3-4-2第2節(jié)種群的數(shù)量變化

1、,第2節(jié) 種群數(shù)量的變化,20 21 22 23 24 25,分裂,在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論： n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？ 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？ 在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？,數(shù)學(xué)模型：用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式,觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題,細(xì)胞每20min分裂一次,資源空間無(wú)限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響,Nnn,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,一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法,建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：,將數(shù)學(xué)公式（Nn2n）變?yōu)榍€圖,

2、曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有何優(yōu)點(diǎn)？,直觀,2 4 8 16 32 64 128 256 512,自然界中有此類(lèi)型嗎？,實(shí)例一：1859年，一位英國(guó)人來(lái)到澳大利亞定居，他帶來(lái)了24只野兔。讓他沒(méi)有想到的是，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭(zhēng)食牧草，啃嚙樹(shù)皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。后來(lái)，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。,二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線:,實(shí)例二：鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，僅以一種觀賞性植物零散分布，1844年在美國(guó)的博覽會(huì)上曾被喻為“美化世界的淡紫色花冠”。自此以后鳳眼蓮被作為觀賞植物引種栽培，現(xiàn)已在亞、非、歐、北美洲等數(shù)十個(gè)國(guó)家造成危害

3、。1901年作為花卉引入中國(guó)，30年代作為畜禽飼料引入中國(guó)內(nèi)地各省，并作為觀賞和凈化水質(zhì)的植物推廣種植，后逃逸為野生。由于繁殖迅速，又幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和天敵 ，在我國(guó)南方江河湖泊中發(fā)展迅速，目前我國(guó)有這種鳳眼蓮184萬(wàn)噸，成為我國(guó)淡水水體中主要的外來(lái)入侵物種之一。,實(shí)例三：在20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼。在19371942年期間，這個(gè)種群數(shù)量的增長(zhǎng)如下圖所示。,如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫(huà)出曲線來(lái)表示，曲線大致呈什么型？,“J”型,細(xì)菌的數(shù)量個(gè),二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線,自然界確有類(lèi)似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫(huà)出曲

4、線來(lái)表示，曲線則大致呈“J”型。,出現(xiàn)這種增長(zhǎng)的原因有哪些？,“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,1、模型假設(shè)：,1、條件：理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候適宜，沒(méi)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，為該種群數(shù)量是一年前種群數(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 t,種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的倍。,例生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：,“J”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？,大草履蟲(chóng)種群的增長(zhǎng)曲線,討論：大草履蟲(chóng)的增長(zhǎng)呈“S”型曲線的原因有哪些？,K值：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(chēng)為環(huán)境容納量。,三、種群增長(zhǎng)的“

5、S”型曲線,產(chǎn)生條件：,自然條件(現(xiàn)實(shí)狀態(tài))食物等資源和空間總是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭(zhēng)不斷加劇，天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。,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），將停止增長(zhǎng)并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。,存在環(huán)境阻力,種群密度越大 環(huán)境阻力越大,思考討論,1、為了保護(hù)魚(yú)類(lèi)資源不受破壞，并能持續(xù)獲得最大捕魚(yú)量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在什么水平?,根據(jù)種群增長(zhǎng)的S型曲線，應(yīng)使被捕魚(yú)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)量最大 。,2、對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？,從環(huán)境容納量的角度思考，可

6、以采取措施降低環(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(lái)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。,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。,*影響種群數(shù)量變化的因素,直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出,間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵,重要因素：人類(lèi)的活動(dòng),四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降,在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡,東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng),有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。 通過(guò)研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為害蟲(chóng)的預(yù) 測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。 為引進(jìn)外來(lái)物種提供理性的思考。 ,研究種

7、群數(shù)量變化有何意義？,比較種群增長(zhǎng)兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別,環(huán)境資源無(wú)限,環(huán)境資源有限,增加,先升后降,無(wú)， 持續(xù)保持增長(zhǎng),有K值,環(huán)境阻力,K值：環(huán)境容納量,食物不足 空間有限 種內(nèi)斗爭(zhēng) 天敵捕食 氣候不適 寄生蟲(chóng) 傳染病等,1在下列圖中，表示種群在無(wú)環(huán)境阻力狀況下增長(zhǎng)的是,B,2.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（ ）,D,3.某海灘黃泥螺種群現(xiàn)存量約3000噸，正常狀況下，每年該種群最多可增加300噸，為充足利用黃泥螺資源，又不影響可持續(xù)發(fā)展，理論上每年最多捕撈黃泥螺的量為（ ） A、3000噸 B、1650噸 C、1500噸 D、不超過(guò)300噸,D,4下列有關(guān)種群增長(zhǎng)的S型曲線的敘述，錯(cuò)誤的是 A通常自然界中的種群增長(zhǎng)曲線最終呈S型 B達(dá)到K值時(shí)種群增長(zhǎng)率為零 C種群增長(zhǎng)受自身密度的影響 D種群的增長(zhǎng)速度逐步降低,D,一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法,在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論： n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？ 72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)