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1、本节聚焦本节聚焦一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型二、种群增长的二、种群增长的“J”J”型曲线型曲线三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线四、种群数量的波动四、种群数量的波动五、研究种群数量变化的意义五、研究种群数量变化的意义一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型探究活动探究活动 在营养和生存空间在营养和生存空间没有限制的情况下没有限制的情况下，某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。一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型时间时间（min)min)2020404060608080100100120120140140160160180
2、180分裂次数分裂次数数量数量（个）（个）2 24 48 8161632326464128128 256256 5125121 12 23 34 45 56 67 78 89 91 1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为minmin）产产生后代的数量。生后代的数量。2 2n n代细菌数量代细菌数量NnNnNnNn的计算公式是：的计算公式是：NnNn3 33636小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？11n n解：解：n n 36hx 36hx min min minmin108108NnNn11n
3、 n n n 108108108108一、建构种群增长模型一、建构种群增长模型4 4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细、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。菌的数量增长曲线。“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 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，空空间间无无限限，气气候候适适宜宜，没有敌害等；没有敌害等；（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，表示该种群数量是前一时刻种群数量的倍数）表示该种群数量是前一时刻种群数量的倍数）2 2、种群、种群 “J J”
4、型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种群的数量以一定的倍数种群的数量以一定的倍数()增长增长例例1 1：18591859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了带来了2424只野兔。让他没有想到的是，一个世纪只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这之后，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。漫山亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被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。破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。毒才
5、使野兔的数量得到控制。1859年，年，24只只野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100100年后年后例例2 2：凤眼莲（又名水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植物零：凤眼莲（又名水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植物零散分布，散分布，18441844年在美国的博览会上曾被喻为年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界的淡紫色美化世界的淡紫色花冠花冠”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培。19011901年引入年引入中国，中国，3030年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植
6、，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌竞争对手和天敌 ，在我国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这，在我国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲种凤眼莲184184万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一，万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一，现已在亚、非、欧、北美洲等数十个国家造成危害。现已在亚、非、欧、北美洲等数十个国家造成危害。例例3 3：在：在2020世纪世纪3030年代时，人们将环颈雉引入年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在到美国的一个岛屿，在1937193719421942年期间
7、，年期间，这个环颈雉种群的增长曲线如下图。这个环颈雉种群的增长曲线如下图。二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线“J”增长的数学模型增长的数学模型n问题：问题：“J”型增长能一直持续下去吗？型增长能一直持续下去吗？存在环境阻力存在环境阻力自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就会加剧；捕食者增加会加剧；捕食者增加等等。当种群数量增加到一定程度时，种群数量就会当种群数量增加到一定程度时，种群数量就会稳定在一定的水平。稳定在一定的水平。高斯（高斯（Gause，1934）把）把5个大草履虫置于个大草履虫置于0.5mL的的培养液中，每隔培养液中，每隔24
8、小时统计一次数据，经过反复实小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：验，结果如下：高斯对大草履虫种群研究的实验高斯对大草履虫种群研究的实验产生条件：产生条件：存在环境阻力：存在环境阻力：自然界的资源和空间总是有限的自然界的资源和空间总是有限的种群密度越大，环境阻力越大种群密度越大，环境阻力越大三、种群增长的三、种群增长的“”型曲型曲线线增长特点：增长特点：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）值）后，将停止增长并在后，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。种群增长率不断降低种群增长率不断降低种群数量种群数量K/2 K/2 K K值时，
