种群数量的变动中图版

《种群数量的变动中图版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《种群数量的变动中图版（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、本节聚焦一、建构种群增长模型的方法 二、种群增长的“J”型曲线 三、种群增长的“S”型曲线 四、种群数量的波动和下降 五、研究种群数量变化的意义1问题的提出中国水利网：宁 波、昆明、武汉等地 ，人躺在铺满凤眼莲 的湖面上，可以不沉 ；上海去年3万吨的凤 眼莲打捞量，今年已 翻了3倍有余，上升至 10万吨；凤眼莲所带 来的水体富营养化， 让越来越多的水中生 物痛失“家园”。 2问题的提出国家地理：在几百年前， 金丝猴在许多地区广泛分布 ，人口的增加和山林的破坏 使金丝猴的分布区越来越小 。现在，黔金丝猴的数量只 有500600只，处于濒危 状态，只在贵州省的梵净山 区生存。滇金丝猴生活在云 南西

2、北部、西藏东南端及四 川西部长江上端金沙江上游 的高山中，数量不到2000只 ，也处境濒危。3 假设你的家长承包了一个水库养鱼虾，如果一次 投放的幼苗过多或延迟捕捞，由于环境的负载能 力限制，都不能达到效益的最优化；相反，如果 大量捕捞，使鱼虾数量大大减少，其种群往往要 经过相当长的延滞期才能进入指数增长期，对生 产极为不利。那什么时候是捕捞的最佳数量期？ 问题：如何合理利用和保护生物资源？ 问题：种群的数量变化有怎样的规律？问题的提出4预习提纲1.怎样构建种群数量增长的模型？2.种群数量是怎样变化的？3.什么是环境容纳量？4.影响种群数量变化的因素有哪些？5数学模型：是用来描述一个系统或它的

3、性质的数学形式。 数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。一、建构种群增长模型的方法描述、解释和预测种群数量的变化，常常需 要建立数学模型。6一、建构种群增长模型的方法问题探讨在营养和生存空间 没有限制的情况下，某 种细菌每20min就通过 分裂繁殖一代。7一、建构种群增长模型的方法时间（ min)20 40 60 80100120140 160 180分裂次数 数量（个 ）248163264128 256 5121234567891、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产 生后代的数量。2n代细菌数量NnNn的计算公式是：NnNn 372小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多

4、少？ 11n n解：n min xhmin Nn1n n 8细菌数量一、建构种群增长模型的方法4、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。曲线图与数学方程式比较，有 哪些优缺点？曲线图： 直观，但不够精确。 数学公式： 精确，但不够直观。NnNn 11n n9一、建构种群增长模型的方法 5. 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10一、建构种群增长模型的方法1、观察研究对象，提出 问题细菌每20分钟分裂一次， 问题：细菌数量怎样变化的？2、提出合理的假设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增 加的影响 3

5、、根据实验数据，用适 当的数学形式对事物的性 质进行表达（建立数学模型 ）列出表格，根据表格画曲线，推 导公式4、通过进一步实验或观 察等，对模型进行检验或 修正观察、统计细菌的数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正6、建立数学模型一般包括以下步骤：11细菌的数量个理想条件下细 菌数量增长的推测 ：自然界中有此类 型吗？二、种群增长的“J”型曲线12实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居 ，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个 世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。 漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成 植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液 瘤病毒才使野

6、兔的数量得到控制。 13实例二：凤眼莲（水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植物零散 分布，1844年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界的淡紫色花冠 ”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培，现已在亚、非、欧 、北美洲等数十个国家造成危害。1901年作为花卉引入中国，30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，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和 天敌 ，在我国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲 184万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。 14凤眼莲（水葫芦）1516实例三：在20世纪30年代 ，人们将环颈雉引入美国 的一个岛屿

7、。在1937 1942年期间，这个种群数 量的增长如下图所示。 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？17二、种群增长的“J”型曲线 实例3：自然界确有类似细菌 在理想条件下种群数 量增长的形式，如果 以时间为横坐标，种 群数量为纵坐标，曲 线则大致呈“ J ”型美国某岛屿环颈雉 种群数量的增长 18二、种群增长的“J”型曲线产生条件： 理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有天敌等； 增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长， 第二年是第一年的倍。 量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0 t （N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量

8、，为一年前种群数量的倍数） 例子：实验室条件下、外来物种入侵、迁移入新环境。19n问题： “J”型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力自然界的资源和空间总是有限的；种内斗争就 会加剧；捕食者增加等。当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会 稳定在一定的水平。20问题探讨在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公 式增长吗？为什么？如何验证这个观点？不会。原因是资源和空间是有限的。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5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，得出了如图 所示的结果。 21三、种群增长的“S”型曲线K=3751.概念：在资源和空

