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1、关于种群数量的关于种群数量的关于种群数量的关于种群数量的变变化化化化ppt(2)ppt(2)第一页，讲稿共三十二页哦 在营养和生存空间在营养和生存空间没有限制的情况下，某没有限制的情况下，某种细菌每种细菌每20min20min就通过就通过分裂繁殖一代。分裂繁殖一代。2 2、7272小时后，由一小时后，由一个细菌分裂产生的细个细菌分裂产生的细菌数量是多少？菌数量是多少？1 1、n n代细菌数量的数代细菌数量的数学方程式？学方程式？N Nn n 2 2n nNNn n 2 2216216第二页，讲稿共三十二页哦计算一个细菌在不同时间产生后代的数量，并填入计算一个细菌在不同时间产生后代的数量，并填入
2、下表，然后画出细菌种群数量增长的曲线。下表，然后画出细菌种群数量增长的曲线。时间时间（minmin）2020 4040 6060 8080 100100 120120 140140 160160 180180细菌数量细菌数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 512512细菌数量细菌数量/个个时间时间/min/min20204040808010010014014016016018018060600 0曲线图与数学曲线图与数学方程式比较，方程式比较，有哪些优缺点有哪些优缺点？100100200200300300400400500500第三页，讲稿共三
3、十二页哦数学模型数学模型是用来描述一个系统或它的性质的是用来描述一个系统或它的性质的数学模式。数学模式。为了直观、简便地研究种群的数量为了直观、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。变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。构建数学模型的一般步骤：构建数学模型的一般步骤：对模型进行对模型进行检验或修正检验或修正建立数建立数学模型学模型提出合理提出合理的假设的假设观察对象，观察对象，提出问题提出问题数学方程式数学方程式坐标曲线图坐标曲线图：能：能准确准确的反应出种群数量的变化。的反应出种群数量的变化。：能：能直观直观的反应出种群数量增长趋势。的反应出种群数量增长趋势。第四
4、页，讲稿共三十二页哦种群数量以什么样的规律在种群数量以什么样的规律在增长？如：细菌每增长？如：细菌每20min20min分分裂一次。裂一次。在资源和空间无限的环境在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不会中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响。受种群密度增加的影响。列出表格，根据表格画曲列出表格，根据表格画曲线，推导公式。线，推导公式。N Nn n2 2n n观察、统计细菌的数量，对观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验自己所建立的模型进行检验或修正。或修正。通过进一步的实验或通过进一步的实验或观察等，对模型进行观察等，对模型进行检验或修正检验或修正根据实验数据，用适根据实验数
5、据，用适当的数学形式对事物当的数学形式对事物的性质进行表达的性质进行表达提出合理的假设提出合理的假设观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题建构细菌种群增长模型：建构细菌种群增长模型：第五页，讲稿共三十二页哦二、种群增长的二、种群增长的二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲线型曲线型曲线型曲线实例一：实例一：18591859年，一位英国人来到澳大利亚定居。年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了他带来了2424只只野兔。让他没有想到的是，一个世野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这纪之后，这2424只野兔的后代竟达到只野兔的后代竟达到6 6亿只以上亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧
6、草，啃啮树皮，漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。第六页，讲稿共三十二页哦实例二：实例二：在在2020世纪世纪3030年代时，人们将环颈雉引年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在入到美国的一个岛屿。在1937193719421942年期间，年期间，这个环颈雉种群数量的增长如下图所示。这个环颈雉种群数量的增长如下图所示。种群数量种群数量/个个3737383840404141424239390 050050010001000年份年份某
