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1、关于种群数量的变化第一页，本课件共有35页学习目标学习目标知识目标：知识目标：1 1、概述建构种群增长模型的方法；概述建构种群增长模型的方法；2 2、举例说明种群增长的举例说明种群增长的”J”J”型曲线型曲线,分析其分析其产生的条件、特点和量的计算等；产生的条件、特点和量的计算等；3 3、举例说明种群增长的举例说明种群增长的“S S”型曲线，并与型曲线，并与“J J”型曲线作比较；型曲线作比较；第二页，本课件共有35页学习目标学习目标能力目标：能力目标：1 1、能解释能解释“J J”型增长和型增长和“S S”型增长的数学建型增长的数学建模与种群数量变化的关系；模与种群数量变化的关系；2 2、用
2、数学解释种群数量变化的波动原因，指出用数学解释种群数量变化的波动原因，指出能调节种群数量变动的因素；能调节种群数量变动的因素；情感、态度和价值观目标：情感、态度和价值观目标：1 1、阐明研究种群数量变动的意义，关注人类活阐明研究种群数量变动的意义，关注人类活动对种群数量变化的影响；动对种群数量变化的影响；第三页，本课件共有35页问题导入问题导入 在营养和生存空间没有限制的情况下，某在营养和生存空间没有限制的情况下，某1 1个细菌每个细菌每2020分钟分裂繁殖一代。细菌的数量会一直按照这个方式分钟分裂繁殖一代。细菌的数量会一直按照这个方式增长吗？增长吗？第四页，本课件共有35页观察研究对象，提出
3、问题观察研究对象，提出问题提出合理的假设提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表学形式对事物的性质进行表达达细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细菌种群的增长不受资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响种群密度增加的影响N Nn nn n观察、统计细菌数量，对自己所建立的观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正模型进行检验或修正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
4、数学形式建立数学模型一般包括以下步骤：建立数学模型一般包括以下步骤：第五页，本课件共有35页时间（时间（min）细胞数细胞数020406080100202122232425分裂分裂细菌繁殖产生的后代数量第六页，本课件共有35页72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？是多少？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？个公式增长吗？如何验证你的观点？解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216 细菌数量不会永
5、远按这个公式细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。增长。可以用实验计数法来验证。第七页，本课件共有35页将数学公式（将数学公式（N Nn n2 2n n）变为曲线图）变为曲线图时间时间分钟分钟20 40 60 80 100 120 140 160 180细菌细菌数量数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512第八页，本课件共有35页如果以时间为横如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，坐标画出曲线来表示，曲线大致呈曲线大致呈“”型型一、种群增长的一、种群增长的“J”型曲线型曲线曲线图与数学方程式比较，优缺点？曲线图与数学方程式比较，
6、优缺点？直观，但不够精确。直观，但不够精确。第九页，本课件共有35页1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔近100年后实例1：澳大利亚野兔自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，第十页，本课件共有35页实例2：凤眼莲第十一页，本课件共有35页某海岛上环颈雉某海岛上环颈雉种群数量的变化种群数量的变化第十二页，本课件共有35页“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、产生条件：、产生条件：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，没有敌害等；候适宜，没有敌害等；2 2、种群、种群“J”J”型增长的数学模型
7、公式：型增长的数学模型公式：N N0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后该种群的数年后该种群的数量，量，为年均增长率为年均增长率，即第二年是第一年的，即第二年是第一年的倍。倍。Nt=N0 t 第十三页，本课件共有35页3、时期：、时期：2、特点：、特点：新物种迁入的开始阶段新物种迁入的开始阶段实验条件下实验条件下种群数量连续增长，种群数量连续增长，增长率保持不变增长率保持不变。“J”型曲线发生的条件、特点和时期？型曲线发生的条件、特点和时期？第十四页，本课件共有35页存在环境阻力存在环境阻力自自然然条条件件（现现实实状状态态）食食物物等等资资源源和和
