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种群数量的变化第二课时第1页，本讲稿共34页学习目标l1、分析掌握、分析掌握J、S型曲线的异同。型曲线的异同。l2、讨论、讨论S型曲线在现实中的意义。型曲线在现实中的意义。l3、了解种群数量变动类型。、了解种群数量变动类型。l4、巩固提高种群特征与种群数量变动。、巩固提高种群特征与种群数量变动。v学习重难点学习重难点vJ、S型曲线的异同型曲线的异同v巩固提高种群特征与种群数量变动巩固提高种群特征与种群数量变动第2页，本讲稿共34页复习回顾l1、什么是出生率和死亡率、迁入和迁出？、什么是出生率和死亡率、迁入和迁出？影响种群数量变动的直接因素是什么？影响种群数量变动的直接因素是什么？l2、举例说明、举例说明“J”型增长曲线实现的条件是型增长曲线实现的条件是什么？计算公式是什么？什么？计算公式是什么？l3、举例说明、举例说明“S”型增长曲线实现的条件是什型增长曲线实现的条件是什么？么？l4、试解释什么是种群的增长率？什么是种群、试解释什么是种群的增长率？什么是种群的增长速率？的增长速率？第3页，本讲稿共34页一、一、“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、模型假设（条件）：、模型假设（条件）：无无限限条条件件（理理想想状状态态）食食物物充充足足，空空间间不不限限，气候适宜，没有敌害等；气候适宜，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年后该种群的数量，年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）2 2、种群、种群 “J J”型增长数量的数学模型公式：型增长数量的数学模型公式：Nt=N0 t 种种群群的的数数量量每每单单位位时时间间以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年是第一年的年是第一年的倍倍。第4页，本讲稿共34页根据上表数据，计算细菌的增长率与增长速率根据上表数据，计算细菌的增长率与增长速率（增长率（增长率=-100%=-100%。）。）N Nn nN Nn-1n-1 N Nn-1 增长率增长率=1=1细菌数量细菌数量18016014012010080604020时时 间间248163264128 256 512思考：思考：N N0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，N Nt t表示时间表示时间t t后该后该种群的数量，种群的数量，如果用如果用代表增长倍数，即：代表增长倍数，即：=N Nt t/（N Nt-1t-1），思考增长率与），思考增长率与的关系。的关系。（增长速率（增长速率=-=-）N Nn nN Nn-1n-1 t t增长速率增长速率=2=2n-1n-1/t/t增长速率增长速率=-=-N0(-1)t-1 t t增长率增长率=-1=-1第5页，本讲稿共34页J J型曲线型曲线J J型曲线特点：型曲线特点：种群数量持续增长，增长率不变。种群数量持续增长，增长率不变。增长速率逐渐增大。增长速率逐渐增大。2n第6页，本讲稿共34页产生条件：产生条件：存在环境阻力存在环境阻力(有限条件有限条件）：）：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群的的出出生生率率降降低低，死亡率增高死亡率增高 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二、种群增长的二、种群增长的“”型曲线型曲线第7页，本讲稿共34页种种群群数数量量“S”型型增增长长曲曲线线K/2K时间时间DABC相相对对值值种群增种群增长速率长速率种群增种群增长率长率增长特点：增长特点：种群增长种群增长速速率先增大率先增大后减小，种群数量处于后减小，种群数量处于K/2K/2值时，增长值时，增长速速率（增长数率（增长数量最大）。群数量达到环量最大）。群数量达到环境所允许的最大值（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值左值左右保持相对稳定。数量达右保持相对稳定。数量达K K值时增长速率为值时增长速率为0 0。一般种群增长率随种群密度一般种群增长率随种群密度增大而逐渐减小增大而逐渐减小。第8页，本讲稿共34页(05全国卷全国卷I）为了保护鱼类资源不受破坏，并能持为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是因为在这个水平。这是因为在这个水平上水平上 A.种群数量相对稳定种群数量相对稳定 B.种群增长量最大种群增长量最大 C.种群数量最大种群数量最大 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K时间时间K/2种群数量种群数量第9页，本讲稿共34页在自然界中，种群数量是否总能稳定在在自然界中，种群数量是否总能稳定在K K值？值？