7、岛屿环颈雉种群数量的增长某岛屿环颈雉种群数量的增长15001500种群迁入一个新环境后，种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现常常在一定时期内出现“J J”型曲线型曲线。第七页，讲稿共三十二页哦实例三：实例三：世界人口的指数增长曲线世界人口的指数增长曲线第八页，讲稿共三十二页哦“J J”型增长曲线的含义：型增长曲线的含义：种群在理想条件下，即食物和空间充裕、气候种群在理想条件下，即食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌等，其增长率不随种群密度变化而适宜、没有天敌等，其增长率不随种群密度变化而变化，这类增长通常呈指数增长，如果以时间为横变化，这类增长通常呈指数增长，如果以时间为横坐标，种群数量为
8、纵坐标画出曲线来表示，曲线大坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈致呈“J J”型。型。种群数量种群数量/个个0 0时间时间/min/min第九页，讲稿共三十二页哦1 1、模型假设：模型假设：理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间不不限限，气气候适宜，没有天敌等。候适宜，没有天敌等。2 2、增长特点：增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第二年是第一年的倍。倍。“J J”型增长曲线的数学模型：型增长曲线的数学模型：种群数量持续增长种群数量持续增长增长率保持不变：（增长率保持不变：（1 1）增长速率越来越快：增长速率越来越快：NN0
9、0 t t（1 1）第十页，讲稿共三十二页哦3 3、建立模型：建立模型：NN0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，NNt t表示表示t t年后该年后该种群的数量，种群的数量，表示该种群数量是一年前种表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。群数量的倍数。4 4、模型中各参数的意义：模型中各参数的意义：实验室条件下实验室条件下外来种群入侵迁入新环境外来种群入侵迁入新环境NN1 1=N=N0 0 一年后种群的数量为：一年后种群的数量为：5 5、适用情形：适用情形：NN2 2=N=N1 1=N=N0 02 2 两年后种群的数量为：两年后种群的数量为：NNt t=N=N0 0 t t t t
10、年后种群的数量为：年后种群的数量为：第十一页，讲稿共三十二页哦6 6、决定决定“J J”型曲线的两个因素：型曲线的两个因素：NN0 0（起始数量）（起始数量）（根据（根据值可以判断种群数量）值可以判断种群数量）NNt t=N=N0 0 t t （值取决于每年的自然出生率与死亡率值取决于每年的自然出生率与死亡率）当当1 1时，种群呈时，种群呈“J J”型增长；（型增长；（增长型增长型）当当1 1时，种群数量稳定；（时，种群数量稳定；（稳定型稳定型）当当0 01 1时，种群数量下降；（时，种群数量下降；（衰退型衰退型）当当0 0时，种群无繁殖现象，且下一代灭亡。时，种群无繁殖现象，且下一代灭亡。第
11、十二页，讲稿共三十二页哦细菌数量细菌数量/个个时间时间/min/min20204040808010010014014016016018018060600 0100100200200300300400400500500时间时间（minmin）2020 4040 6060 8080 100100 120120 140140 160160180180细菌数量细菌数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 512512NNt t NN0 0 t t 种群数量持续增长种群数量持续增长种群密度：种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群在单位面积或单位体积
12、中的个体数。第十三页，讲稿共三十二页哦种群增长速率种群增长速率时间时间/min/min0 0时间时间（minmin）2020 4040 6060 8080 100100 120120 140140 160160180180细菌数量细菌数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 512512增长速率增长速率v v（个（个/20min/20min）增长速度越来越快增长速度越来越快现有个体数现有个体数原有个体数原有个体数增长时间增长时间增长速率增长速率2 24 48 8161632326464128128256256种群增长速率：种群增长速率：指种群在单位时
