种群数量的变化定稿

Nn ＝1×２n
3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 解：n＝ ６０min x７２h／２０min＝２１６ Nn＝1×２n ＝２２１６
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一、建构种群增长模型的方法
4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数 量增长曲线。
细菌数量
曲线图与数学方程式比较，有
哪些优缺点？
Nn ＝1×２n 曲线图：
g
K/2
c
b a
甲
f
h
乙
⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段。种群增长曲线的生产生活中的应用：
⑵图乙的g点相当于图甲的c点。
①有害动物的防治，应通过降低其环境 容纳量（K值）
⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段。②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。
⑷图乙的h点相当于图甲的de段。 ③生产上的捕获期应确定在种群数量为K
该种群变化率最大的时期为
()
A．1925－1930年
B．1930－1935年
C．1940－1945年
D．1945－1950年
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4．下图中能够正确表示种群“S”型 增长曲线的增长率的是 ( )
答案：D
40
5.（2002高考）在一个玻璃容器
内，装入一定量的符合小球藻生
种群增长速率增大
减速期，增长缓慢
种群数量在 K/2值时，
转折期，增
种群增长速率最大
K/2 长速率最快 种群数量K/2 →K值时，
种群增长速率不断低
加速期，个体数量增加种，增群长数加速量达到K值时， 潜伏期，个体数量较少增种长群缓增慢 长速率为零,但种群数
量达到最大，且种内斗争最剧
烈。
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三、种群增长的“S”型曲线
将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 23
6.应用：思考讨论：从环境容纳量（K值）的角度
（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境 容纳量。 （2）为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕 鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?
根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持 在K/2水平。这是因为在这个水平上种群增长量最大 。
4.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，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，
天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死
亡率增高。
种群密度越大 环境阻力越大
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．
5.增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值（K值），
5
一、建构种群增长模型的方法
问题探讨
在营养和生存空间 没有限制的情况下，某 种细菌每20min就通过 分裂繁殖一代。
6
一、建构种群增长模型的方法
1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产 生后代的数量。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 2．n代细菌数量Nn的计算公式是：
状况，鉴于我国人口的现状应当采取什 么措施？
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课后延伸与拓展：看图分析
12 人口/亿
8
4
0 1000 1200 1400 1600 1800 2000
我国1000-1990年的人口数量变化 30
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，在不利 条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
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 的捕捞
2、害虫的防治—蝗虫的防治
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藏羚羊在哭泣
33
乱伐森林
34
被 伐 的 森 林 和 野 牛
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五、研究种群数量变化的意义
1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。
（合理利用和保护野生生物资源） 既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发 展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。
凤眼莲（水葫芦）
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实例三：在20世纪30年代， 人们将环颈雉引入美国的 一个岛屿。在1937－1942 年期间，这个种群数量的 增长如下图所示。
如果以时间为横坐标， 种群数量为纵坐标画出 曲线来表示，曲线大致 呈什么型？
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二、种群增长的“J”型曲线 实例3：
美国某岛屿环颈雉 种群数量的增长
生物具有什么特性？ 群
图中阴影部分表示
数 量
J型 曲线
什么？
K值
S型 曲线
时间
1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物
具有过度繁殖的特性。
2、图中阴影部分表示ห้องสมุดไป่ตู้环境阻力；
用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被
淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。 27
种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系
de
问题的提出
《中国水利网》：宁 波、昆明、武汉等地， 人躺在铺满凤眼莲的 湖面上，可以不沉； 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”。
1
问题的提出
《国家地理》：在几百年前， 金丝猴在许多地区广泛分布， 人口的增加和山林的破坏使 金丝猴的分布区越来越小。 现在，黔金丝猴的数量只有 500～600只，处于濒危状 态，只在贵州省的梵净山区 生存。滇金丝猴生活在云南 西北部、西藏东南端及四川 西部长江上端金沙江上游的 高山中，数量不到2000只， 也处境濒危。
自然界确有类似细菌 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，曲 线则大致呈“ J ”型
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二、种群增长的“J”型曲线
①产生条件： 理想状态——食物充足，空间不限， 气候适宜，没有天敌等；
②增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长， 第二年是第一年的λ倍。
③量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0 λt
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、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防 治提供科学依据。 （为防治有害生物提供科学依据）
降低环境的负荷量（K值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、 清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。
4、为引进外来物种提供理性的思考。
/2时最好；而杀虫效果最好的时期在潜 伏期。
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例：我国自1393－1990年以来人口 统计数据如下：
年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990
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？ 按照此曲线发展下去将会出现什么