8、空空间间总总是是有有限限的的，种种内内竞竞争争不不断断加加剧剧，捕捕食食者者数数量量不不断断增增加加。导导致致该该种种群群的的出出生生率率降降低低，死死亡亡率率增高增高 当出生率与出生率相等时，种群的增长就会当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平停止，有时会稳定在一定的水平“J”J”型增长能一直持续下去吗？型增长能一直持续下去吗？第十五页，本课件共有35页 例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验种群经过一定种群经过一定时间的增长后，时间的增长后，数量趋于稳定的数量趋于稳定的增长增长曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线P67二、种群增长的二
9、、种群增长的“S”型曲线型曲线第十六页，本课件共有35页种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后，值）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。A K K值：在环境条值：在环境条件不受破坏的情件不受破坏的情况下，一定空间况下，一定空间中所能维持的种中所能维持的种群最大数量称为群最大数量称为环境容纳量。环境容纳量。第十七页，本课件共有35页A种群数量达到种群数量达到K值时，值时，种群种群增长停止增长停止种群数量在种群数量在 K/2值时，值时，种群种群增长最快增长最快种群数量种群数量 小于小于K/2值时值时种群种群增长逐渐加快
10、增长逐渐加快种群数量种群数量 大于大于K/2值时值时种群种群增长逐渐减慢增长逐渐减慢 第十八页，本课件共有35页产生条件：产生条件：存在环境阻力：存在环境阻力：自自然然条条件件（现现实实状状态态）食食物物等等资资源源和和空空间间总总是是有有限限的的，种种内内竞竞争争不不断断加加剧剧，捕捕食食者者数数量量不不断断增增加加。导导致致该该种种群的出生率降低，死亡率增高群的出生率降低，死亡率增高当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平有时会稳定在一定的水平种群增长的种群增长的“”型曲线型曲线增长特点：增长特点：种群数量达到环境所允许
11、的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后，将停止增值）后，将停止增长并在长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。第十九页，本课件共有35页20种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系图乙的图乙的fgfg段相当于图甲的段相当于图甲的acac段段图乙的图乙的g g点相当于图甲的点相当于图甲的c c点点图乙的图乙的ghgh段相当于图甲的段相当于图甲的cdcd段段图乙的图乙的h h点相当于图甲的点相当于图甲的dede段段K/2abcdghfe甲甲乙乙0K/2时逐渐增大时逐渐增大K/2 K时逐渐减小时逐渐减小在在 K/2时达到最大时达到最
12、大在在K时增长速率为时增长速率为0增长速率变化：增长速率变化：种群数量变化：种群数量变化：在在K值时达到最大值时达到最大t0t1t2第二十页，本课件共有35页比较种群增长两种曲线的联系与区别比较种群增长两种曲线的联系与区别第二十一页，本课件共有35页（种群数量）（种群数量）D:出生率死亡率，即出生率死亡率，即种群数量处于种群数量处于K值。值。B:出生率与死亡率之差出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于最大，即种群数量处于K/2值。值。第二十二页，本课件共有35页K值是环境最大值是环境最大容纳量。容纳量。环境阻环境阻力代表自然选择力代表自然选择的作用。的作用。农、林、农、林、牧业生产就是在牧业生
13、产就是在这个范围内谋求这个范围内谋求产量的提高产量的提高,其潜其潜力有一定限制。力有一定限制。第二十三页，本课件共有35页24用达尔文的观点分析用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线曲线时间时间种种群群数数量量J J型曲型曲线线S S型曲型曲线线K K值值1 1、“J J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过过度繁殖度繁殖的特性。的特性。2 2、图中阴影部分表示：、图中阴影部分表示：环境阻力，环境阻力，种群密度越大种群密度越大 环环境阻力越大境阻力越大3 3、用达尔文的观点分析指：通过、用达尔文的观点分析指：通过生存斗争生存斗争被被淘汰淘汰的的个体数量，也即