13、间内变化的量。指种群在单位时间内变化的量。第十四页，讲稿共三十二页哦时间时间（minmin）2020 4040 6060 8080 100100 120120 140140 160160180180细菌数量细菌数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 512512增长率增长率r r（个（个/20min/20min 个）个）增长率保持不变增长率保持不变种群增长率种群增长率时间时间/min/min0 0现有个体数现有个体数原有个体数原有个体数原有个体数原有个体数增长率增长率出生率出生率死亡率死亡率1 11 11 11 11 11 11 11 11 1种群
14、增长率：种群增长率：指单位时间内种群数指单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比例。量增加的量占初始数量的比例。第十五页，讲稿共三十二页哦三、种群增长的三、种群增长的三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线型曲线型曲线资源和空间资源和空间有限有限，若种群密度，若种群密度上升上升种内斗争种内斗争加剧加剧，捕食者，捕食者增加增加出生率出生率降低降低，死亡率，死亡率增加增加种群增长率种群增长率下降下降种群保持种群保持稳定稳定（条条件件有有限限的的情情况况下下）种种群群在在一一个个现现实实的的环环境境中中时时:环境阻力环境阻力第十六页，讲稿共三十二页哦高斯实验：高斯实验：生态学家高斯曾经做过
15、这样一个实验：生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在在0.5 mL0.5 mL培养液中放入培养液中放入5 5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24 h24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出下图所示的结果。从图中可以看出，大草履出下图所示的结果。从图中可以看出，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快。第五天虫的数量在第二天和第三天增长较快。第五天以后基本维持在以后基本维持在375375个左右。个左右。种群数量种群数量/个个2 24 45 56 63 30 0100100200200时间时间/天天大肠杆菌种群的增长曲线大肠杆菌种群的增长曲线3
16、00300 1 1400400K=375K=375种群经过一定时间种群经过一定时间的增长后，数量趋的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，于稳定的增长曲线，称为称为“S S”型曲线型曲线。第十七页，讲稿共三十二页哦K K值：值：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中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称为所能维持的种群最大数量称为环境容纳量环境容纳量。种群数量种群数量/个个2 24 45 56 63 30 0100100200200时间时间/天天大肠杆菌种群的增长曲线大肠杆菌种群的增长曲线300300 1 1400400K=375K=375种群经过一定时种群经过一定时间的增长
17、后，数间的增长后，数量趋于稳定的增量趋于稳定的增长曲线，称为长曲线，称为“S S”型曲线型曲线。出生率出生率=死亡率死亡率种群数量相对稳定种群数量相对稳定种群增长率为零种群增长率为零K K值特点值特点达到最大值后，达到最大值后，保持相对稳定保持相对稳定第十八页，讲稿共三十二页哦0 0时间时间/天天K/2K/2转折期转折期，增长速率最快，增长速率最快调整期调整期，个体数量较少，增长缓慢，个体数量较少，增长缓慢减速期减速期，增长速率缓慢，增长速率缓慢稳定期稳定期，增长速率为零，增长速率为零K K值值（环境容纳量环境容纳量）种种群群数数量量/个个“S S”型种群型种群增长速率增长速率的变化特点：的变
18、化特点：加速期加速期，个体数量增加，增长加速，个体数量增加，增长加速（消灭害虫的最佳时机消灭害虫的最佳时机）第十九页，讲稿共三十二页哦种群数量种群数量0 0时间时间种群增长速率种群增长速率0 0时间时间a ak/2k/2b bc cb ba ac ck kk/2k/2k k可持续发展可持续发展种群再生能力最强种群再生能力最强种群增长速率最大种群增长速率最大K/2K/2值特点值特点第二十页，讲稿共三十二页哦A AB B时间时间种种群群数数量量图中阴影部分表示环境阻力，也就是通图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过生存斗争过生存斗争被淘汰的个体被淘汰的个体数量。数量。K K值值种群增长曲线的比较：种
19、群增长曲线的比较：食物不足食物不足空间有限空间有限种内斗争种内斗争种间竞争种间竞争天敌捕食天敌捕食气候不适气候不适寄生虫寄生虫传染病等传染病等种群密度越大环种群密度越大环境阻力越大境阻力越大环境阻力环境阻力0 0第二十一页，讲稿共三十二页哦（1 1）同一种群的同一种群的K K值是否固定不变？值是否固定不变？环境条件改变，环境条件改变，K K值也随之发生改变，即改值也随之发生改变，即改善环境条件可使善环境条件可使K K值增大；如环境条件受到值增大；如环境条件受到破坏，则破坏，则K K值将会减小。不同物种在同一环境值将会减小。不同物种在同一环境中中K K值不同。值不同。（2 2）对保护大熊猫应采取
