《种群的数量变化》PPT课件.ppt

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个细个细菌每菌每20分钟分裂繁殖一代讨论：分钟分裂繁殖一代讨论：n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？72小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？少？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？公式增长吗？Nnn解：解：n n 60min x72h 60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216248163264128256512将数学公式（将数学公式（N=2n)变为曲线图变为曲线图时间时间分钟分钟20406080100 120 140 160 180细菌细菌数量数量曲线图与数学方程曲线图与数学方程式比较，优缺点？式比较，优缺点？直观，直观，但不够精确。但不够精确。一构建种群增长模型的方法一构建种群增长模型的方法数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学用来描述一个系统或它的性质的数学形式建立数学模型一般包括以下步骤：形式建立数学模型一般包括以下步骤：观察研究对象，观察研究对象，提出问题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，用适根据实验数据，用适当的数学形式对事物当的数学形式对事物的性质进行表达的性质进行表达细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细菌资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密种群的增长不受种群密度增加的影响度增加的影响Nnn观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型对自己所建立的模型进行检验或修正进行检验或修正在食物在食物(养料养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等害等理想条件下理想条件下，种群的数量往往会连续增长，种群的数量往往会连续增长起始数量为起始数量为No，每年的增长率都保持不变，每年的增长率都保持不变，第二年的种群数量是第一年的第二年的种群数量是第一年的倍，那么，倍，那么，一年后该种群的数量应为：一年后该种群的数量应为：N1=N0 二年后该种群的数量应为：二年后该种群的数量应为：N2=N1 =N0 2例如例如计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格理想条件下种群数量变化理想条件下种群数量变化一年后：一年后：N1=N0 二年后：二年后：N1=N0 2Nt=N0 t tNtt 年后：年后：t年后该种群的年后该种群的数量应为数量应为Nt=N0 t时间20406080100120140160180细菌数量248163264128256512细菌的数量个理理想想条条件件下下细细菌菌数数量量增增长长的的推推测测，自自然然界界中中有有此此类类型吗？型吗？某海岛上环颈雉种群数量的变化某海岛上环颈雉种群数量的变化自然界确有类自然界确有类似的细菌在理想条似的细菌在理想条件下种群数量增长件下种群数量增长的形式，如果以的形式，如果以时时间为横坐标，种群间为横坐标，种群数量为纵坐标数量为纵坐标画出画出曲线来表示，曲线曲线来表示，曲线大致呈大致呈“”型型种群数量时间二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线“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年后该种群的年后该种群的数量，数量，为年均增长率）为年均增长率）2 2、种群、种群“J”“J”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种种群群的的数数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二二年年是是第一年的第一年的倍。倍。例：我国自例：我国自13931990年以来人口统计数据年以来人口统计数据如下：如下：以上人口增长曲线符合哪种类型？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？于我国人口的现状应当采取什么措施？年份年份1393157817641849192819821990亿0.60.62.04.14.710.3 11.6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群的的出出生生率率降降低，死亡率增高低，死亡率增高当出生率与出生率相等时，种群的增长就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会停止，有时会稳定在一定的水平三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线生态学家曾经做过这样一个实验：在生态学家曾经做过这样一个实验：在05mL培养液中放入培养液中放入5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24h统统计一次大草履虫的数量。经过反复实验得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。从图可以看出出了如图所示的结果。从图可以看出:大草履虫在这个大草履虫在这个实验环境条件下实验环境条件下的最大种群数量的最大种群数量是是375个，这就个，这就是该实验种群的是该实验种群的K值。值。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，）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。AK值：值：在环境条件不在环境条件不受破坏的情况下，一受破坏的情况下，一定空间中所能维持的定空间中所能维持的种群最大数量种群最大数量称为称为环环境容纳量。境容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线种种群群的的个个体体数数量量种种群群的的个个体体数数量量时间时间时间时间时间时间假若在理想的环境中生假若在理想的环境中生活，即环境资源很充足活，即环境资源很充足不受任何限制。不受任何限制。指指数数增增长长逻逻辑辑斯斯蒂蒂增增长长在自然的环境中环境资在自然的环境中环境资源是有限的。种群不可源是有限的。种群不可能无线增长。能无线增长。种群的数量增长曲线种群的数量增长曲线总结总结K K值是环境最值是环境最大容纳量，大容纳量，环境阻力代环境阻力代表自然选择表自然选择的作用。农、的作用。农、林、牧业生林、牧业生产就是在这产就是在这个范围内谋个范围内谋求产量的提求产量的提高高,其潜力有其潜力有一定限制。一定限制。1 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？2 2、对大熊猫应采取什么保护措施？、对大熊猫应采取什么保护措施？3 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？