第2節(jié)種群數(shù)量的變化課件

第2節(jié)種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降五、研究種群數(shù)量變化的意義在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20分鐘就通過分裂繁殖一代。問題探討：1．n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是：2．72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？Nn＝2n解：n＝60min×72h÷20min＝216

Nn＝2n＝

2

216

一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式細(xì)菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響Nn=2n，

N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正研究實(shí)例研究方法觀察研究對(duì)象，提出問題提出合理的假設(shè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的一般過程

提出問題

作出假設(shè)

建立模型

模型的檢驗(yàn)與修正以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。20406080100120140160180時(shí)間/分鐘細(xì)菌數(shù)量/個(gè)數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式公式法曲線圖法Nn＝2n準(zhǔn)確直觀細(xì)菌的數(shù)量／個(gè)

理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)的特點(diǎn)，在自然界中有此類型嗎？實(shí)例1：澳大利亞本來并沒有兔子。1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數(shù)量達(dá)到6億只以上，遍布整個(gè)大陸。鳳眼蓮（水葫蘆）鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國.由于繁殖迅速，又幾乎沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵，我國目前有184萬噸.它對(duì)其生活的水面采取了野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導(dǎo)致水下植物得不到足夠光照而死亡。

實(shí)例3:

20世紀(jì)30年代,人們將環(huán)頸雉引入美國的一個(gè)島嶼二“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型

1、模型假設(shè)：

理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為該種群數(shù)量前一年種群數(shù)量的倍數(shù)．）

2、種群“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0

λt

種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的λ倍。計(jì)算：某一地區(qū)2001年人口普查時(shí)有10萬人，2002年比2001年增長(zhǎng)1％。請(qǐng)預(yù)測(cè)，按照此生長(zhǎng)速度，2006年該地區(qū)的人口將有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間充裕，環(huán)境適宜，沒有敵害等；②增長(zhǎng)特點(diǎn)：

種群的增長(zhǎng)率是一定的；種群數(shù)量沒有上限；總結(jié)：種群增長(zhǎng)的Ｊ型曲線Ｊ型曲線增長(zhǎng)率曲線時(shí)間種群數(shù)量在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直持續(xù)按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？為什么？不會(huì).當(dāng)死亡率增加到與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平．自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)斗爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高．大草履蟲數(shù)量增長(zhǎng)過程如何？高斯:把5個(gè)大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：種群增長(zhǎng)的“S”型曲線A

種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線，稱為“S”型曲線．種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群—增長(zhǎng)停止種群數(shù)量在K/2值時(shí)，種群—增長(zhǎng)最快種群數(shù)量小于K/2值時(shí)種群—增長(zhǎng)逐漸加快種群數(shù)量大于K/2值時(shí)種群—增長(zhǎng)逐漸減慢AK/2S型曲線增長(zhǎng)速率曲線①產(chǎn)生條件：自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）

②增長(zhǎng)特點(diǎn)：

種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長(zhǎng).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。總結(jié)：種群增長(zhǎng)的S型曲線為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應(yīng)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(hù)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(zhǎng)的S型曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K／2水平。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長(zhǎng)率最大。思考怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。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(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。思考怎樣做才是最有效的滅鼠措施？“J”型曲線“S”型曲線形成條件適用范圍增長(zhǎng)率變化K值理想條件下資源無限自然條件下資源有限實(shí)驗(yàn)室和種群遷入新的環(huán)境中最初的一段時(shí)間內(nèi)的增長(zhǎng)一般自然種群的增長(zhǎng)不變變化無有K/2陰影部分代表：因環(huán)境阻力而被淘汰的個(gè)體；陰影的大小代表環(huán)境阻力的大小?？偨Y(jié)種群數(shù)量的變化：增長(zhǎng)，穩(wěn)定，波動(dòng)，下降“J”型曲線和“S”型曲線都只研究種群數(shù)量