种群数量的波动种群数量的波动绵绵羊羊的的数数量量种群数量达到环境容纳量之后，将停止增长并通过种群数量达到环境容纳量之后，将停止增长并通过反反馈调节机制馈调节机制在环境容纳量在环境容纳量上下波动上下波动，保持，保持相对相对稳定。稳定。第10页，本讲稿共34页n问题：问题：种群数量达到种群数量达到K值时，若环境条件改变，种群数值时，若环境条件改变，种群数量增氧变化？量增氧变化？环境条件的改变，环境条件的改变，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值增大，如环境条件受到破值增大，如环境条件受到破坏，则坏，则K值将会减小。值将会减小。在不利条件下，种群数量在不利条件下，种群数量还会急剧的还会急剧的下降下降甚至甚至消亡消亡。数数量量时间时间原来的环境容纳量原来的环境容纳量新的环境容纳量新的环境容纳量K0K1新的环境容纳量新的环境容纳量K2第11页，本讲稿共34页什么因素会影响种群数量的变化？什么因素会影响种群数量的变化？出生率死亡率、迁入迁出、性比、年龄结构出生率死亡率、迁入迁出、性比、年龄结构气候、食物、被捕食、传染病等气候、食物、被捕食、传染病等人类的活动人类的活动（越来越大）（越来越大）：一方面人工养殖的不断增加一方面人工养殖的不断增加 另一方面乱砍森林、猎捕动物和环境污染等另一方面乱砍森林、猎捕动物和环境污染等 这些因素和活动影响到了种群数量的变化。这些因素和活动影响到了种群数量的变化。数数量量时间时间原来的环境容纳量原来的环境容纳量新的环境容纳量新的环境容纳量K1K2第12页，本讲稿共34页 讨论：讨论：（1）从环境从环境容纳量（容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：对濒危动物如大熊猫应采对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？取什么保护措施？（2 2）根据）根据S S曲线中的曲线中的K K值与值与K/2K/2值，对家鼠等有害动值，对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？鱼类捕捞有何指导物的控制，应当采取什么措施？鱼类捕捞有何指导意义？意义？建立自然保护区，改善大建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。境容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线的意义型曲线的意义第13页，本讲稿共34页注意事项注意事项灭鼠灭鼠捕鱼捕鱼K/2(K/2(达到达到最大增长最大增长速率速率)K(K(环境容环境容纳量纳量)灭鼠后，防止鼠的灭鼠后，防止鼠的种群数量在种群数量在K/2K/2附附近，这样鼠的种群近，这样鼠的种群数量会迅速增加，数量会迅速增加，无法达到灭鼠效果无法达到灭鼠效果捕捞后，使鱼的捕捞后，使鱼的种群数量维持在种群数量维持在K/2K/2，此时增长率此时增长率最大，最大，鱼的种群数鱼的种群数量会迅速回升量会迅速回升降低降低K K值值，改变环，改变环境条件，使之不境条件，使之不适合鼠生存适合鼠生存保护保护K K值，保证鱼生值，保证鱼生存的环境条件，尽存的环境条件，尽量提升量提升K K值值第14页，本讲稿共34页四、用达尔文的观点分析四、用达尔文的观点分析“J J、S S”曲线曲线时间时间种种群群数数量量1 1、“J J”型曲线用达尔文的观点分析指：生物具有型曲线用达尔文的观点分析指：生物具有过渡繁殖过渡繁殖的特性。的特性。2 2、图中阴影部分表示：、图中阴影部分表示：环境的阻力环境的阻力；用达尔文的观点；用达尔文的观点分析指：通过生存斗争分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量被淘汰的个体数量。“J J”型曲线指生物具有什么特性？型曲线指生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？图中阴影部分表示什么？第15页，本讲稿共34页项目项目“J”型曲线型曲线“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种群增长速率种群增长速率K值（环境容值（环境容纳量）纳量）曲线形成原因曲线形成原因适用范围适用范围相同点相同点3 3两曲线的比较（见学案两曲线的比较（见学案P46P46）环境资源无限环境资源无限环境资源有限环境资源有限不变不变随种群密度上升而下降随种群密度上升而下降随种群密度上升而上升随种群密度上升而上升刚开始随种群密度上升刚开始随种群密度上升而上升，而上升，1/2K值后下降值后下降无无K值值种群数量在种群数量在K值上下波动值上下波动种内斗争加剧，种内斗争加剧，天敌增加天敌增加无种内斗争，无种内斗争，缺少天敌缺少天敌实验条件下或种群迁实验条件下或种群迁入新环境最初一段时间入新环境最初一段时间自然种群自然种群都表示种群数量随时间变化而变化，都表示种群数量随时间变化而变化，且都只研究种群数量变化中的增长问题且都只研究种群数量变化中的增长问题第16页，本讲稿共34页种种群群数数量量变变化化增长增长波动波动S型型曲线曲线J型型曲线曲线增长速率：增长速率：越来越大越来越大增长率：增长率：-1曲线：曲线：条件：无限条件条件：无限条件数学表达式：数学表达式：Nt=N0 