根据种群增长的S型曲线学习教案.pptx
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1、会计学1根据根据(gnj)种群增长的种群增长的S型曲线型曲线第一页,共58页。Nn2nn n代细菌代细菌(xjn)(xjn)数量的计算公式是:数量的计算公式是:一建构一建构(jinu)种群增长模型的方法种群增长模型的方法数学模型数学模型:用来用来(yn li)(yn li)描述一个系统或它的性质的数学形式描述一个系统或它的性质的数学形式以时间为横坐标,细菌数量以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌的数量为纵坐标,画出细菌的数量增长曲线。增长曲线。第1页/共57页第二页,共58页。细菌细菌(xjn)每每20min分裂分裂一次一次在资源和空间无限在资源和空间无限(wxin)多的环境中,细菌种群
2、的增多的环境中,细菌种群的增长不会受种群密度增加的影长不会受种群密度增加的影响响Nn=2n,N代表细菌代表细菌(xjn)数量,数量,n表示第几表示第几代代观察、统计细菌数量,对自己观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正所建立的模型进行检验或修正研究实例研究实例研究方法研究方法观察研究对象,提出问题观察研究对象,提出问题提出合理的假设提出合理的假设根据实验数据,用适当的根据实验数据,用适当的数数学学形式对事物的性质进行表形式对事物的性质进行表达达通过进一步实验或观察等,通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正第2页/共57页第三页,共58页。实例实例1:澳大
3、利亚本来并没有兔子。:澳大利亚本来并没有兔子。1859年,年,24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到大量繁殖。不到100年,兔子的数量年,兔子的数量(shling)达到达到6亿只以上,遍布整个大陆。亿只以上,遍布整个大陆。第3页/共57页第四页,共58页。实例实例3:20世纪世纪30
4、年代年代(nindi),人们将环颈雉引入美国的人们将环颈雉引入美国的一个岛屿一个岛屿第4页/共57页第五页,共58页。二二“J”型增长型增长(zngzhng)的数学模型的数学模型 1 1、模型、模型(mxng)(mxng)假设:假设:理理想想状状态态食食物物充充足足,空空间间(kngjin)(kngjin)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年后该种群年后该种群的数量,的数量,为该种群数量前一年种群数量的倍数为该种群数量前一年种群数量的倍数)2 2、种群、种群 “J J”型增长的数学模型公式
5、: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。第5页/共57页第六页,共58页。产生产生(chnshng)(chnshng)条条件:件:理理想想(lxing)(lxing)状状态态食食物物充充足足,空空间间充充裕裕,环境适宜,没有敌害等;环境适宜,没有敌害等;增长增长(zngzhng)(zngzhng)特特点:点:种群的增长率是一定的;种群的增长率是一定的;种群数量没有上限;种群数量没有上限;种群增长的型曲线种群增长的型曲线型曲线型曲线增长率曲线增长率曲线时间时间种种群群数数量量第6页/共57页第七
6、页,共58页。高斯:把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中,每隔24小时统计一次数据,经过(jnggu)反复实验,结果如下:种群经过一定时间的增长后,种群经过一定时间的增长后,数量数量(shling)(shling)趋于稳定的增长趋于稳定的增长曲线,称为曲线,称为“S”“S”型曲线型曲线第7页/共57页第八页,共58页。种群种群(zhn qn)(zhn qn)数量达到数量达到K K值时,值时,种群种群(zhn qn)(zhn qn)增长增长(zngzhng)(zngzhng)停止停止种群种群(zhn qn)(zhn qn)数量在数量在 K/2 K/2值时,值时,种群种群(zhn qn)(zhn
7、 qn)增长最快增长最快种群数量小于种群数量小于K/2K/2值时值时种群种群增长逐渐加快增长逐渐加快种群数量大于种群数量大于K/2K/2值时值时种群种群增长逐渐减慢增长逐渐减慢AK/2K/2S型曲线型曲线增长率曲线增长率曲线第8页/共57页第九页,共58页。为了保护为了保护(boh)(boh)鱼类资源不受破坏,鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,应使被捕鱼群并能持续地获得最大捕鱼量,应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平的种群数量保持在什么水平?为什么?为什么?第9页/共57页第十页,共58页。为了保护鱼类资源不受为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,根
8、据种群最大捕鱼量,根据种群增长的增长的S型曲线,应使被型曲线,应使被捕鱼群的种群数量保持捕鱼群的种群数量保持(boch)在在K2水平。水平。这是因为在这个水平上这是因为在这个水平上种群增长率最大种群增长率最大。第10页/共57页第十一页,共58页。提示:从环境容纳量的角度思考,可以采取措施降提示:从环境容纳量的角度思考,可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏(chcng)在安全处,断绝或减少它们的食物来源;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;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养