到什么启发？4 4、种群数量达到、种群数量达到K K值时，都能在值时，都能在K K值维持值维持稳定吗？稳定吗？四、种群数量的变化四、种群数量的变化种群的数量是种群的数量是经常变化的。经常变化的。种群数量的变种群数量的变化包括增长、化包括增长、波动、稳定和波动、稳定和下降等下降等1、野生生物资源合理利用和保护、野生生物资源合理利用和保护鱼类鱼类 的捕捞的捕捞2、害虫的防治、害虫的防治蝗虫的防治蝗虫的防治影响种群数量变化的因素有哪些呢？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？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、天敌间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动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实验探究实验探究:人口人口/亿亿我国我国1000-19901000-1990年的人口数量变化年的人口数量变化 课后延伸与拓展：课后延伸与拓展：看图分析看图分析如果种群处在一个理想的环境中，如果种群处在一个理想的环境中，没有自然和空间的限制，种群内个没有自然和空间的限制，种群内个体数量的增长曲线是体数量的增长曲线是_,用达尔文用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具的进化理论解释，这是由于生物具有有_特性。特性。如果将该种群置入有限制的自然如果将该种群置入有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲环境中，种群内个体数量的增长曲线是线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表表_。影响种群密度的主要因素是种群的影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和和_ 例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，仔细分析图中去先后回答下列问题：ab个体数 时间ab在生存斗争过程中淘汰的个体过度繁殖死亡率出生率性别比例年龄组成7自自然然界界中中生生物物种种群群增增长长常常表表现现为为“S”型型增增长长曲曲线线。下下列列有有关关种种群群“S”型型增增长长的的正正确确说说法是法是()A “S”型型增增长长曲曲线线表表示示了了种种群群数数量量和和食食物物的的关关系系B 种群增长率在各阶段是不相同的种群增长率在各阶段是不相同的C “S”型增长曲线表示了种群数量和时间无关型增长曲线表示了种群数量和时间无关D 种群增长不受种群密度制约种群增长不受种群密度制约 例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：种群经过一定时间的种群经过一定时间的增长后，增长后，数量趋于稳数量趋于稳定的增长定的增长曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线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，）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。AK值：值：在环境条件不在环境条件不受破坏的情况下，一受破坏的情况下，一定空间中所能维持的定空间中所能维持的种群最大数量种群最大数量称为称为环环境容纳量。境容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线1 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？2 2、对大熊猫应采取什么保护措施？、对大熊猫应采取什么保护措施？3 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？到什么启发？4 4、种群数量达到、种群数量达到K K值时，都能在值时，都能在K K值维持值维持稳定吗？稳定吗？影响种群数量变化的因素：影响种群数量变化的因素：气候、食物、被捕食、传染病、气候、食物、被捕食、传染病、人类活动等人类活动等大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件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，甚至灭亡之下，还会急剧下降，甚至灭亡四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降（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）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。数量、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。五研究种群数量变化有何意义？五研究种群数量变化有何意义？苍鹭的保护苍鹭的保护云云豹豹的的保保护护野猪的保护野猪的保护救救护护被被困困的的鲸鲸鱼鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间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的限制，种群内个体的增长曲线是，用达尔文，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有进化的观点分析，这是由于生物具有的特征的特征如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲线是曲线是，用达尔文进化观点分析，图中阴影部，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示分表示。影响种群密度的影响种群密度的因素有因素有。时间时间种群数量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、出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、成、气候、食物、天敌、人类活动等人类活动等在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，8 8年后发展到年后发展到500500只左右，这个羊群数量会只左右，这个羊群数量会 A A、维持在一个水平上、维持在一个水平上 B B、不断下降、不断下降C C、缓慢上升、缓慢上升 D D、迅速上升、迅速上升A A下列因素能引起种群密度增大的有下列因素能引起种群密度增大的有。A A、种群中幼年个体增多、种群中幼年个体增多 B B、种群性别比例改变、种群性别比例改变C C、环境中温度条件适宜、环境中温度条件适宜 D D、种群中幼年个体减少、种群中幼年个体减少E E、环境中天敌增多、环境中天敌增多 F F、寄生生物减少、寄生生物减少 F F“食人鱼食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点数量变化的特点 B C D B C D A