9、值时，三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线种群数量达到种群数量达到K K值时，值时，种群增长率为零种群增长率为零,但种但种群数量达到最大，群数量达到最大，此时种内斗争最剧烈。此时种内斗争最剧烈。种群数量在种群数量在 K/2K/2值时，值时，种群增长率最大种群增长率最大种群数量由种群数量由0 0K/2K/2值时，值时，种群增长率逐渐增大种群增长率逐渐增大K/2增长率最快增长率最快增长率最快增长率最快K K值：值：环境容纳量环境容纳量个体数量增加，增长加速个体数量增加，增长加速个体数量较少，增长缓慢个体数量较少，增长缓慢增长变慢增长变慢增长率为零增长率为零增长率为零增长率为零（种群数
10、量）（种群数量）种种群群数数量量“S”型型增增长长曲曲线线时间时间K/2K种种群群数数量量增增长长率率D点点: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点点:出生率与出生率与死亡率之死亡率之差最大差最大，即种群数量处于，即种群数量处于K/2值。值。种群增长曲线在生产生活中的应用种群增长曲线在生产生活中的应用 同一种群的同一种群的K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？不是。不是。环境条件改变，环境条件改变，K值值会会随之发生随之发生变化。变化。改善环境条件可使改善环境条件可使K值增大，值增大，若若环境条件受环境条件受到破坏，则到破坏，则K值会减小值会减小。1、K值的应用
11、：值的应用：有害动物的防治，应降低其环境容纳量有害动物的防治，应降低其环境容纳量（K值）值）受保护动物的拯救和恢复，应通过改善受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高其栖息环境，提高K值值2 2、K/2K/2的应用：的应用：资资源源开开发发与与利利用用：种种群群数数量量达达环环境境容容纳纳量量的的一一半半时时种种群群增增长长率率最最大大，再再生生能能力力最最强强把把握握K/2K/2值值处处黄黄金金开开发发点点，维维持持被被开开发发资资源源的的种种群群数数量量在在K/2K/2值值处处，可可实实现现“既既有有较较大大收收获获量量又又可可保保持持种种群群高高速速增增长长”，从从而而不不影影
12、响响种种群群再再生生，符符合合可可持持续续发发展展的的原原则则。所所以以，生生产产上上的的捕捕获获期期应应确确定定在在种种群群数数量量为为K/2K/2时最好。时最好。有有害害生生物物防防治治：务务必必及及时时控控制制种种群群数数量量，严严防防达达K/2K/2值值处处(若达若达K/2K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控)。K/2 讨论：讨论：从环境容纳量（从环境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：1 1、对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？、对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？2 2、对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么、对家鼠等有
13、害动物的控制，应当采取什么 措施？措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，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；养殖或释放它们的天敌等。巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线总结：种群增长曲线的比较总结：种群增长曲线的比较J J型曲线型曲线S S型曲线
14、型曲线条件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上升后下降先上升后下降无，无，持续保持增长持续保持增长有有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四、种群数量的波动四、种群数量的波动 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出等决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因出等决定的，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。素，都
15、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、被捕食、传染病等气候、食物、被捕食、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 大多数种群的数量总是在波动之中的。大多数种群的数量总是在波动之中的。若在不利条件下，会急剧下降，甚至消亡。若在不利条件下，会急剧下降，甚至消亡。四、种群数量的波动四、种群数量的波动五、研究种群数量变化的意义五、研究种群数量变化的意义1 1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导、为野生生物资源的合理利用
16、及保护提供理论指导 。2 2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时、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。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，为有害生物的预测、通过研究种群数量变动规律，为有害生物的预测及防治提供科学依据。及防治提供科学依据。4 4、为引进外来物种提供理性的思考。、为引进外来物种提供理性的思考。随堂练习：随堂练习：1 1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是下增长的是B2.（2002高考）在一个玻璃容器高考）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生内，装入一定量的符合小球藻
17、生活的管养液，接种少量的小球藻，活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的群数量增长率随时间变化趋势的曲线是曲线是D3 3（20072007理综）下列有关种群增长的理综）下列有关种群增长的S S型曲线型曲线的叙述，错误的是的叙述，错误的是A A通常自然界中的种群增长曲线最终呈通常自然界中的种群增长曲线最终呈S S型型 B B达到达到K K值时种群增长率为零值时种群增长率为零C C种群增长受自身密度的影响种群增
18、长受自身密度的影响 D D种群的增长速度逐步降低种群的增长速度逐步降低D 4 4、(2005(2005全国卷）为了保护鱼类资源不受全国卷）为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的种群增长的S S型曲线，应使被捕鱼群的种群型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在数量保持在 K/2K/2水平。这是因为在这个水水平。这是因为在这个水平上平上 A.A.种群数量相对稳定种群数量相对稳定 B.B.种群增长率最大种群增长率最大 C.C.种群数量最大种群数量最大 D.D.环境条件所允许的种群数量最大环境条件所允许的种群数量最大BB5 5、下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生、下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加制使种内斗争增加A ACDCD段（增长速度慢）段（增长速度慢）B BDEDE段（速度加快）段（速度加快）C CEFEF段（变化速率加快）段（变化速率加快）D DFGFG段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢）D