的

規(guī)律。前者反映的種群增長(zhǎng)率是一定的；而后者反映的種群增長(zhǎng)速率是變化的，

認(rèn)為“S”型曲線的開始部分是“J”型曲線。二種增長(zhǎng)方式的差異，主要在于

的作用。增長(zhǎng)不能環(huán)境阻力東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的種群數(shù)量的波動(dòng)和下降捕鯨現(xiàn)場(chǎng)成了血的海洋

在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率種群數(shù)量的變化氣候、食物、被捕食、傳染病等增或減增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素探究

培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化單細(xì)胞真核生物屬于兼性厭氧型微生物，有氧時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和水；無氧時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和酒精。用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長(zhǎng)受培養(yǎng)基的成分，空氣，溫度，酸堿度等因素的影響。在理想的環(huán)境中，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌的種群呈“S”型曲線。第1天第4

天第6天第7

天死亡活菌數(shù)試管編號(hào)培養(yǎng)液/mL無菌水/mL酵母菌母液/mL溫度（℃）A10—0.128B10—0.15C—100.128對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)取相鄰兩邊及頂角計(jì)數(shù)。B練習(xí)建構(gòu)種群增長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型的方法包括以下步驟：1.提出合理的假設(shè)2.對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正3.用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)4.觀察研究對(duì)象，提出問題A.1234B.2314C.4132D.4123C下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長(zhǎng)曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)斗爭(zhēng)增加（）

A．CD段（增長(zhǎng)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下列對(duì)陰影部分的解釋正確的是（）①環(huán)境中影響種群增長(zhǎng)的阻力②環(huán)境中允許種群增長(zhǎng)的最大值③其數(shù)量表示種群內(nèi)遷出的個(gè)體數(shù)④其數(shù)量表示通過生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)

A.①③B.②③C.①④D.②④CCT1T2T0種群增長(zhǎng)率某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，種群數(shù)量增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化的曲線，下列敘述正確的是（）A.在T0-T2時(shí)，種群數(shù)量呈“J”型增長(zhǎng)B.若在T2時(shí)種群的數(shù)量為N，則在T1時(shí)種群的數(shù)量為N/2；C.捕獲該魚的最佳時(shí)期為T2時(shí)D.在TI-T2時(shí)，該魚種群數(shù)量呈下降趨勢(shì)。B葉蜂產(chǎn)卵于葉上；泥蜂儲(chǔ)存其他昆蟲的幼蟲為子代的食物；蜜蜂的幼蟲由工蜂直接喂養(yǎng)。這三種蜂的生存曲線依次是（）A.甲乙丙B.乙丙甲C.乙甲丙D.甲丙乙10050生存率（%)甲乙丙A卵成蟲(1)如果種群處于一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群數(shù)量增長(zhǎng)的曲線是

？(2)如果將種群置于有限的自然環(huán)境中，種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線是

？(3)a與b之間的陰影屬于自然界中的__________。ab環(huán)境阻力（4）影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、________和_______。1種群數(shù)量的最大點(diǎn)在

；2種群數(shù)量增長(zhǎng)最快的在

；3該種群的增長(zhǎng)率由緩慢到逐漸加快是在

年后開始的；環(huán)境阻力增長(zhǎng)是在

年開始4既要獲得最大的捕獲量，又要使該動(dòng)物資源的更新能力不受到破壞，應(yīng)該使該動(dòng)物種群數(shù)量保持在圖中

點(diǎn)所代表的水平上；因?yàn)樵谶@個(gè)水平上（）A.種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定B.種群增長(zhǎng)率最大C.種群數(shù)量最大D.環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量最大1234567d

cab10050db25bB農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲的雄性個(gè)體，使之不能與雌蟲個(gè)體交尾，致使害蟲的種群密度（）A.明顯下降B.明顯上升C.保持穩(wěn)定D.越來越大A在一塊草原上有8戶牧民，每戶牧民各養(yǎng)了一群羊，其中有6戶養(yǎng)的是綿羊，有2戶養(yǎng)的是山羊，這塊草原上的8群羊是（）

