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1、第二节种群数量的变化,问题探讨,假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,问题探讨,能否将数学公式（N=2n)变为曲线图？,2 4 8 16 32 64 128 256 512,曲线图与数学方程式比较，优缺点？,直观， 但不够精确。,讨论：还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示？,500,为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。,一、建构种群增长模型的方法,在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论： n代细菌数量的计算公式？ 72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ 在一个培养基中，细菌
2、的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？,Nnn,解：n 60min x72h20min216 Nnn 2216,观察研究对象，提出问题,细胞每20min分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,数学模型,用来描述一个系统或它的性质的数学形式建立数学模型一般包括以下步骤：,类型：,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,坐标式（曲线图、柱状图）,3. 类型：,坐标式（曲线图、柱状图）,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,方程式精确,曲线图直观,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
3、此类型吗？,二、种群增长的“J”型曲线,实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。,凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。,实例3:20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,“J
4、”型增长的数学模型,1、模型假设：,理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）,2、种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有敌害,资源无限 指数生长,理想条件下的种群增长模型,种群增长的型曲线,思考,理想化的情况在自然界中并不存在。 那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,环境阻力,思考,在自然界中，种群增长的“J”型曲线应该
5、从哪些方面进行修正呢？,大草履虫数量增长过程如何？,高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：,高斯对大草履虫种群研究的实验,三、“s”型曲线的数学模型,（1）问题探讨：,“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。,该实验中在第 天时增长率最快。,环境容纳量（又称 ）：在环境条件 的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。,趋于稳定,2、3,K值,不受到破坏,k/2,例( 05全国卷I） 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持 续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使 被捕鱼群的种群数量
6、保持在 K/2水平。这是因为在这个 水平上 A. 种群数量相对稳定 B. 种群增长量最大 C. 种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大,K,时间,K/2,种群数量,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,时间/天,酵母数,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,K值:环境容纳量,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。,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
7、引起种群数量的变化。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,东亚飞蝗种群数量的波动,大多数种群的数量总是在波动之中的,四、种群数量的波动和下降,（2）有利于野生生物资源的合理利用及保护。,（4）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。,（1）为害虫的预测及防治提供科学依据。,五、研究种群数量变化有何实践意义？,与社会的联系,（3）拯救和恢复濒危动物种群,云豹的保护,苍鹭的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,本课小结,第四章 第二节 种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法-数学模型 建立数学模型的一般步骤
8、,二、种群增长的“J”型曲线 1、“J”型曲线形成的条件 2、“J”型增长的数学模型 三、种群增长的“S”型曲线 1、“S”型曲线形成的条件 2、K值 3、“J”型曲线与“S”型曲线的比较,四、种群数量的波动和下降 人口增长、人类活动对自然界种群数量变化的影响 研究种群数量变化的意义,讨论如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空 间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文 进化的观点分析，这是由于生物具有_ 的 特征. 如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量 增长曲线是 ，用达尔文进化观点分析，图中阴影 部分表示 。 影响种群密度的 因素有 。,时间,种群数量,A,B,A,过度繁殖,B,
9、通过生存斗争被淘汰的个体数量,出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比例、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等,图414是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答： (1)图中表示种群数量最大的点是_。 (2)图中表示种群增长速度最快的点是_。 (3)该种群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。 (4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上? _。,d,2,4,b,b,A,1、在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊， 8年后发展到500只左右，这个羊群数量会 ( ) A、维持在一个水平上 B、不断下降 C、缓慢上升 D、迅速上升,2、下列因素能引起种群密度增大的有 ( )。 A、种群中幼年个体增多. B、种群性别比例改变. C、环境中温度条件适宜. D、种群中幼年个体减少. E、环境中天敌增多. F、寄生生物减少.,F,巩固联系,