的数学模型 型增长的数学模型
1、产生条件： 产生条件： 理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜， 食物充足，空间不限，气候适宜， 理想状态 食物充足 没有敌害等； 没有敌害等； 种群的数量每年以一定的倍数增长， 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是 第一年的λ倍。 倍 型增长的数学模型公式： 2、种群 “J”型增长的数学模型公式： 型增长的数学模型公式
理想条件下种群数量变化
一年后： N1=N0λ 一年后： 二年后： N1=N0λ2 二年后： …… t 年后： Nt=N0λt 年后：
t年后该种群的 年后该种群的 数量应为
Nt=N0 λt
时间
20 40 60
2 4 8
80 100 120 140 160 180
16 32 64 128 256 512
细菌 数量
某海岛上环颈雉种群数量的变化
细菌的数量／个
理想条件下细菌数量增长 的推测， 的推测 ， 自然界中有此类 型吗？ 型吗？
二、种群增长的“J”型曲线 种群增长的“ 型曲线
种群数量
时间
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 的形式，如果以时 间为横坐标， 间为横坐标，种群 数量为纵坐标画出 数量为纵坐标画出 曲线来表示， 曲线来表示，曲线 大致呈“Ｊ”型．
Nt=N0 λt
为起始数量， 为时间， 表示t （N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的 数量， 为年均增长率．） 数量，λ为年均增长率．）
例：我国自1393－1990年以来人口统计数据 我国自 － 年以来人口统计数据 如下： 如下：
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
K值：在环境条件不 值 受破坏的情况下， 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 称为环 种群最大数量称为环 境容纳量。 境容纳量。
种 群 的 个 体 数 量
数
种 群 的 个 体 数 量 逻 辑 斯 蒂 增 长 时间
时间
假若在理想的环境中生 活，即环境资源很充足 不受任何限制。 不受任何限制。
种 群 数 出生率、死亡率、迁入、 因素有 出生率、死亡率、迁入、量 。
A B
时间
迁出、性别比、 迁出、性别比、年龄组 气候、食物、天敌、 成、气候、食物、天敌、 人类活动等
在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊， 在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊， 年后发展到500只左右， 500只左右 8年后发展到500只左右，这个羊群数量会 A A、维持在一个水平上 B、不断下降 C、缓慢上升 D、迅速上升
在自然的环境中环境资 源是有限的。 源是有限的。种群不可 能无线增长。 能无线增长。
种群的数量增长曲线
总结
K值是环境最 大容纳量， 大容纳量， 环境阻力代 表自然选择 的作用。 的作用。农、 林、牧业生 产就是在这 个范围内谋 求产量的提 高,其潜力有 一定限制。 一定限制。
1、同一种群的K值是固定不变的吗？ 同一种群的K值是固定不变的吗？ 2、对大熊猫应采取什么保护措施？ 对大熊猫应采取什么保护措施？ 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什 对家鼠等有害动物的控制， 么措施？从环境容纳量的角度看， 么措施？从环境容纳量的角度看，能得 到什么启发？ 到什么启发？ 4、种群数量达到K值时，都能在K值维持 种群数量达到K值时，都能在K 稳定吗？ 稳定吗？
•
是种群的_______ 种群 的 是种群的 _______ ________和_______ 和 性 例 生
7．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增 ．自然界中生物种群增长常表现为“ 型增 长曲线。 下列有关种群“ 型增长的正确说 长曲线 。 下列有关种群 “ S”型增长的正确说 法是( ) 法是 A “S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关 型增长曲线表示了种群数量和食物的关 系 B 种群增长率在各阶段是不相同的 C “S”型增长曲线表示了种群数量和时间无关 型增长曲线表示了种群数量和时间无关 D 种群增长不受种群密度制约
在营养和生存空间没有限制的情况下， 在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细 个细 菌每20分钟分裂繁殖一代讨论 分钟分裂繁殖一代讨论： 菌每 分钟分裂繁殖一代讨论： Nn＝ ２ n ②72小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多 小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多 少？ x72h／20min＝ 解：n＝ 60min x72h／20min＝216 Nn＝２n ＝2216 在一个培养基中， ③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个 公式增长吗？ 公式增长吗？ 代细菌数量的计算公式？ ①n代细菌数量的计算公式？ 代细菌数量的计算公式