20、什么措施才会事对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍？半功倍？（野生生物资源如何保护？野生生物资源如何保护？）建立自然保护区，改善大熊猫栖息环境，建立自然保护区，改善大熊猫栖息环境，减少环境阻力，提高减少环境阻力，提高K K值。值。“S S”型曲线在生产实践中的应用：型曲线在生产实践中的应用：第二十二页，讲稿共三十二页哦（3 3）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？么措施？（有害生物如何防治？有害生物如何防治？）增大环境阻力，降低环境容纳量（如封储粮食，增大环境阻力，降低环境容纳量（如封储粮食，清除生活垃圾，养殖它们天敌）；严防达到清除生活垃圾，养殖它们
21、天敌）；严防达到K/2K/2，甚至在，甚至在K/2K/2以前就应采取相应措施。以前就应采取相应措施。（4 4）为保护鱼类资源不受破坏，并持续获得最大捕为保护鱼类资源不受破坏，并持续获得最大捕鱼量，被捕鱼群种群数量保持在什么水平？鱼量，被捕鱼群种群数量保持在什么水平？（如何如何开发与利用资源？开发与利用资源？）种群数量达到种群数量达到K/2K/2时，种群增长速率最大，再时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞时，捕生能力最强；对养殖的生物进行捕捞时，捕捞后的种群数量要维持在捞后的种群数量要维持在K/2K/2处，以保证持续处，以保证持续获取高产量。获取高产量。第二十三页，讲稿共三十
22、二页哦四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动2 2、特点：特点：大多数种群的数量总是在波动之大多数种群的数量总是在波动之中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。灭亡。1 1、种群数量变化的类型：种群数量变化的类型：增长，稳定，增长，稳定，波动、下降等。波动、下降等。第二十四页，讲稿共三十二页哦3 3、影响种群数量变化的因素：影响种群数量变化的因素：内部因素：内部因素：出生率和死亡率、迁入率和出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等。迁出率、
23、年龄组成和性别比例等。外界因素：外界因素：种间因素和其他非生物因素，种间因素和其他非生物因素，如食物、天敌、气候、传染病等。如食物、天敌、气候、传染病等。人为因素：人为因素：对野生生物的乱捕滥猎、对种对野生生物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。群数量的人工控制等。4 4、研究种群数量变化的意义：研究种群数量变化的意义：野生动物资源的保护和利用。野生动物资源的保护和利用。有害动物的防治。有害动物的防治。濒危动物种群的拯救和恢复。濒危动物种群的拯救和恢复。第二十五页，讲稿共三十二页哦 1 1、建构种群增长模型的方法、建构种群增长模型的方法；2 2、种群增长的、种群增长的“J J”型曲线型曲线；3
24、 3、种群增长的、种群增长的“S S”型曲线；型曲线；4 4、种群数量的波动和下降。、种群数量的波动和下降。总总 结结第二十六页，讲稿共三十二页哦课下作业课下作业课下作业课下作业1 1、总结本节课的主要内容；、总结本节课的主要内容；2 2、完成、完成P P69696969的课后练习题；的课后练习题；3 3、完成本节课的导学案和课时作业；、完成本节课的导学案和课时作业；4 4、预习第四章第三节、预习第四章第三节群落的结构群落的结构。第二十七页，讲稿共三十二页哦本章总概念图本章总概念图本章总概念图本章总概念图第二十八页，讲稿共三十二页哦本节概念图本节概念图本节概念图本节概念图第二十九页，讲稿共三十
25、二页哦本节概念图本节概念图本节概念图本节概念图第三十页，讲稿共三十二页哦重要提示：重要提示：在在“J J”型曲线中增长率是不变的。型曲线中增长率是不变的。增长增长率率=（第二代个体数（第二代个体数-第一代个体数）第一代个体数）/第一代第一代个体数，个体数，增长速率增长速率=增加的个体数增加的个体数/单位时间，单位时间，显然显然“J J”型曲线的增长速率是不断增大的，型曲线的增长速率是不断增大的，而在而在“S S”型曲线中的增长率随着种群密度型曲线中的增长率随着种群密度的增大不断减小。种群增长速率由小变大，的增大不断减小。种群增长速率由小变大，到曲线中点（到曲线中点（K/2K/2）最大，以后又逐渐缩小。）最大，以后又逐渐缩小。所以种群数量处在所以种群数量处在K/2K/2时种群适合捕时种群适合捕获，而对种群数量变化影响很小。获，而对种群数量变化影响很小。第三十一页，讲稿共三十二页哦感感谢谢大大家家观观看看第三十二页，讲稿共三十二页哦