1.2種群數(shù)量的變化課件-高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2-2

第2節(jié)

種群的數(shù)量變化問(wèn)題探討

假設(shè)在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。時(shí)間（min)020406080100120140160180分裂次數(shù)0123456789數(shù)量（個(gè)）1248163264128256512建立數(shù)學(xué)模型0時(shí)間/min細(xì)菌數(shù)量/個(gè)10020030040050020406080100120140160180數(shù)學(xué)公式曲線(xiàn)圖科學(xué)、精確直觀(guān)Nn=2n生物模型：物理模型、

數(shù)學(xué)模型、概念模型細(xì)菌每20min分裂一次，怎樣計(jì)算繁殖n代的數(shù)量？在資源和生存空間沒(méi)有限制的條件下，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響Nn=2nN代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀(guān)察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己年建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正觀(guān)察研究對(duì)象，提出問(wèn)題提出假設(shè)建立數(shù)學(xué)模型檢驗(yàn)或修正研究實(shí)例研究方法建立數(shù)學(xué)模型資料1：1859年，一位來(lái)澳大利亞定居的英國(guó)人在他的農(nóng)場(chǎng)中放生了24只野兔，一個(gè)世紀(jì)后，這24只野兔的后代竟超過(guò)6億只。資料2：20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入某地一個(gè)島嶼。1937-1942年，這個(gè)種群增長(zhǎng)如右圖所示。自然界種群增長(zhǎng)的實(shí)例種群的“J”形增長(zhǎng)①食物和空間條件充足；②氣候適宜；③沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種；1.條件：2.公式：Nt=N0

λt時(shí)間(t)種群數(shù)量理想狀態(tài)無(wú)環(huán)境阻力。聯(lián)系實(shí)際

：

生物入侵現(xiàn)象①當(dāng)入=1時(shí)，種群數(shù)量如何變化?②當(dāng)入>1時(shí)，種群數(shù)量如何變化?③當(dāng)入<1時(shí),種群數(shù)量如何變化?種群數(shù)量基本不變

(相對(duì)穩(wěn)定)種群數(shù)量增長(zhǎng)種群數(shù)量下降請(qǐng)思考：種群數(shù)量變化符合數(shù)學(xué)公式:Nt=N0×λt

時(shí)，種群數(shù)量一定是“J”形增長(zhǎng)曲線(xiàn)嗎?“J”形增長(zhǎng)公式：Nt=N0

λt時(shí)間(t)種群數(shù)量

注意：λ是定值，且大于1增長(zhǎng)率：λ-1，

不變?cè)鲩L(zhǎng)速率：逐漸增大

（看切線(xiàn)）增長(zhǎng)率增長(zhǎng)速率含義單位時(shí)間內(nèi)凈增加的個(gè)體數(shù)占原來(lái)個(gè)體數(shù)的比例

(百分比，無(wú)單位)

單位時(shí)間

內(nèi)增加的個(gè)體數(shù)量(有單位，

如個(gè)/年)計(jì)算公式增長(zhǎng)率=（現(xiàn)有數(shù)量-原有數(shù)量）/

原有個(gè)體數(shù)增長(zhǎng)速率=（現(xiàn)有數(shù)量-原有數(shù)量）/

時(shí)間舉例“一個(gè)種群有1000個(gè)個(gè)體,一年后增加到1100”,則該種群的增長(zhǎng)速率為:“一個(gè)種群有1000個(gè)個(gè)體,一年后增加到1100”,則該種群的增長(zhǎng)率為:×100%=10%1100-10001000=100個(gè)/年

1100-10001年增長(zhǎng)率

與

增長(zhǎng)速率的比較倍數(shù)關(guān)系，λ-1，出生率-死亡率看切線(xiàn)斜率【實(shí)例】生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)

在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示。問(wèn)題:為什么沒(méi)有出現(xiàn)“J”形增長(zhǎng)？“S”形增長(zhǎng)種群的“S”形增長(zhǎng)1.條件：資源、空間有限，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，存在天敵等原因。存在環(huán)境阻力2.K值（環(huán)境容納量）：一定環(huán)境條件所能維持（不能說(shuō)達(dá)到）的種群最大數(shù)量種群的“S”形增長(zhǎng)增長(zhǎng)速率：先增大后減小，當(dāng)種群數(shù)量為

k/2時(shí)，

達(dá)到最大。增長(zhǎng)率：逐漸減小K值（環(huán)境容納量）：K值會(huì)隨環(huán)境的改變而改變選K2作為K值思考：在養(yǎng)魚(yú)業(yè)上，為了保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)在什么時(shí)候開(kāi)始捕撈？使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平？K種群數(shù)量時(shí)間0BCDEt1t2AK/2K值

