1、网 讲解人： 时间：2020.5.20 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 第二节 种群数量的变化 第四章 种群和群落 人 教 版 高 中 生 物 必 修 三 培养细菌的培养基大肠杆菌 细菌的繁殖的方式是什么？ 在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌 每20min就通过分裂繁殖一代。 2、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是 多少？ 1、n代细菌数量的数学方程式？ Nn 2n Nn 2216 细菌的繁殖的方式是什么？ 计算1个细菌在不同时间产生后代的数量，并填入下表，然后画出细菌种群数量 增长的曲线。 时间（min ） 204060801001201401601
2、80 细菌数量（ 个） 248163264128256512 细菌数量/个 时间/min204080 100 140 160 180600 曲线图与数学方程式 比较，有哪些优缺点 ？ 100 200 300 400 500 细菌的繁殖的方式是什么？ 数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学模式。为了直观、简便地研究 种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。 构建数学模型的一般步骤： 对模型进行 检验或修正 建立数 学模型 提出合理 的假设 观察对象， 提出问题 数学方程式 坐标曲线图 ：能准确的反应出种群数量的变化。 ：能直观的反应出种群数量增长趋势。 细菌的繁殖的方式是什么？
3、种群数量以什么样的规律在增长？ 如：细菌每20min分裂一次。 在资源和空间无限的环境中，细菌 种群的增长不会受种群密度增加的 影响。 列出表格，根据表格画曲线，推导 公式。 Nn2n 观察、统计细菌的数量，对自己所 建立的模型进行检验或修正。 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 提出合理的假设 观察研究对象， 提出问题 建构细菌种群增长模型： 细菌的繁殖的方式是什么？ 实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了24只野兔。让他没 有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的 野兔与
4、牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引 入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。 二、种群增长的“J”型曲线 实例二：在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在1937 1942年期间，这个环颈雉种群数量的增长如下图所示。 种群数量/个 373840 4142390 500 1000 年份 某岛屿环颈雉种群数量的增长 1500 种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现“J”型曲线。 二、种群增长的“J”型曲线 实例三：世界人口的指数增长曲线 二、种群增长的“J”型曲线 “J”型增长曲线的含义： 种群在理想条件下，即食物和空间充裕、气候适宜、没有天敌等，
5、其增长率不随种群密度变化而 变化，这类增长通常呈指数增长，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲 线大致呈“ J ”型。 种群数量/个 0时间/min 二、种群增长的“J”型曲线 1、模型假设： 理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有天敌等。 2、增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。 “J”型增长曲线的数学模型： 种群数量持续增长 增长率保持不变：（ 1 ） 增长速率越来越快：N0 t（ 1 ） 二、种群增长的“J”型曲线 3、建立模型： N0为起始数量， t为时间，Nt表示t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。 4、模型中各参
6、数的意义： 实验室条件下 外来种群入侵迁入新环境 N1=N0 一年后种群的数量为： 5、适用情形： N2=N1=N02 两年后种群的数量为： Nt=N0 t t年后种群的数量为： 二、种群增长的“J”型曲线 6、决定“J”型曲线的两个因素： N0（起始数量） （根据值可以判断种群数量） Nt=N0 t （值取决于每年的自然出生率与死亡率） 当1时，种群呈“J”型增长；（增长型） 当1时，种群数量稳定；（稳定型） 当01时，种群数量下降；（衰退型） 当0时，种群无繁殖现象，且下一代灭亡。 二、种群增长的“J”型曲线 细菌数量/个 时间/min204080 100 140 160 180600 1
7、00 200 300 400 500 时间（min）20406080100120140160180 细菌数量（个）248163264128256512 Nt N0t 种群数量持续增长 种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。 二、种群增长的“J”型曲线 种群增长速率 时间/min 0 时间（min）20406080100120140160180 细菌数量（个）248163264128256512 增长速率v （个/20min） 增长速度越来越快 现有个体数原有个体数 增长时间 增长速率 248163264128256 种群增长速率：指种群在单位时间内变化的量。 二、种群增长的“J”型曲线
8、 时间（min）20406080100120140160180 细菌数量（个）248163264128256512 增长率r （个/20min 个） 增长率保持不变 种群增长率 时间/min 0 现有个体数原有个体数 原有个体数 增长率 出生率死亡率 1 11111111 种群增长率：指单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比例。 二、种群增长的“J”型曲线 资源和空间有限，若种群密度上升 种内斗争加剧，捕食者增加 出生率降低，死亡率增加 种群增长率下降 种群保持稳定 （条件有限的情况下） 种群在一个现实的环境中时: 环境阻力 三、种群增长的“S”型曲线 高斯实验：生态学家高斯曾经做过这样一个