9、间有限时，种群经过一 定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线 称为“S”型曲线。2.K值：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成为环境容纳量， 又称K值。如：大草履虫种 群的增长曲线22种群增长速率不断低种群数量K/2 K值时，3.对种群增长的“S”型曲线的分析种群数量达到K值时，种群增长速率为零,但种群数 量达到最大，且种内斗争最剧 烈。种群数量在 K/2值时， 种群增长速率最大种群数量由0K/2值时， 种群增长速率增大K/2转折期，增转折期，增 长速率最快长速率最快K值：环境容纳量加速期，个体数量增加，增长加速潜伏期，个体数量较少增长缓慢减速期，增长缓慢饱和期，增

10、饱和期，增 长速率为零长速率为零23三、种群增长的“S”型曲线4.产生条件：自然条件(现实状态)食物等资源和空间总是 有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧， 天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死 亡率增高。5.增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值（K值）， 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 存在环境阻力 种群密度越大 环境阻力越大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24思考讨论：从环境容纳量（K值）的角度（2）为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕 鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平? 根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的

11、种群数量保持 在K/2水平。这是因为在这个水平上种群增长量最大 。 （3）对家鼠等有害动物的控制，从环境容纳量的角度看 ，应当采取什么措施？ 从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低环境容纳量 ，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 殖或释放它们的天敌，等等。（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？ 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境 容纳量。6.应用：25种群增长的“S”型曲线n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

12、，则K值将会减小。267.比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线 条件 种群增长率有无K值曲线环境资源无限环境资源有限 保持稳定逐渐降低 无， 持续保持增长有K值环境阻力环境阻力K值：环境容纳量食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 寄生虫 传染病等27用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线时间种 群 数 量J型 曲线 S型 曲线K值1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物 具有过度繁殖的特性。 2、图中阴影部分表示：环境阻力；用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被 淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”型曲线表明 生物具有什么特性 ？图中阴影部分表 示什么？28K/

13、2abcdghfe种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系图乙的fg段相当于图甲的ac段 。图乙的g点相当于图甲的c点。图乙的gh段相当于图甲的cd段 。图乙的h点相当于图甲的de段。甲乙种群增长曲线的生产生活中的应用：有害动物的防治，应通过降低其环境容 纳量（K值）受保护动物的拯救和恢复，应通过改善 其栖息环境，提高K值。生产上的捕获期应确定在种群数量为 K/2时最好；而杀虫效果最好的时期在潜 伏期。29例：我国自13931990年以来人口 统计数据如下：以上人口增长曲线符合哪种类型？按照此曲线发展下去将会出现什么 状况，鉴于我国人口的现状应当采取什 么措施？年份1393 1578 1764

14、 1849 1928 1982 1990亿0.60.62.04.14.710.3 11.630人口/亿我国1000-1990年的人口数量变化 课后延伸与拓展：看图分析31四、种群数量的波动和下降大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。321、野生生物资源合理利用和保护鱼类 的捕捞2、害虫的防治蝗虫的防治影响种群数量变化的因素有哪些呢？研究种群数量变化有何意义？直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出 间接因素：食物、气候、传染病、天敌（环境因素 ）重要因素：人类的活动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，都会引起

15、种群数量的变化。种群数量变化的类型： 增长，稳定，波动、下降等33藏羚羊在哭泣藏羚羊在哭泣34乱伐森林35被伐的森林和野牛被伐的森林和野牛36五、研究种群数量变化的意义 1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导 。（合理利用和保护野生生物资源）既要使生物资源的产量达到最大，又不危害生物资源的可持续发 展，砍伐、捕捞、狩猎后，保证种群的增长速率为最大值。 2、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。 3、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。 （为防治有害生物提供科学依据）降低环境的负荷量（K值）。如鼠害防治可通过严密封存粮食、 清除

16、生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。 4、为引进外来物种提供理性的思考。必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害，即是 否会构成生物入侵。 5、有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。（拯救和恢复濒危动物种群）371在研究下列几个种群的增长模型时，最可能与数学模型相符合的是( )A麋鹿种群 B大熊猫种群C玉米种群 D青蛙种群答案： C种群的增长最符合数学模型的情形， 就是种群中的个体在上下代之间不重叠的情况。382在下列图中，表示种群在无环境阻力 状况下增长的是B393(2009广东高考)太平洋一个小岛上的某野兔种群的数量变化如下表：B该种群变化率最大的时期为( )A19251930年 B19301935年C19401945年 D19451950年年份(年)1920192519301935194019451950数量(百只)130200