1.概念：在资源和空间有限时，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。
K=375
如：大草履虫种 群的增长曲线
2.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成为环境容纳量，
又称K值。
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3.对种群增长的“S”型曲线的分析
K值：环境容纳量 种饱 长群和 速数期 率， 为量增 零由0→K/2值时，
必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是 否会构成生物入侵。
5、有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
（拯救和恢复濒危动物种群）
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1．在研究下列几个种群的增长模型时，最可能
与数学模型相符合的是
()
A．麋鹿种群
B．大熊猫种群
C．玉米种群
D．青蛙种群
种群的增长最符合数学模型的情形， 就是种群中的个体在上下代之间不重叠的情况。
2、提出合理的假设
3、根据实验数据，用适 当的数学形式对事物的性 质进行表达（建立数学模型）
在资源和空间无限多的环境中， 细菌种群的增长不受种群密度增 加的影响
列出表格，根据表格画曲线，推 导公式
4、通过进一步实验或观 察等，对模型进行检验或 修正
观察、统计细菌的数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正10
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问题探讨
在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公 式增长吗？为什么？
不会。原因是资源和空间是有限的。 如何验证这个观点？
生态学家高斯曾经做过这
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。
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三、种群增长的“S”型曲线
二、种群增长的“J”型曲线
细菌的数量／个
理想条件下细 菌数量增长的推测： 自然界中有此类型 吗？
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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，一个世 纪之后，这24只野兔的后代竟达到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，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤 病毒才使野兔的数量得到控制。
直观，但不够精确。
数学公式：
精确，但不够直观。
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一、建构种群增长模型的方法
5. 类型： ⑴数据分析表格式
⑵数学方程式 Nn=2n
方程式——精确
⑶坐标式（曲线图、柱状图） 曲线图——直观
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一、建构种群增长模型的方法
6、建立数学模型一般包括以下步骤：
1、观察研究对象，提出 问题
细菌每20分钟分裂一次， 问题：细菌数量怎样变化的？
（3）对家鼠等有害动物的控制，从环境容纳量的角度看， 应当采取什么措施？
从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低环境容纳量，
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，等等。
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种群增长的“S”型曲线 问题： 种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？ 环境条件的改变，K值也随之发生改变，即改 善环境条件可使K值增大，如环境条件受到破 坏，则K值将会减小。
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实例二：凤眼莲（水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植物零散 分布，1844年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界的淡紫色花 冠”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培，现已在亚、非、 欧、北美洲等数十个国家造成危害。1901年作为花卉引入中国，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。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手 和天敌 ，在我国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲 184万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。 13
答案： C 37
2．在下列图中，表示种群在无环境阻力
状况下增长的是 B
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3．(2009·广东高考)太平洋一个小岛上的某野兔种群的
数量变化如下表：B
年份(年) 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 数量(百只) 130 200 398 990 1350 1290 1190
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预习提纲
1.怎样构建种群数量增长的模型？ 2.种群数量是怎样变化的？ 3.什么是环境容纳量？ 4.影响种群数量变化的因素有哪些？
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一、建构种群增长模型的方法
描述、解释和预测种群数量的变化，常常需 要建立数学模型。
数学模型：
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。
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7.比较种群增长两种曲线的联系与区别
条件 种群增长率
有无K值
J型曲线 环境资源无限
保持稳定 无，
持续保持增长
S型曲线 环境资源有限
逐渐降低
有K值
曲线
K值：环境容纳量 环境阻力
食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适
寄生虫 传染病等 26
用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线
“J”型曲线表明 种
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影响种群数量变化的因素有哪些呢？
种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的， 因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。
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（环境因素） 重要因素：人类的活动
种群数量变化的类型：
增长，稳定，波动、下降等
2
问题的提出
• 假设你的家长承包了一个水库养鱼虾，如果一次 投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能 力限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果 大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其种群往往要 经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生 产极为不利。那什么时候是捕捞的最佳数量期？
• 问题：如何合理利用和保护生物资源？ • 问题：种群的数量变化有怎样的规律？
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量， λ为一年前种群数量的倍数．）
④例子：实验室条件下、外来物种入侵、 迁移入新环境。
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问题： “J”型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力——— 自然界的资源和空间总是有限的；种内斗争就 会加剧；捕食者增加等。 当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会 稳定在一定的水平。