9、实验：在0.5 mL培养液中放入5个大 草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出下图所示 的结果。从图中可以看出，大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快。第五天 以后基本维持在375个左右。 种群数量/个 245630 100 200 时间/天 大肠杆菌种群的增长曲线 300 1 400K=375 种群经过一定时间的增长 后，数量趋于稳定的增长 曲线，称为“S”型曲线。 三、种群增长的“S”型曲线 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。 种群数量/个 245630 100 200 时间/天 大肠杆菌种群的增长曲线 300 1
10、 400 K=375 种群经过一定时间的增长 后，数量趋于稳定的增长 曲线，称为“S”型曲线。 出生率=死亡率 种群数量相对稳定 种群增长率为零 K值特点 达到最大值后，保持相对稳定 三、种群增长的“S”型曲线 0时间/天 K/2 转折期，增长速率最快 调整期，个体数量较少，增长缓慢 减速期，增长速率缓慢 稳定期，增长速率为零 K值（环境容纳量） 种群数量/个 “S”型种群增长速率的变化特点： 加速期，个体数量增加，增长加速 （消灭害虫的最佳时机） 三、种群增长的“S”型曲线 种群数量 0 时间 种群增长速率 0 时间 a k/2b c b ac k k/2 k 可持续发展 种群再生能力最强
11、种群增长速率最大 K/2值特点 三、种群增长的“S”型曲线 A B 时间 种群数量 图中阴影部分表示环境阻力，也就是通过 生存斗争被淘汰的个体数量。 K值 种群增长曲线的比较： 食物不足 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食 气候不适 寄生虫 传染病等 种群密度越大环境阻力越大 环境阻力 0 三、种群增长的“S”型曲线 （1）同一种群的K值是否固定不变？ 环境条件改变，K值也随之发生改变，即改善环境条件可使K值增大；如环境条件受到破坏，则 K值将会减小。不同物种在同一环境中K值不同。 （2）对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍？（野生生物资源如何保护？ ） 建立自然保护区，改善大熊猫栖息环
12、境，减少环境阻力，提高K值。 “S”型曲线在生产实践中的应用： 三、种群增长的“S”型曲线 （3）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？（有害生物如何防治？） 增大环境阻力，降低环境容纳量（如封储粮食，清除生活垃圾，养殖它们天敌）；严防达到K/2 ，甚至在K/2以前就应采取相应措施。 （4）为保护鱼类资源不受破坏，并持续获得最大捕鱼量，被捕鱼群种群数量保持 在什么水平？（如何开发与利用资源？） 种群数量达到K/2时，种群增长速率最大，再生能力最强；对养殖的生物进行捕捞时，捕捞后的 种群数量要维持在K/2处，以保证持续获取高产量。 三、种群增长的“S”型曲线 东亚飞蝗种群数量的波动 2、特点
13、：大多数种群的数量总是在波动之中，在不利条件之下，还会急剧下降 ，甚至灭亡。 1、种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。 四、种群数量的波动和下降 3、影响种群数量变化的因素： 内部因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等。 外界因素：种间因素和其他非生物因素，如食物、天敌、气候、传染病等。 人为因素：对野生生物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。 4、研究种群数量变化的意义： 野生动物资源的保护和利用。 有害动物的防治。 濒危动物种群的拯救和恢复。 四、种群数量的波动和下降 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
14、限环境下的种群增长） 四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 稳态 稳态 大多数种群的数量总是在波动之中的 五、种群数量的波动和下降 1合理利用和保护野生生物资源 2为防治有害生物提供科学依据 鱼类的捕捞 蝗虫的防治 六、研究种群数量变化的意义 种群增长的J型曲线种群增长的S型曲线 曲线图 模型 时间 种 群 数 量 时间 种 群 数 量 Nt=N0 t 条件 理想条件：即食物和空间充裕， 气候适宜，没有敌害等。 资源和空间有限，种内竞 争加剧，天敌增加 增长率不变不断减小 函数式 六、研究种群数量变化的意义 气候变迁 食性单一 讨论1：试分析大熊猫数量日益减少的原因?你能提出保护大
15、熊猫措施吗？ 自身繁殖率低 栖息地的丧失 提高繁殖率 建立自然保护区， 保护环境 提高环境容纳量 七、研究种群数量变化的实践意义 讨论2：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病,危害极大，应该采取 哪些措施控制家鼠数量？ 七、研究种群数量变化的实践意义 老鼠 机械捕杀 药物捕杀 施用避孕药 养殖或释放天敌 将食物储存在安 全处 降低繁殖率 减少数量 增大环境阻力 降低环境容纳量 打扫卫生硬化地面 七、研究种群数量变化的实践意义 讨论3：我国自13931990年以来人口统计数据如下： 绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。 按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？ 鉴于我国人口的现 状
16、应当采取什么措施？ 年份1393157817641849192819821990 亿0.60.62.04.14.710.311.6 七、研究种群数量变化的实践意义 1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是( ) B 课堂练习 2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： （l）图中的增长曲线是 形，表示K值的一点是 ？ （2）图中表示种群增长速度最快的阶段是 ？ （3）迁入种群第2年后，增长明显加快的原因主要是_ 。 （4）第8年后，种群数量趋于稳定，阻碍种群继续增长环境因素主要有哪些 ：_ 食物减少，天敌增加 s d b 食物充足又无天敌 课堂练习 3、图示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长， 下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是（ ） A当种群数量到达e点后，种群数量增长率为0 B种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后 C图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量 D若该种群在c点时数量为100，则该种群的K值是400 A 课堂练习 网 讲解人： 时间：2020.5.20 MENTAL HEALTH COUNSELING PPT 感谢各位的聆听 第四章 种群和群落 人 教 版 高 中 生 物 必 修 三