9、殖或释放它们的天敌,等等。养殖或释放它们的天敌,等等。同一同一(tngy)(tngy)种群的种群的K K值不是固定不变的,会受到环境的影响。值不是固定不变的,会受到环境的影响。思考思考(sko)(sko)怎样做才是最有效的灭鼠措施?怎样做才是最有效的灭鼠措施?第11页/共57页第十二页,共58页。思考思考(sko)怎样怎样(znyng)(znyng)做才是保护大熊猫的根做才是保护大熊猫的根本措施?本措施?建立建立(jinl)自然保护区,自然保护区,改善大熊猫的改善大熊猫的栖息环境,提栖息环境,提高环境容纳量。高环境容纳量。第12页/共57页第十三页,共58页。“J”型曲线型曲线“S”型曲线型曲
10、线形成条件形成条件适用范围适用范围增长率增长率变化变化K值值理想条件下理想条件下资源资源(zyun)无限无限自然条件自然条件(tiojin)下下资源有限资源有限实验室和种群迁入实验室和种群迁入新的环境新的环境(hunjng)中最初中最初的一段时间内的增的一段时间内的增长长一般自然种群一般自然种群的增长的增长不不变变变变化化无无有有K/2K/2第13页/共57页第十四页,共58页。阴影阴影(ynyng)部部分代表分代表因环境阻力而因环境阻力而被淘汰的个体;被淘汰的个体;阴影阴影(ynyng)的的大小代表环境阻大小代表环境阻力的大小。力的大小。总结总结(zngji)第14页/共57页第十五页,共5
11、8页。种群种群(zhnqn)数量的变化:数量的变化:增长,稳定,波动增长,稳定,波动(bdng),下降,下降“J”型曲线和型曲线和“S”型曲线都只研究种群数量型曲线都只研究种群数量的的规律。规律。前者反映的种群增长率是一定的;而后者反映的前者反映的种群增长率是一定的;而后者反映的种群增长率是变化的,种群增长率是变化的,认为认为“S”型曲线的型曲线的开始部分是开始部分是“J”型曲线。型曲线。二种增长方式二种增长方式(fngsh)的差异,主要在于的差异,主要在于的作用。的作用。增长增长不能不能环境阻力环境阻力第15页/共57页第十六页,共58页。东亚飞蝗种群数量东亚飞蝗种群数量(shling)的波
12、动的波动大多数种群的数量总是大多数种群的数量总是(zn sh)在波动之中在波动之中的的种群种群(zhnqn)数量的数量的波动和下降波动和下降第16页/共57页第十七页,共58页。在Faroe Islands上,捕鲸现场(xinchng)成了血的海洋在不利条件之下,还会急剧下降,甚至在不利条件之下,还会急剧下降,甚至(shnzh)(shnzh)灭亡灭亡第17页/共57页第十八页,共58页。影响种群数量变化影响种群数量变化(binhu)(binhu)的的因素因素直接因素直接因素(yn s)(yn s)(内因):内因):间接间接(jin ji)(jin ji)因素(外因):因素(外因):重要因素:人
13、类的活动重要因素:人类的活动出生率、死亡率、迁入率、迁出率出生率、死亡率、迁入率、迁出率食物、气候、传染病、天敌食物、气候、传染病、天敌第18页/共57页第十九页,共58页。探究探究(tnji)培养液中酵母菌种群数量的变培养液中酵母菌种群数量的变化化第19页/共57页第二十页,共58页。第20页/共57页第二十一页,共58页。n n单细胞真核生物单细胞真核生物n n属于兼性厌氧型微生物,有氧时产生二氧化碳和水;属于兼性厌氧型微生物,有氧时产生二氧化碳和水;无氧时产生二氧化碳和酒精。无氧时产生二氧化碳和酒精。n n用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养基的用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培
14、养基的成分,空气,温度,酸碱度等因素的影响。成分,空气,温度,酸碱度等因素的影响。n n在理想的环境在理想的环境(hunjng)(hunjng)中,酵母菌种群的增长呈中,酵母菌种群的增长呈“J”“J”型曲线;型曲线;n n在有限的环境在有限的环境(hunjng)(hunjng)下,酵母菌的种群呈下,酵母菌的种群呈“S”“S”型曲线。型曲线。第21页/共57页第二十二页,共58页。第第 1 1 天天第22页/共57页第二十三页,共58页。第第 4 4 天天第第 6 6 天天第23页/共57页第二十四页,共58页。第第 7 7 天天死亡死亡(swng)第24页/共57页第二十五页,共58页。活菌数
15、活菌数第25页/共57页第二十六页,共58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第26页/共57页第二十七页,共58页。第27页/共57页第二十八页,共58页。对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻两对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻两边及顶角边及顶角(dn jio)(dn jio)计数。计数。第28页/共57页第二十九页,共58页。B练习练习(linx)第29页/共57页第三十页,共58页。建构种群建构种群(zhnqn)
16、增长数学模型的方法包括以下步骤:增长数学模型的方法包括以下步骤:1.提出提出(tch)合理的假设合理的假设2.对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正3.用适当的数学形式对事物的性质进行表达用适当的数学形式对事物的性质进行表达4.观察研究对象,提出观察研究对象,提出(tch)问题问题A.1234B.2314C.4132D.4123C第30页/共57页第三十一页,共58页。下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生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制使种内斗争(duzhng)增加(增加()AC
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