和

K/2值的應(yīng)用K值的應(yīng)用：保護(hù)瀕危動(dòng)物：有害生物防治：建立自然保護(hù)區(qū)，增大K值增大環(huán)境阻力，減小K值漁業(yè)捕撈：在K/2之后捕撈，

捕撈后數(shù)量維持在

K/2K/2值的應(yīng)用：有害生物防治：在K/2之前防治，

嚴(yán)防達(dá)到K/2，越早越好。注意：“S”形曲線(xiàn)的前期不等同于“J”形曲線(xiàn)，因?yàn)榇嬖诃h(huán)境阻力?！癑”形曲線(xiàn)與“S”形增長(zhǎng)曲線(xiàn)的聯(lián)系K值代表：環(huán)境阻力，生存斗爭(zhēng)中淘汰的個(gè)體。在自然界，有的種群能夠在一段時(shí)期內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對(duì)穩(wěn)定。1.種群數(shù)量的

相對(duì)穩(wěn)定:種群數(shù)量的波動(dòng)2.種群數(shù)量的波動(dòng):

對(duì)于大多數(shù)生物種群來(lái)說(shuō)，由于氣候、食物、天敵、疾病等多種環(huán)境因素的影響，種群數(shù)量總是在波動(dòng)中。在K值不變的情況下，種群的數(shù)量總是圍繞著K值上下波動(dòng)。

處在波動(dòng)狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。如蝗災(zāi)、鼠災(zāi)、赤潮等。3.種群數(shù)量的爆發(fā):4.種群數(shù)量的下降:

當(dāng)種群長(zhǎng)久處于不利條件下，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。如遭遇人類(lèi)亂捕濫殺和棲息地破壞。

種群的延續(xù)需要有一定的個(gè)體數(shù)量為基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)種群的數(shù)量過(guò)少，種群可能會(huì)由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。

▲對(duì)于那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需要的最小種群數(shù)量的物種，需要采取有效的措施進(jìn)行保護(hù)。（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。

研究意義（2）對(duì)有害動(dòng)物的防治。（3）有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。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、天敵、疾病等增或減穩(wěn)定、波動(dòng)、增長(zhǎng)、下降等直接因素：

出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素：

年齡組成和性別比例人為干擾：

過(guò)度捕獵、棲息地破壞等環(huán)境因素：

氣候、食物、天敵、疾病等影響種群數(shù)量變化的因素小結(jié)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)有害生物防治:1）采用化學(xué)和物理的方法控制現(xiàn)有有害生物的數(shù)量（小于K/2），降低其增長(zhǎng)速率；2）減少獲取食物的機(jī)會(huì)等降低環(huán)境容納量（K值）；3）有效保護(hù)或合理引入天敵【生物防治】舉例：鼠害發(fā)生時(shí)，既適當(dāng)采用化學(xué)和物理的方法控制現(xiàn)存害鼠的種群數(shù)量，又可以通過(guò)引入天敵、減少食物等方法，降低其環(huán)境容納量。防治思路：a.增大死亡率。具體措施：機(jī)械捕殺【物理防治】、藥物毒殺【化學(xué)防治】等。b.降低出生率。具體措施：施用避孕藥、降低生殖率的激素等。c.降低環(huán)境容納量。具體措施：養(yǎng)殖家貓捕食家鼠、搞好環(huán)境衛(wèi)生、硬化地面、安全儲(chǔ)藏食物等。降低有害生物環(huán)境容納量是防治有害生物的根本措施辨析不同曲線(xiàn)模型中的“K值”與“K/2”課下請(qǐng)完成課后檢測(cè)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式．建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟，下列排列順序正確的是（）①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)；

②通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀(guān)察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正．③觀(guān)察研究對(duì)象，提出問(wèn)題；

④提出合理的假設(shè)；A.①②③④

B.②①③④

C.③④①②