3-4-2种群数量变化.pptx

针尖上的细菌建立种群数量变化的数学模型建立种群数量变化的数学模型第1页/共25页细菌菌落第2页/共25页适宜条件下，细菌20分钟繁殖一代 第3页/共25页数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它性质的数学形用来描述一个系统或它性质的数学形式式 研究实例研究实例细菌细菌20min分裂一次分裂一次在资源和环境无限的环在资源和环境无限的环境中，细菌种群的增长境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的不会受种群密度增加的影响影响Nn=2n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进对自己所建立的模型进行检验或修正行检验或修正 研究方法研究方法提出问题提出问题提出合理假设提出合理假设根据实验数据，用适当根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性的数学形式对事物的性质进行表达质进行表达通过进一步实验或观察通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或等，对模型进行检验或修正修正一、建立数学模型的一般步骤一、建立数学模型的一般步骤第4页/共25页二、种群数量变化的数学模型二、种群数量变化的数学模型在在营养营养和和生存空间没有限制生存空间没有限制的情况下，某种细菌每的情况下，某种细菌每20min20min就繁殖一代。就繁殖一代。算出一个细菌在算出一个细菌在不同时间产生的不同时间产生的后代的数量。后代的数量。100200300400500min2481632 64 128 256 512画出细菌的种群增长曲线画出细菌的种群增长曲线第5页/共25页事例事例1 1：18591859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了带来了2424只野兔。让他没有想到的是，一个只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这世纪之后，这2424只野兔的后代竟达只野兔的后代竟达6 6 亿只以亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃噬上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了人们引入了黏液瘤病毒黏液瘤病毒才使野兔的数量得到才使野兔的数量得到控制。控制。事例事例2 2：2020世纪世纪3030年代，人们将年代，人们将环颈雉引入美国的一个环颈雉引入美国的一个岛屿。在岛屿。在19371937至至19421942年年期间，这个种群数量的期间，这个种群数量的增长如右图增长如右图第6页/共25页世界人口增长曲线世界人口增长曲线我国人口数量变化我国人口数量变化事例事例3 3第7页/共25页（一）种群增长的（一）种群增长的“J J”型曲线型曲线种群的数量连续增长种群的数量连续增长 N Nt t=N=N0 0t t N N0 0：种群的起始数量：种群的起始数量 ：种群数量是前一年的：种群数量是前一年的 倍倍 N Nt t：t t年后年后的种群数量的种群数量在在食物食物和和空间条件充裕空间条件充裕、气候适宜气候适宜、没有敌害没有敌害等等理想条件理想条件下下三、种群增长曲线三、种群增长曲线时间时间种群数量种群数量0 0第8页/共25页第9页/共25页自然界的资源和空间有限自然界的资源和空间有限种内斗争加剧种内斗争加剧捕食者数量的增加捕食者数量的增加生态学家高斯生态学家高斯生态学家高斯生态学家高斯（GauseGause）实验：在实验：在实验：在实验：在0.5ml0.5ml培养液中放入培养液中放入培养液中放入培养液中放入5 5个大草履虫，每隔个大草履虫，每隔个大草履虫，每隔个大草履虫，每隔24h24h统计一次大草履虫的数量。统计一次大草履虫的数量。统计一次大草履虫的数量。统计一次大草履虫的数量。(二二)种群增长的种群增长的“S S”型曲型曲线线2.2.K K值（环境容纳量）：值（环境容纳量）：在环境条件不受破坏的情况下，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间一定空间中所能维持的中所能维持的种群最大数量种群最大数量。1.1.制约因素：制约因素：K三、三、种群增长曲线种群增长曲线第10页/共25页分析实验分析实验1 1与实验与实验2 2的实验结果不同的原因的实验结果不同的原因10ml10ml培养基中加入培养基中加入0.1ml0.1ml的的大肠杆菌原液，大肠杆菌原液，3737培养，培养，不同时间点检测细菌数量。不同时间点检测细菌数量。10ml10ml培养基中加入培养基中加入0.1ml0.1ml的的大肠杆菌原液，大肠杆菌原液，3737培养，培养，不同时间点检测细菌数量。不同时间点检测细菌数量。检测后马上分装到更大的容检测后马上分装到更大的容器中，并添加新的培养液。器中，并添加新的培养液。实验1实验2第11页/共25页增增增增S型曲线型曲线J型曲线型曲线环境环境环境环境阻力阻力阻力阻力种群的增长曲线种群的增长曲线第12页/共25页增长曲线与增长率曲线增长曲线与增长率曲线个个体体数数增增长长率率%第13页/共25页在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量小球藻，在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量小球藻，每隔一段时间测定小球藻个体的数量，绘成曲线，如图所示每隔一段时间测定小球藻个体的数量，绘成曲线，如图所示,下列四图中，能正下列四图中，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（确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（）D第14页/共25页三、影响种群数量变化的因素三、影响种群数量变化的因素第15页/共25页大熊猫数量日益减少的原因大熊猫数量日益减少的原因？