4－2種群數(shù)量的變化

1、1,第二節(jié)　種群數(shù)量的變化,2,細(xì)菌的分裂生殖,3,,020406080100,202122232425,分裂,細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量,問題探討,4,一、建構(gòu)種群增長模型的方法,在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：①n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？②72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？③在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？,Nn＝２n

2、,解：n＝ 60min x72h／20min＝216　　Nn＝２n ＝2216,③細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長?？梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。,5,,將數(shù)學(xué)公式（Nn＝2n）變?yōu)榍€圖,曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？,,直觀，但不夠精確。,2 4 8 16 32 64 128 256 512,6,數(shù)學(xué)模型：用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式．建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：,觀察研究對(duì)象，提出問題,

3、,細(xì)胞每20min分裂一次,,資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長不受種群密度增加的影響,,,Nn＝２n,,觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正,,,7,8,實(shí)例一：1859年，一位英國人來到澳大利亞定居，他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代竟達(dá)到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破壞，導(dǎo)致水土流失。后來，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數(shù)量得到控制。,9,,討論：1

4、、野兔種群增長的原因有哪些？ 2、如果用N0表示野兔種群的起始數(shù)量，用λ表示野兔種群數(shù)量每年的增長倍數(shù)，用Nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么， Nt為多少？,10,實(shí)例二：在20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國的一個(gè)島嶼。在1937－1942年期間，這個(gè)種群數(shù)量的增長如下圖所示。,如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈什么型？,11,自然界確有類似的細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種

5、群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈“Ｊ”型．,種群數(shù)量,時(shí)間,二、種群增長的“J”型曲線,12,二、種群增長的“J”型曲線,①產(chǎn)生條件：,理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有天敵等；,②增長特點(diǎn)：,種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍。,③量的計(jì)算：t年后種群的數(shù)量為,Nt=N0 λt,（N0為起始數(shù)量， t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長率．）,13,問題探討,在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)

6、一直按照這個(gè)公式增長嗎？為什么？如何驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)？,不會(huì)。原因是資源和空間是有限的。,生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如圖所示的結(jié)果。,14,思考：1、曲線形狀象什么？其種群達(dá)到基本穩(wěn)定的數(shù)量值稱為什么？,“S”型曲線,2、大草履蟲數(shù)量增長過程如何？,三、種群增長的“S”型曲線,,,K值,15,種群增長逐漸減慢,種群數(shù)量大于K/2值時(shí)

7、，,三、種群增長的“S”型曲線,,,K值,種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，,種群增長停止,種群數(shù)量在 K/2值時(shí)，,種群增長最快,種群數(shù)量小于K/2值時(shí)，,種群增長逐漸加快,K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。,K/2,16,思考討論,1、為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平?為什么？,根據(jù)種群增長的S型曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平。這是

8、因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長量最大 。,2、對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？,從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。,17,3、同一種群的K值是固定不變的嗎？K值會(huì)隨環(huán)境條件的變化而變化。4、種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的

9、，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。,18,三、種群增長的“S”型曲線,①產(chǎn)生條件：,自然條件(現(xiàn)實(shí)狀態(tài))——食物等資源和空間總是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競爭不斷加劇，天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。,②增長特點(diǎn)：,種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值），將停止增長并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。,存在環(huán)境阻力,種群密度越大 環(huán)境阻力越大,19,比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別,,環(huán)境資源無限,環(huán)境資源有限

10、,保持穩(wěn)定,先升后降,無，持續(xù)保持增長,有K值,20,用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J”、“S”曲線,1、“J”型曲線用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析表明生物具有過度繁殖的特性。2、圖中陰影部分表示：環(huán)境阻力； 用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指：通過生存斗爭被淘汰的個(gè)體數(shù)量，也即代表自然選擇的作用。,“J”型曲線表明生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？,21,四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降,大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至

11、滅亡。,東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng),22,四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降,種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。,環(huán)境因素,種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率,種群數(shù)量的變化,,,影響種群數(shù)量變化的因素,23,五、研究種群數(shù)量變化的意義,1、為野生生物資源的合理利用及保護(hù)提供理論指導(dǎo) 。 既要使生物資源的產(chǎn)量達(dá)到最大，又不危害生物資源的可持續(xù)發(fā)展，砍伐、捕撈、狩獵后

12、，保證種群的增長速率為最大值。2、為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。3、通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為有害生物的預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。 降低環(huán)境的負(fù)荷量（K值）。如鼠害防治可通過嚴(yán)密封存糧食、清除生活垃圾、保護(hù)老鼠的天敵等措施來降低K值。4、為引進(jìn)外來物種提供理性的思考。 必須考慮所引入的外來物種是否會(huì)構(gòu)成對(duì)原來物種的危害，即是否會(huì)構(gòu)成生物入侵。,24,云豹的保護(hù),蒼鷺的保護(hù),

13、野豬的保護(hù),救護(hù)被困的鯨魚,全力防蝗減災(zāi),25,課堂小結(jié),一、建構(gòu)種群增長模型的方法二、種群增長的“J”型曲線三、種群增長的“S”型曲線四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降五、研究種群數(shù)量變化的意義,26,,如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體的增長曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化的觀點(diǎn)分析，這是由于生物具有 的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)

14、境中，種群的數(shù)量增長曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示 。影響種群密度的因素有 。,A,過度繁殖,B,通過生存斗爭被淘汰的個(gè)體數(shù)量,出生率、死亡率、遷入

15、、遷出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、人類活動(dòng)等,27,在一個(gè)相對(duì)封閉的小型牧場內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個(gè)羊群數(shù)量會(huì) A、維持在一個(gè)水平上 B、不斷下降C、緩慢上升 D、迅速上升,A,28,下列因素能引起種群密度增大的有 ?！　、種群中幼年個(gè)體增多　　 B、種群性別比例改變　　　　C、環(huán)境中溫度條件

16、適宜　　 D、種群中幼年個(gè)體減少　　E、環(huán)境中天敵增多　　　 F、寄生生物減少,Ａ?。?F,29,“食人魚”是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域，就會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以下哪種曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn),Ａ B C D,,,,,,,,,,A,,,,30,下圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源