湖南省茶陵縣高中生物 第四章 種群和群落 4.2 種群數(shù)量的變化 第1-2課時課件 新人教版必修3.ppt

4.2種群數(shù)量的變化,怎樣建構(gòu)種群數(shù)量增長的模型？種群的數(shù)量是怎樣變化的？哪些因素會影響種群數(shù)量的變化？如何利用種群數(shù)量的變化規(guī)律為生產(chǎn)實際所用？,種群數(shù)量的變化,數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。,培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基,大腸桿菌,細菌的繁殖的方式是什么？,細菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量,任務(wù)1：計算1個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量，并填入下表（p66）：,任務(wù)2：用公式表示出第n代的細菌數(shù)量Nn=,任務(wù)3：利用表格中數(shù)據(jù)畫出細菌的種群增長曲線（p66）：,某細菌20min繁殖一代，將這樣的1個細菌放在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下培養(yǎng)。,小任務(wù),細菌每20分鐘分裂一次，細菌的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？,請你計算出1個細菌在不同時間產(chǎn)生的后代數(shù)量:,2,4,8,16,32,64,128,256,512,第n代細菌數(shù)量的計算式：,Nn=2n,Nn=2nN代表細菌數(shù)量，n表示第幾代,數(shù)學模型,模型轉(zhuǎn)化,248163264,曲線繪制基本方法,1、(定)軸,2、(判)勢,3、(描)點,函數(shù)式：,Nn=2n,曲線圖：,精確,直觀,為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動的規(guī)律，數(shù)學模型建構(gòu)是常用的方法之一。,建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：,觀察研究對象，提出問題,細胞每20min分裂一次,資源空間無限多，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響,Nnn,觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正,光明日報消息，澳大利亞野兔成災(zāi)。估計在這片國土上生長著6億只野兔，它們與牛羊爭牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導致水土流失，專家計算，這些野兔每年至少造成1億美元的財產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。澳洲本來沒有兔子，1859年，一個叫托馬斯奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到，一個世紀之后，這24只野兔的后代達到6億只之多。,實例1：澳大利亞野兔,二、種群增長的“J”型曲線,實例2：環(huán)頸雉,二、種群增長的“J”型曲線,自然界確有類似細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，以種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，,曲線則大致呈“J”型。,思考：從種群增長的“J”型曲線分析，“J”型增長過程增長速率怎樣變化？,種群數(shù)量,時間/年,二、種群增長的“J”型曲線,2,4,8,16,32,64,128,256,增長率保持不變,種群增長率,時間/min,0,現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù),原有個體數(shù),增長率,出生率死亡率,1,1,1,1,1,1,1,1,1,種群增長率怎么求呢？指單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比例。,時間/年,1、模型假設(shè)：食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等。種群的起始數(shù)量為N0，種群每年以的增長倍數(shù)增長。,2、數(shù)學公式模型：,Nt=N0t,3、數(shù)學曲線圖模型：,“J”型曲線,二、種群增長的“J”型曲線,理想狀態(tài),時間/年,3、數(shù)學曲線圖模型：,“J”型曲線,二、種群增長的“J”型曲線,4、增長特點：,種群數(shù)量持續(xù)增長,增長率保持不變,增長速率越來越快,第二課時,三、種群增長的“S”型曲線,資源和空間有限，若種群密度上升,種內(nèi)斗爭加劇，捕食者增加,出生率降低，死亡率增加,種群增長率下降,種群保持穩(wěn)定,（條件有限的情況下）種群在一個現(xiàn)實的環(huán)境中時:,環(huán)境阻力,在大自然中,食物有限,空間有限,種內(nèi)斗爭,種間競爭,天敵捕食,環(huán)境阻力,種群密度越大環(huán)境阻力越大,“J”型增長不能一直持續(xù)下去,高斯（Gause，1934）把5個大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復實驗，結(jié)果如下：,高斯對大草履蟲種群研究的實驗,請你繪制大草履蟲的種群增長曲線！