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1、种群密度种群密度影响密度大小影响密度大小出生率、死亡率、出生率、死亡率、迁入率、迁出率迁入率、迁出率决定密决定密度大小度大小种群数量种群数量直接影响直接影响年龄组成年龄组成预测变预测变化趋势化趋势性别比例性别比例温故而知新，不亦乐乎？第第2 2节节种群数量的变化种群数量的变化 在营养和生存空间没有限制的情况在营养和生存空间没有限制的情况下，下，某种细菌每某种细菌每2020分钟就通过分裂繁殖分钟就通过分裂繁殖一代。一代。1n代细菌数量的计算公式是：代细菌数量的计算公式是：2小时后，由一个细菌分裂产小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？生的细菌数量是多少？解：解：n min xhminnn
2、在一个培养基中，细菌的数在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长量会一直按照这个公式增长吗？为什么？吗？为什么？问题探讨问题探讨 3 3 ：不会不会. .原因：自然界的资源和空间是有限的。原因：自然界的资源和空间是有限的。81、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用来描述一个系统或它的性质的数学形式2、数学模型建构的一般步骤：、数学模型建构的一般步骤：描述/解释和预测种群数量的变化,常常要建立数学模型1 1.观察研究对象，观察研究对象，提出问提出问题题细菌每细菌每2020分钟分裂一次，问题：分钟分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？细菌数量怎样变化的？2. 2. 提
3、出合理的假设提出合理的假设在资源和空间无限多的环境中，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细菌种群的增长不受种群密度增加的影响增加的影响3. 3. 建立数学模型建立数学模型列出表格，根据表格画曲线，列出表格，根据表格画曲线，推导公式。推导公式。4. 4.检验和修正检验和修正进一步实验、观察、统计细菌进一步实验、观察、统计细菌的数量的数量数学模型建构的一般步骤：数学模型建构的一般步骤：时间时间（min)min)2020404060608080100100120120140140160160 180180分裂次数分裂次数细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128 256
4、512123456789填写下表：计算一个细菌在不同时间（单填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为位为minmin）产生后代的数量。产生后代的数量。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，某种细菌每某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。分钟就通过分裂繁殖一代。细菌的数量个细菌的数量个以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。出细菌的数量增长曲线。12曲线图曲线图优点是：优点是：缺点是：缺点是：直观的反映出种群数量的增长趋势直观的反映出种群数量的增长趋势。曲线图表示的数学模型不够精确曲线图表示的数学模型不够精确。思
5、考与讨论：v 如何你是生态学家，面对澳大利亚兔灾，你如何你是生态学家，面对澳大利亚兔灾，你有什么对策？有什么对策？实例：实例：“J”型增长实例：凤眼莲v也称水葫芦。是目前世界上危害最严重的多年生恶性水生杂草之一。v原产南美，1901年作为一种花卉引入我国，5060年代作为猪饲料推广种植，并发展为水质净化种类，后逸为野生。v现广泛分布于华南、华中、华北和东北地区。90年代中期，在我国南方的一些河道和湖泊，凤眼莲覆盖面积达100%。在云南省昆明市滇池内，1994年凤眼莲的覆盖面积约达10 km2。可见，自然界确有类似细菌在理想条件下种群可见，自然界确有类似细菌在理想条件下种群数数量量增长的形式，如
6、果以时间为横坐标，种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈什么型？为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈什么型？ 如果以时间为如果以时间为横坐标，种群数量横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线为纵坐标画出曲线来表示，来表示，曲线大致曲线大致呈型呈型种群数量种群数量时间时间191、模型假设：、模型假设：在在 等条件下，种群的数量每年以一定等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的的倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。倍。2、建立模型：、建立模型：t年后种群数量为：年后种群数量为：Nt 。 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有食物和空间条件充裕、
7、气候适宜、没有敌害敌害N0t3、模型中各参数的意义：、模型中各参数的意义：N0为该种群的起始数量，为该种群的起始数量，t为时间，为时间，Nt表表示示t年后该种群的数量，年后该种群的数量，表示该种群数量表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。是一年前种群数量的倍数。种群增长的种群增长的“J”型曲线：型曲线： 产生条件：产生条件： 理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；没有敌害等；增长特点：增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的长，第二年是第一年的倍倍量的计算：量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0 t
8、 （N0为起始数量，为起始数量， t为时间，为时间，Nt表示表示t年后该种群的年后该种群的数量数量） 21我国自我国自10001990年以来的人口统计数据如下表，请根据提供的数年以来的人口统计数据如下表，请根据提供的数据完成下面的练习：据完成下面的练习：（1）在右侧曲线图中表示出中国人口近）在右侧曲线图中表示出中国人口近1000年里的增长情况：年里的增长情况：22我国自我国自10001990年以来的人口统计数据如下表，请根据提供的数年以来的人口统计数据如下表，请根据提供的数据完成下面的练习：据完成下面的练习：（2）以上的人口增长曲线属于哪一种增长类型？）以上的人口增长曲线属于哪一种增长类型？（