14、代表自然选择的作用。个体数量，也即代表自然选择的作用。“J J”型曲线表明生型曲线表明生物具有什么特性？物具有什么特性？图中图中阴影部分阴影部分表示表示什么？什么？第二十四页，本课件共有35页比较种群增长两种曲线的联系与区别比较种群增长两种曲线的联系与区别J J型曲线型曲线S S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 K值值曲线曲线环境资源无限环境资源无限环境资源有限环境资源有限保持稳定保持稳定先升后降先升后降无，持续保持增长无，持续保持增长有有K K值值环境阻力环境阻力环境阻力环境阻力K K值：值：环境容纳量环境容纳量食物不足食物不足空间有限空间有限种内斗争种内斗争天敌捕
15、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第二十五页，本课件共有35页K/2的的应应用用资资源开源开发发与利用与利用：种群数量达：种群数量达环环境容境容纳纳量的一半量的一半时时种群增种群增长长速率最大速率最大，再生能力最，再生能力最强强把握把握K/2值处值处黄金黄金开开发发点，点，维维持被开持被开发资发资源的种群数量在源的种群数量在K/2值处值处，可，可实实现现“既有既有较较大收大收获获量，又可保持种群高速增量，又可保持种群高速增长长”，从而不影响，从而不影响种群再生，符合可持种群再生，符合可持续发续发展的原展的原则则。为了保护鱼类资源不受破坏，并能为了保护鱼类资源不受破坏，并能持
16、续地持续地获得最大捕获得最大捕鱼量，根据种群增长的鱼量，根据种群增长的S S型曲线，型曲线，应使被捕鱼群的种群应使被捕鱼群的种群数量保持在数量保持在K K2 2水平。这是因为在这个水平上水平。这是因为在这个水平上种群增长量种群增长量最大最大 。第二十六页，本课件共有35页有害生物防治：有害生物防治：务务必及必及时时控制种控制种群数量，群数量，严严防达防达K/2值处值处(若达若达K/2值处值处，可可导导致致该该有害生物成灾，如蝗虫的防有害生物成灾，如蝗虫的防控控)第二十七页，本课件共有35页怎样做才是保护大熊猫的根本措施？怎样做才是保护大熊猫的根本措施？建立自然建立自然保护区，改善保护区，改善大
17、熊猫的栖息大熊猫的栖息环境，环境，提高环提高环境容纳量境容纳量。第二十八页，本课件共有35页提示：提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低降低有害动物种群的有害动物种群的环境容纳量环境容纳量，如将食物储藏在，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。释放它们的天敌等。怎样做才是最有效的灭鼠措施？怎样做才是最有效的灭鼠措施？第二十九页，本课件共有35页 大多数种群的数量总是在波动之中的，在大
18、多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。三、种群数量的波动和下降三、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同一种群的同一种群的K K值不是固定不变的，会受到值不是固定不变的，会受到环境的影响环境的影响第三十页，本课件共有35页 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和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迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。因素，都会引起种群数量的变化。环境因素环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群的出
19、生率、死亡率、迁出和迁入种群数量的变化种群数量的变化气候、食物、天敌、传染病等气候、食物、天敌、传染病等增或减增或减增长、波动、稳定、下降等增长、波动、稳定、下降等影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素第三十一页，本课件共有35页（1 1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、）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。适时捕捞、采伐等提供理论指导。（3 3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。预测及防治提供科学依据。四、
20、研究种群数量变化有何意义四、研究种群数量变化有何意义（4 4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。第三十二页，本课件共有35页云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾第三十三页，本课件共有35页实验原理实验原理(1)(1)用用液液体体培培养养基基培培养养酵酵母母菌菌，种种群群的的增增长长受受培培养养液液的的成成分分、空空间间、pHpH、温温度度等等因因素素的的影响。影响。(2)(2)在在理理想想的的无无限限环环境境中中，酵酵母母菌菌种种群群的的增增长长呈呈“J J”型型曲曲线线；在在有有限限的的环环境境下下，酵酵母母菌菌种群的增长呈种群的增长呈“S S”型曲线。型曲线。探究探究“培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化”第三十四页，本课件共有35页2023/3/1感感谢谢大大家家观观看看第三十五页，本课件共有35页