第四章第二节种群的数量变化.pptx

在营养和生存空间没有限制的情况下，某1 1个细菌每2020分钟分裂繁殖一代。讨论：n n代细菌数量的计算公式？7272小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？N Nn nn n解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216不会。可以用实验计数法来验证。第1页/共50页以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，将数学公式（N Nn n2 2n n）变为曲线图曲线图与数学方程式比较，优缺点？直观，但不够精确。时间时间（min)min)2020404060608080100100120120140140160160180180分裂次数分裂次数细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128256512123456789第2页/共50页观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达细胞每20min20min分裂一次资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响N Nn nn nN N代表细菌数量，n n表示第几代 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数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：学形式建立数学模型一般包括以下步骤：第3页/共50页自然界中有这种类型吗？理想条件（实验室条件）下细菌数量增长曲线细菌的数量个第4页/共50页1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔近近100100年后年后实例1 1：澳大利亚野兔第5页/共50页例2 2 在2020世纪3030年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在1937194219371942年期间，环颈雉种群快速增长。第6页/共50页某海岛上环颈雉种群增长曲线某海岛上环颈雉种群增长曲线第7页/共50页自然界确有类似的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，种群数量为纵坐标画出曲线，曲线大致呈“”型。二、种群增长的二、种群增长的“J J”型曲型曲线线出现这种增长曲线的种群有哪些条件？第8页/共50页1 1、产生条件、产生条件 理想状态（N N0 0为起始数量，t t为时间，N Nt t表示t t年后该种群的数量，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 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等；第9页/共50页例：我国自1393139319901990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？“J”J”型增长曲线能一直持续下去吗？年份年份 13931393 15781578 17641764 18491849 19281928 19821982 19901990亿亿0.60.60.60.62.02.04.14.14.74.710.310.3 11.611.6第10页/共50页 例 生态学家高斯的实验：种群经过一定时间种群经过一定时间的增长后，的增长后，数量趋数量趋于稳定的增长于稳定的增长曲线，曲线，称为称为“S S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫的增长呈“S”S”型曲线的原因有哪些？第11页/共50页存在环境阻力存在环境阻力自然条件（现实状态）食物和空间有限、种内竞争不断加剧、捕食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，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，有时会稳定在一定的水平。三、种群增长的三、种群增长的“S S”型曲线型曲线第12页/共50页种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后，将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。K 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称为环境容纳量。第13页/共50页A种群数量达到K K值时，种群 增长停止种群数量在 K/2K/2值时，种群增长最快种群数量小于K/2K/2值时种群增长逐渐加快种群数量大于K/2K/2值时种群增长逐渐减慢第14页/共50页1 1、对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，应采取什么措施？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？3 3、种群数量达到K K值时，都能在K K值维持稳定吗？思考与讨论思考与讨论建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，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。第15页/共50页 大多数种群的数量总是在大多数种群的数量总是在波动之中波动之中的，在的，在不利条件之下，还会急剧下降，不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡甚至灭亡。四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动第16页/共50页1 1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是B2 2、种群的指数增长（、种群的指数增长（J J型）是有条件的，条件之一是型）是有条件的，条件之一是A A在该环境中只有一个种群在该环境中只有一个种群B B该种群对环境的适应比其他种群优越得多该种群对环境的适应比其他种群优越得多C C环境资源是无限的环境资源是无限的D D环境资源是有限的环境资源是有限的C课堂练习课堂练习第17页/共50页3 3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种内斗争增加A ACDCD段（增长速度慢）B BDEDE段（速度加快）C CEFEF段（变化速率加快）D DFGFG段（速度逐渐变慢）D第18页/共50页A4 4、“食人鱼”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 B C D B C D 第19页/共50页5 5、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：(1)(1)图中表示种群数量最大的点是_。(2)(2)图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)(3)该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。(4)(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?