9、3）按照曲线中的增长趋势发展下去，将出现什么状况？鉴于我）按照曲线中的增长趋势发展下去，将出现什么状况？鉴于我国人口的现状，应当采取什么政策？国人口的现状，应当采取什么政策？我国的人口增长属于我国的人口增长属于“J”型曲线。型曲线。由于一个国家或地区中的资源、空间是有限的，所以当人口数量超由于一个国家或地区中的资源、空间是有限的，所以当人口数量超过了过了“环境容纳量环境容纳量”后，会出现一系列的问题，如粮食、健康、就后，会出现一系列的问题，如粮食、健康、就业、教育等社会问题。控制人口的增长，关键是要控制人口的出生业、教育等社会问题。控制人口的增长，关键是要控制人口的出生率，因此，我国已经把计划
10、生育列为一项基本国策。率，因此，我国已经把计划生育列为一项基本国策。“J”型增长会一直持续下去吗？ 生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入培养液中放入5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，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。了如图所示的结果。大草履虫数量增长过程如何？其种群达到基本稳定的数量值称为什么？种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，这种增长曲线称为： “S”型曲线。其种群达到基本稳定的数量值称为：环境容纳量，又称“K”值。1、形成条件：、形成条件：自然界
11、的资源和空间是自然界的资源和空间是 的，当的，当种群密度增大时，种群密度增大时， 就就会加剧，以该种群为食的动物的数量会加剧，以该种群为食的动物的数量也会也会 ，这就会使种群的，这就会使种群的 降低，降低， 增高。增高。当当 增加到与增加到与 相相等时，种群的增长就会等时，种群的增长就会 ，有时会有时会 在一定的水平。在一定的水平。有限有限种内竞争种内竞争增加增加出生率出生率死亡率死亡率死亡率死亡率出生率出生率停止停止稳定稳定2、环境容纳量：、环境容纳量：又称又称K值，值， 。在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维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持的种群最大数
12、量提示：同一种群的提示：同一种群的K值不是固定不变值不是固定不变的，会受到环境因素的影响。的，会受到环境因素的影响。3、种群增长的增长率：、种群增长的增长率： 。增长率最高的点是增长率最高的点是 。种群增长的种群增长的“S”型曲线中每一点的切线的斜率型曲线中每一点的切线的斜率K/24、种群增长、种群增长“S”型曲线的应用：型曲线的应用：（1）有效地保护和利用野生动植物资源）有效地保护和利用野生动植物资源以及发挥人工养殖场的最大经济效益：以及发挥人工养殖场的最大经济效益：因因为种群的增长率在为种群的增长率在 时达到最大，所时达到最大，所以当种群的数量达到以当种群的数量达到 时，就应该有时，就应该
13、有计划地采伐或猎捕。这样，既可以获得最计划地采伐或猎捕。这样，既可以获得最大效益，又不会影响动植物资源的再生。大效益，又不会影响动植物资源的再生。（2）有效控制有害的动物：）有效控制有害的动物：降低降低 来控制。来控制。K/2K/2环境容纳量环境容纳量“S”型曲线型曲线“J”型曲线型曲线前提条件前提条件种群增长率种群增长率有无有无K值值增长率的变增长率的变化化 适用范围适用范围两种曲线的比较：两种曲线的比较：环境资源有限环境资源有限随种群密度上升而下降随种群密度上升而下降有有K值值环境资源无限环境资源无限保持稳定保持稳定无无K值值一般自然种群的增长一般自然种群的增长实验室内种群的增长和种群迁实
14、验室内种群的增长和种群迁入新的环境中最初一段时间内入新的环境中最初一段时间内的增长的增长变化变化不变不变提示：对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等提示：对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来的环境容纳量，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。释放它们的
15、天敌，等等。如图为某种群在不同生态系统中的增长曲如图为某种群在不同生态系统中的增长曲线，请仔细分析图中曲线后回答问题。线，请仔细分析图中曲线后回答问题。(1)(1)如果种群处于一个理想的环境中，没有资源和如果种群处于一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群数量增长的曲线是空间的限制，种群数量增长的曲线是 ？(2)(2)如果将种群置于有限的自然环境中，种群数量如果将种群置于有限的自然环境中，种群数量增长曲线是增长曲线是 ？(3)(3)阴影部分：阴影部分：ab（自然选择学说中）生存斗争中淘汰的个体数（自然选择学说中）生存斗争中淘汰的个体数A细菌的数量个种群在没有环境阻力的条件下呈现种群在没有环
16、境阻力的条件下呈现“J”型增长，实际上型增长，实际上是是“S”型增长的最初阶段，型增长的最初阶段，“J”型增长是一定时间内型增长是一定时间内的的增长方式，最终是以增长方式，最终是以”S”型增长结束，这是生态因素型增长结束，这是生态因素和物种本身相互影响的结果。和物种本身相互影响的结果。种群数量的波动和下降？种群数量达到种群数量达到K值时，都能在值时，都能在K值维持值维持稳定吗？稳定吗？大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。 影响种群数量的因素有气候、食物、天敌等。影响种群数量的因素有气候、食物、天敌等。D D巩固练巩固练习习巩固练巩固练习习B39例例3：右图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，右图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，请回答：请回答：（1）图中表示种群数量最大的点是）图中表示种群数量最大的点是 。（2）图中表示种群增长速率最快的点是）图中表示种群增长速率最快的点是 。（4）既要获得较多的捕获量，又要使该）既要获得较多的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物种群的数量保持在图动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物种群的数量保持在图中哪一点所代表的水平上？中哪一点所代表的水平上？ 。dbb