A.六個(gè)種群B.一個(gè)種群

C.兩個(gè)種群D.八個(gè)種群C預(yù)測(cè)一個(gè)國家或地區(qū)的人口數(shù)量未來動(dòng)態(tài)的信息主要來自于（）A．現(xiàn)有人口數(shù)量和密度B．目前的年齡組成C．男女之間的性別比例D．出生率、死亡率和遷移率B年齡個(gè)體數(shù)ABC我國人口年齡組成與

圖相似，在以后一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)是

，因此我國要認(rèn)真執(zhí)行

政策。利用人工合成的性引誘劑殺某種害蟲的雄性個(gè)體，最終打字害蟲年齡組成變?yōu)閳D

類型。(3)圖中Ⅱ階段表明我國人口發(fā)展的主要特點(diǎn)是

，產(chǎn)生這一結(jié)果的主要原是

。(4)影響種群密度的主要因素是種群的

。

(1)圖形的左右兩邊大致對(duì)稱，表明男女人數(shù)基本平衡，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的自然生理原因是

.(2)圖中I階段表明當(dāng)時(shí)我國人口發(fā)展特點(diǎn)是

。

年輕的個(gè)體數(shù)量較多，說明出生率增高；年齡小的個(gè)體較少，年齡大的個(gè)體多推行計(jì)劃生育取得實(shí)效3.（廣東廣西河南2002）在一個(gè)玻璃容器內(nèi)，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(shí)間測(cè)定小球藻的個(gè)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(zhǎng)率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線是（）D6、自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的正確說法是（）

A.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系

B.種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的

C.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無關(guān)

D.種群增長(zhǎng)不受種群密度制約B8.某鼠種群被高速公路分隔成A、B兩個(gè)種群，A區(qū)因建化工廠而環(huán)境劇變，污水橫流，B區(qū)地勢(shì)較高無變化，經(jīng)數(shù)十年后，種群A的進(jìn)化速率很可能（

）

A．比B慢

B．比B快

C．與B相同

D．開始比B慢，后來比B快B如圖表示有限環(huán)境中某一種群增長(zhǎng)的曲線。下列有關(guān)敘述正確的是A.K值是環(huán)境條件所允許達(dá)到的種群數(shù)量最大值B.在K值時(shí)，種群的增長(zhǎng)率最大C.如果不考慮遷入遷出等其它因素，在K值時(shí)出生率等于死亡率D.假設(shè)這是魚的種群，當(dāng)種群達(dá)到K值時(shí)開始捕撈，可持續(xù)獲得最高產(chǎn)量時(shí)間K種群大小生態(tài)學(xué)家以年齡為橫坐標(biāo)，以存活數(shù)量的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，繪制出種群的存活曲線。某野生魚類和人類的存活曲線分別屬于（P91）

A.Ⅰ和ⅡB.Ⅱ和ⅢC.Ⅰ和ⅢD.Ⅲ和Ⅰ種群增長(zhǎng)率種群增長(zhǎng)率種群增長(zhǎng)率種群增長(zhǎng)率13.下圖中能正確表示“J”型、“S”型種群數(shù)量增長(zhǎng)速率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的曲線分別是（

）（

）

0時(shí)間

0時(shí)間

0時(shí)間

0時(shí)間

ABCD10.生態(tài)學(xué)家對(duì)某地區(qū)兩個(gè)生物種群（Ⅰ和Ⅱ）的存活率進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如下圖所示。下列關(guān)于對(duì)種群Ⅰ和Ⅱ?qū)嵤┲攸c(diǎn)保護(hù)時(shí)期的敘述正確的是A．種群Ⅰ和Ⅱ都為7～10歲B．種群Ⅰ和Ⅱ