自身繁殖率低自身繁殖率低食性单一食性单一气候变迁气候变迁栖息地的丧失等栖息地的丧失等你能提出保护大熊猫措施吗？你能提出保护大熊猫措施吗？根本措施：根本措施：建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高提高环境容纳量环境容纳量第16页/共25页合理利用资源合理利用资源-鱼类资源的利用鱼类资源的利用K值值cba如何确定最大的捕鱼量？如何确定最大的捕鱼量？NK2，此时种群增长速度最快，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量最多，可提供的资源数量最多，又不影响资源的再生。又不影响资源的再生。问题探讨：不捕捞或捕捞很少，问题探讨：不捕捞或捕捞很少，鱼类资源可能得不到充分利用；鱼类资源可能得不到充分利用；捕捞过多，又会导致鱼类资源枯捕捞过多，又会导致鱼类资源枯竭。竭。第17页/共25页家鼠繁殖力极强，善于家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？施控制家鼠数量？有害生物的控制有害生物的控制K值值cba-灭鼠灭鼠 方法方法1:1:药物杀死老鼠、药物杀死老鼠、安放捕鼠夹安放捕鼠夹方法方法2:2:清除垃圾，严密储存食物、清除垃圾，严密储存食物、增加天敌等增加天敌等降低降低K值，最有效值，最有效NK2第18页/共25页四、研究种群数量变化的意义四、研究种群数量变化的意义2.2.种群数量在种群数量在K/2K/2值时值时 种群增长率最大种群增长率最大3.3.种群数量小于种群数量小于K/2K/2值时值时 种群增长率增加种群增长率增加1.1.种群数量达到种群数量达到K K值时值时 种群增长率为零种群增长率为零捕捞业捕捞业草场上放牧量应小于草场上放牧量应小于K K值值4.4.种群数量大于种群数量大于K/2K/2值时值时 种群增长率降低种群增长率降低 害虫防治害虫防治提高提高/降低降低环境容纳量环境容纳量第19页/共25页qT1T1T2T0种种群群增增长长速速率率某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率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（随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（）A.A.在在T0-T2T0-T2时，种群数量呈时，种群数量呈“J J”型增长型增长 B.B.若在若在T2T2时种群的数量为时种群的数量为N N，则在，则在T1T1时种群的时种群的数量为数量为N/2N/2；C.C.捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为T2T2时时 D.D.在在TI-T2TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。时，该鱼种群数量呈下降趋势。B第20页/共25页第三节第三节 种群数量的波动及调节种群数量的波动及调节一、种群数量的波动一、种群数量的波动 1.1.种群的种群的非周期波动非周期波动（浙科版（浙科版P78P78）1913-19611913-1961我国蝗虫的种群数量变化我国蝗虫的种群数量变化洪泽湖区东亚飞蝗洪泽湖区东亚飞蝗5050年中的种群数量波动，年中的种群数量波动，属不规则型，其大发生与干旱有密切关系。属不规则型，其大发生与干旱有密切关系。第21页/共25页第三节第三节 种群数量的波动及调节种群数量的波动及调节一、种群数量的波动一、种群数量的波动 2.2.种群的种群的周期波动周期波动（浙科版（浙科版P78P78）分布于我国黑龙江伊春林区的棕背平分布于我国黑龙江伊春林区的棕背平3 34 4年的周期性数量波动。年的周期性数量波动。第22页/共25页种群数量的周期波动种群数量的周期波动冻原上的旅鼠每隔冻原上的旅鼠每隔3 34 4年出现一次数量高峰。高年出现一次数量高峰。高峰到来时，当地植被遭到严重破坏，饥饿驱使的峰到来时，当地植被遭到严重破坏，饥饿驱使的旅鼠不分昼夜地外出觅食，大量死于捕食动物的旅鼠不分昼夜地外出觅食，大量死于捕食动物的爪牙下，有时还出现旅鼠集体跳海的现象，于是，爪牙下，有时还出现旅鼠集体跳海的现象，于是，旅鼠种群数最便急剧下降。以后再过旅鼠种群数最便急剧下降。以后再过3 34 4年又出年又出现另一次高峰。现另一次高峰。以旅鼠为食的北极狐也有以旅鼠为食的北极狐也有3 34 4年的周期性数量变年的周期性数量变动的现象，其数量高峰总出现在旅鼠大发生之后。动的现象，其数量高峰总出现在旅鼠大发生之后。美洲兔的种群数量有美洲兔的种群数量有10101111年的周期性波动，其年的周期性波动，其天敌猞猁也随之而出现天敌猞猁也随之而出现10101111年的周期性数量变年的周期性数量变动。动。（浙科版P79图）第23页/共25页第三节第三节 种群数量的波动及调节种群数量的波动及调节二、二、种群数量波动的调节因素：种群数量波动的调节因素：1.1.外源性调节因素：外源性调节因素：气候（温度、湿度）：气候（温度、湿度）：例：例：3838高温高温蚜虫种群数量下降蚜虫种群数量下降 降雨量降雨量影响沙漠啮齿动物、鸟类种群数影响沙漠啮齿动物、鸟类种群数量量 食物食物 例：长耳鸮孵窝率受食物雪兔数量影响例：长耳鸮孵窝率受食物雪兔数量影响 意义：生物防治：意义：生物防治：七星瓢虫七星瓢虫-蚜虫，灰喜鹊蚜虫，灰喜鹊-松毛松毛虫虫 2.2.内源性调节因素内源性调节因素(内源性调节内源性调节-内分泌调节内分泌调节)领域行为领域行为（调节种群密度）（调节种群密度）调节的意义：使种群数量得以增长调节的意义：使种群数量得以增长第24页/共25页感谢您的观看。第25页/共25页