_。d24bb第20页/共50页单细胞真核生物生长周期短，增殖速度快五、探究培养液中酵母种群数量的变五、探究培养液中酵母种群数量的变化化 第21页/共50页种群数量的变化包括增长、波动、稳定、下降等 “S”S”型曲线有一个K K值，即环境容纳量。种群数量的增长也受到许多环境因素（如温度、培养液的pHpH、培养液的养分种类和浓度、代谢产物等）的影响。第22页/共50页实验原理：实验原理：种群的数量变化有一定的规律。种群的数量变化有一定的规律。在理想条件下，种群呈在理想条件下，种群呈“J J”型增长，在有限型增长，在有限的环境下，种群呈的环境下，种群呈“S S”型增长。型增长。酵母菌生长周期短，增殖速度快且世代间不重叠，在实验室条件下，用液体培酵母菌生长周期短，增殖速度快且世代间不重叠，在实验室条件下，用液体培养基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。养基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。第23页/共50页血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。计数时，常采用计数时，常采用样方法样方法。第24页/共50页 对于压在小方格界线上的酵母菌应取对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻相邻两边及顶角两边及顶角计数。计数。计数方法：第25页/共50页第26页/共50页第第 1 1 天天第27页/共50页第第 4 4 天天第第 6 6 天天第28页/共50页第第 7 7 天天死亡死亡第29页/共50页活菌数活菌数酵母菌的种群数量变化曲线图：第30页/共50页试管试管编号编号培养液培养液/mL/mL无菌水无菌水/mL/mL酵母菌母酵母菌母液液/mL/mL温度温度（）A A10100.10.12828B B10100.10.15 5C C10100.10.12828 针对针对“培养液中酵母菌种群数量的动态变培养液中酵母菌种群数量的动态变化化”，有人提出了新的问题，某同学按下表完，有人提出了新的问题，某同学按下表完成了有关实验。成了有关实验。第31页/共50页温度、营养物质对酵母菌生长的影响温度、营养物质对酵母菌生长的影响 第32页/共50页温度、营养物质对酵母菌生长的影响温度、营养物质对酵母菌生长的影响 第33页/共50页种群数量种群增长的“J”型曲线 （在理想状态下的种群增长）种群增长的“S”型曲线 （在有限环境下的种群增长）六、六、“J J”型曲线和型曲线和“S S”型曲线的比较型曲线的比较第34页/共50页阴影部分代表环境阻力（资源有限、天敌等），根据达尔文自然选择学说，可表示为_。1 1、综合比较、综合比较被淘汰的部分第35页/共50页2 2、种群的“J”J”型曲线以时间为横坐标、种群数量为纵坐标以时间为横坐标、种群增长率为纵坐标第36页/共50页3 3、种群的“S”S”型曲线以时间为横坐标、种群数量为纵坐标以时间为横坐标、种群增长率为纵坐标第37页/共50页例：下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是 （）A.A.在t t00t t2 2时间内，种群数量呈“J J”型增长 B.B.若在t t2 2时种群的数量为K K，则在t t1 1时种群的数 量为K K/2/2 C.C.捕获该鱼的最佳时期为t t2 2时 D.D.在t tt t时间内，该鱼的种群数量呈下降趋势B第38页/共50页4 4、有关种群数量其他曲线图图甲：幼年个体多，老年个体少，出生率死亡 率，种群数量增加，属增长型；而图乙相反，应为衰退型。第39页/共50页 图A A中幼年个体少，老年个体多，为衰退型。图B B中幼年个体多，老年个体少，为增长型。图C C中各年龄段比例适中，应为稳定型。第40页/共50页例:如图为某地一个生物种群的年龄组成曲线图。如果有一外来物种入侵，并以该种群的幼体为食，这将使该种群的年龄组成发生变化。则这种变化为（）A第41页/共50页思考与讨论思考与讨论1 1、影响种群数量变化的因素有哪些？直接因素：出生率和死亡率，迁出率和迁入率间接因素：食物、气候、空间、传染病、天敌重要因素：人类的活动（如：捕杀野生动物、乱砍滥伐、破坏环境）第42页/共50页（1 1）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数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。（3 3）预测及防治害虫。2 2、研究种群数量变化有何意义？、研究种群数量变化有何意义？（4 4）拯救和恢复濒危动物种群。第43页/共50页云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾第44页/共50页课堂练习课堂练习1 1、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第1010年时经调查该种群数量为200200只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为 ()()A.100 A.100只 B.200B.200只 C.300C.300只 D.400D.400只 D第45页/共50页2.2.下图曲线表示在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃，气候宜人，若干年后，岛上人口增长的情况。相关表述错误的是 ()()A.A.该岛在m m年内，人口增长呈“J J”型曲线 B.B.当人口数量接近n n线时，环境阻力越来越大，n n线是该环 境允许的最大值 C.C.由O O点降至P P点的主要原因是缺乏淡水资源 D.D.由P P点升到Q Q点并稳定在n n线上，说明该岛上生态环境具 有一定的自我调节能力C第46页/共50页3 3、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：(1)(1)图中表示种群数量最大的点是_。(2)(2)图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)(3)该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。(4)(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?_。d24bb第47页/共50页4 4、下图为种群在不同生态系统中的增长曲线模式图，回答：（1 1）如果生活在一个理想的环境中，种群数量按 曲线增长。这是因为种群具有_的特征。但实际上，在自然环境中_和 都是有限的，种群达到一定数量后势必加剧 ，使种群数量增长受到影响，不能按该该曲线方式增长。a食物空间种内斗争（2 2）曲线a a和b b之间的部分可以表示为_或_。通过生存斗争被淘汰的个体数量环境阻力过度繁殖第48页/共50页(3)(3)除上述影响外，在一定环境中，种群数量还受其他环境因素的限制，如无机环境方面主要是 的影响，生物因素有 和 等。因此，种群数量增长按b b曲线方式增长，最多达到K值为止，此时种群增长速率为 。(4)(4)此外，还有直接影响种群兴衰的两对变量,即该种群的 和 、和 、。年龄组成是通过影响 而间接对种群动态变化起作用的。阳光、温度、水分捕食竞争0出生率死亡率迁入率迁出率出生率和死亡率第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页