t 增长增长速率速率增长率：越来越小增长率：越来越小曲线：曲线：条件：有限条件条件：有限条件环境容纳量：环境容纳量：K值值内因：出生率死亡率、迁入迁出内因：出生率死亡率、迁入迁出 年龄组成、性比年龄组成、性比外因：食物、天敌、传染病、外因：食物、天敌、传染病、人类活动人类活动 气候气候生态入侵生态入侵影响影响因素因素KK/2意意义义（间接（间接因素）因素）类型类型稳定稳定衰亡衰亡（直接因素）（直接因素）先增大后减小先增大后减小第17页，本讲稿共34页1 1关关于于种种群群增增长长曲曲线线的的叙叙述述，正正确确的的是是()A A呈呈现现“J J”型型曲曲线线的的种种群群中中无无种种群群密密度的改变度的改变B B“S S”型型曲曲线线的的增增长长率率最最终终变变为为0 0时时，种群达到其环境容纳量种群达到其环境容纳量C C如如果果种种群群数数量量的的年年增增长长率率为为0 0，则则种种群中无繁殖现象群中无繁殖现象D D种种群群增增长长曲曲线线同同数数学学方方程程式式一一样样，能能精确反映种群数量的变化趋势精确反映种群数量的变化趋势B B练一练练一练第18页，本讲稿共34页2 2在下列图中，表示种群在无环境阻力在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是状况下增长的是B第19页，本讲稿共34页3、（、（2004江苏）某海滩黄泥螺种群现存江苏）某海滩黄泥螺种群现存量约量约3000吨，正常状况下，每年该种群最吨，正常状况下，每年该种群最多可增加多可增加300吨，为充足利用黄泥螺资源，吨，为充足利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为（捞黄泥螺的量为（）A、3000吨吨 B、1650吨吨C、1500吨吨 D、不超过、不超过300吨吨D第20页，本讲稿共34页l4、（、（07理综理综I）3下列有关种群增长的下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是型曲线的叙述，错误的是lA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型型 l B达到达到K值时种群增长率为零值时种群增长率为零lC种群增长受自身密度的影响种群增长受自身密度的影响 D种群的增长速度逐步降低种群的增长速度逐步降低D第21页，本讲稿共34页5、如果种群处在一个理想的环境中，没有资源、如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是和空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有 的特征。如果将该种群置于有限的环的特征。如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是境中，种群的数量增长曲线是 ，用达尔文进，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示化观点分析，图中阴影部分表示 影响种群密度的影响种群密度的因素有因素有 。时间时间种种群群数数量量ABA过度繁殖过度繁殖B通过生存斗争被淘汰的个体数量通过生存斗争被淘汰的个体数量出生率、死亡率、迁入、迁出、性出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天别比、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等敌、人类活动等第22页，本讲稿共34页6 6下图是某一动物物种迁入一个适宜环境后的增长曲线下图是某一动物物种迁入一个适宜环境后的增长曲线图，请回答：图，请回答：（l l）图中的增长曲线是）图中的增长曲线是 形，表示形，表示K K值的一点是值的一点是 _。（2 2）图中表示种群增长速度最快的阶段是）图中表示种群增长速度最快的阶段是？（3 3）迁入种群第）迁入种群第2 2年后，增长明显加快的原因主要年后，增长明显加快的原因主要是是_。（4 4）第）第8 8年后，种群数量年后，种群数量趋于稳定，阻碍种群继续趋于稳定，阻碍种群继续增长环境因素主要有哪些：增长环境因素主要有哪些：_食物减少，天敌增加食物减少，天敌增加 s sd db b食物充足又无天敌食物充足又无天敌第23页，本讲稿共34页第24页，本讲稿共34页3 3一个新的物种进入某地后，其种群数量变化，哪一项一个新的物种进入某地后，其种群数量变化，哪一项是是不正确不正确的（的（）A A先呈先呈“S S”形增长，后呈形增长，后呈“J J”形增长形增长 B B先呈先呈“J J”形增长，后呈形增长，后呈“S S”形增长形增长 C C种群数量达到种群数量达到K K值以后会保持稳定值以后会保持稳定 D DK K值是环境条件允许的种群增长的最大值值是环境条件允许的种群增长的最大值 