,三、種群增長的“S”型曲線,高斯對大草履蟲種群研究的實驗,0123456時間/天,種群數(shù)量400300200100,食物、空間有限,K值（環(huán)境容納量）,AB,C,E,D,K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。,種群數(shù)量/個,2,4,5,6,3,0,100,200,時間/天,大腸桿菌種群的增長曲線,300,1,400,K=375,種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。,出生率=死亡率,種群增長率為零,種群數(shù)量相對穩(wěn)定,K值特點,三、種群增長的“S”型曲線,0,時間/天,K/2,轉(zhuǎn)折期，增長速率最快,調(diào)整期，個體數(shù)量較少，增長緩慢,減速期，增長速率緩慢,穩(wěn)定期，增長速率為零,K值（環(huán)境容納量）,種群數(shù)量/個,“S”型種群增長速率的變化特點：,加速期，個體數(shù)量增加，增長加速（消滅害蟲的最佳時機）,三、種群增長的“S”型曲線,種群數(shù)量,0,時間,種群增長速率,0,時間,a,k/2,b,c,b,a,c,k,k/2,k,可持續(xù)發(fā)展,種群增長速率最大,再生能力最強,K/2值特點,三、種群增長的“S”型曲線,A,B,時間,種群數(shù)量,圖中陰影部分表示環(huán)境阻力，也就是通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量。,K值,種群增長曲線的比較：,食物不足空間有限種內(nèi)斗爭種間競爭天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等,種群密度越大,環(huán)境阻力越大,環(huán)境阻力,0,K和K/2的應(yīng)用,討論1：試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?你能提出保護大熊貓措施嗎？,自身繁殖率低,食性單一,氣候變遷,棲息地的喪失,提高環(huán)境容納量,討論2：家鼠繁殖力極強，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病,危害極大，應(yīng)該采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？,老鼠,機械捕殺,藥物捕殺,施用避孕藥,養(yǎng)殖或釋放天敵,將食物儲存在安全處,打掃衛(wèi)生,硬化地面,K和K/2的應(yīng)用,（1）K值的應(yīng)用：野生生物資源的保護有害生物的防治合理確定載畜量,減小環(huán)境阻力，增大K值,增大環(huán)境阻力，降低K值,草原最大載畜量不超過K值,（2）K/2的應(yīng)用漁業(yè)捕撈后使魚的種群數(shù)量維持在K/2。K/2值前防治有害生物，嚴防達到K/2值處如：滅鼠應(yīng)在鼠害剛發(fā)生時蝗蟲的防治,外界因素：種間因素和其他非生物因素,內(nèi)部因素：出生率、死亡率、遷入、遷出,重要因素：人類活動的影響,五、種群數(shù)量的波動和下降,外界條件不變，種群數(shù)量總是在波動中。,不利條件下，種群數(shù)量還會急劇下降甚至消亡。,五、種群數(shù)量的波動和下降,東亞飛蝗種群數(shù)量的波動,大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的,今天你學會了嗎,種群增長的J型曲線,種群增長的S型曲線,模型,Nt=N0t,理想條件：即食物和空間充裕，氣候適宜，沒有敵害等。,資源和空間有限，種內(nèi)競爭加劇，天敵增加,不變,先增大后減小，K/2處最大,1在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是(),B,課堂練習,2下圖是某一動物物種遷入一個適宜環(huán)境后的增長曲線圖，請回答：（l）圖中的增長曲線是形，表示K值的一點是？（2）圖中表示種群增長速度最快的階段是？（3）遷入種群第2年后，增長明顯加快的原因主要是_。（4）第8年后，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定，阻礙種群繼續(xù)增長環(huán)境因素主要有哪些：_,食物減少，天敵增加,s,d,b,食物充足又無天敵,3、圖示種群在理想環(huán)境中呈“J”型增長，在有環(huán)境阻力條件下，呈“S”型增長，下列關(guān)于種群在某環(huán)境中數(shù)量增長曲線的敘述，正確的是（）A當種群數(shù)量到達e點后，種群數(shù)量增長率為0B種群增長過程中出現(xiàn)環(huán)境阻力是在d點之后C圖中陰影部分表示克服環(huán)境阻力生存下來的個體數(shù)量D若該種群在c點時數(shù)量為100，則該種群的K值是400,A,