A第25页，本讲稿共34页6研究人员调查了研究人员调查了8年间某养兔场种群年间某养兔场种群数量的变化情况，并据此绘制了如下图数量的变化情况，并据此绘制了如下图的的值变化曲线，以下叙述正确的是（值变化曲线，以下叙述正确的是（）A第第46年兔种群数量保年兔种群数量保持相持相对稳对稳定定B第第24年兔种群数量平年兔种群数量平稳稳上升上升C第第68年兔种群数量上年兔种群数量上升升趋势趋势和第和第24相同相同D第第8年兔种群密度大年兔种群密度大于于刚刚开始的种群密度开始的种群密度第26页，本讲稿共34页6解析：第解析：第46年，年，值等于值等于1，表明在此期间种，表明在此期间种群数量基本不变，群数量基本不变，A正确；前正确；前4年年始终小于始终小于1，种，种群数量是逐渐减小的，而群数量是逐渐减小的，而68年年值大于值大于1，种群数，种群数量开始回升，通过计算可知，第量开始回升，通过计算可知，第8年种群数量要小年种群数量要小于刚开始的种群数量，于刚开始的种群数量，BCD错误。错误。答案：答案：A第27页，本讲稿共34页7由于某些原因导致老鼠的天敌数量大量减少，造成鼠灾泛滥。生态学家由于某些原因导致老鼠的天敌数量大量减少，造成鼠灾泛滥。生态学家继续研究了该生态系统中田鼠种群数量的变化规律，构建了如下的数学模继续研究了该生态系统中田鼠种群数量的变化规律，构建了如下的数学模型。下列对表格中甲、乙、丙、丁的描述及相关叙述错误的是型。下列对表格中甲、乙、丙、丁的描述及相关叙述错误的是 （）构建数学模型的一构建数学模型的一般方法般方法构建田鼠种群增构建田鼠种群增长长模型的主要步模型的主要步骤骤I观观察察对对象，搜集象，搜集现实现实信息信息I田鼠繁殖能力很田鼠繁殖能力很强强，在最初的一个月内，在最初的一个月内，种群数量每天增加种群数量每天增加1.47%提出合理的假提出合理的假设设甲甲根据乙，用适根据乙，用适当的数学形式当的数学形式对对事事物的性物的性质进质进行表达行表达丙（其中，丙（其中，Nt代表代表t天后田鼠的数量，天后田鼠的数量，t表表示天数，示天数，表示倍数，表示倍数，N0表示最初的田鼠的数表示最初的田鼠的数量。）量。）丁丁观观察察统计统计田鼠数量，田鼠数量，对对自己所建立的模型自己所建立的模型进进行行检验检验或修正或修正第28页，本讲稿共34页A甲指的是资源充分、空间充足、缺乏天敌田鼠种群甲指的是资源充分、空间充足、缺乏天敌田鼠种群的数量每天以一定的倍数增长的数量每天以一定的倍数增长B乙指的是实验数据，丙指的是乙指的是实验数据，丙指的是Nt=N0t，其中，其中应应大于大于1C丁指的是通过进一步实验或观察等，对模型进丁指的是通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正行检验或修正D根据表中相关信息，结合丙可推导出该地区老根据表中相关信息，结合丙可推导出该地区老鼠数量变化规律符合鼠数量变化规律符合Nt=N01.0147解析：构建的数学模型需要检验或修正，所以该地区老鼠的解析：构建的数学模型需要检验或修正，所以该地区老鼠的数量变化规律不一定符合数量变化规律不一定符合Nt=N01.0147，故，故D错误。错误。答案：答案：D第29页，本讲稿共34页外界环境外界环境性别比例性别比例出生率、迁入率出生率、迁入率死亡率、迁出率死亡率、迁出率年龄组成年龄组成决定密度大小决定密度大小种群密度种群密度预测变化方向预测变化方向影响数影响数量变动量变动J型曲线型曲线S型曲线型曲线生态生态入侵入侵种群种群衰亡衰亡周期周期波动波动种群种群增长增长一、种群一、种群数量变化数量变化与特征与特征第30页，本讲稿共34页二、种群数量增长的二、种群数量增长的“J”“J”型曲线和型曲线和“S”“S”型曲线型曲线K K值是环境最大值是环境最大容纳量。容纳量。环境环境阻力代表自然阻力代表自然选择的作用。选择的作用。农、林、牧业农、林、牧业生产就是在这生产就是在这个范围内谋求个范围内谋求产量的提高产量的提高,其其潜力有一定限潜力有一定限制。制。第31页，本讲稿共34页4 4、下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长、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制使曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（种内竞争增加（）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第32页，本讲稿共34页3.（2002高考）在一个玻璃容器内，高考）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的管装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（率随时间变化趋势的曲线是（）（增长率换成增长速度更恰当）（增长率换成增长速度更恰当）D第33页，本讲稿共34页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: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/2K/2值。值。第34页，本讲稿共34页