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1、种群数量的变化,问题探讨,假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。,2n代细菌数量的计算公式是：372小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,Nn2n,解：n 60 min 72 h20 min216Nn2n 2 216,4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。,将数学公式（N=2n)变为曲线图,曲线图与数学方程式比较，有哪些 优缺点？,曲线图：更直观(不够精确)数学方程式
2、：更精确（不够直观）,思考,描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。,数学模型,概念:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。,一、建构种群增长模型的方法,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,坐标式（曲线图、柱状图）,表现形式:,方程式精确,曲线图直观,曲线图、柱状图,建立数学模型一般包括以下步骤：,观察研究对象，提出问题,细菌每20min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,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,细菌的数量个,此曲线只是对理想条件下细菌数量增长的推测。自然界中有此类型吗？,二、种群增长的“J”型曲线,实例1：澳
3、大利亚本来并没有兔子。1859年，24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，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大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。,实例2：凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡。,实例3:20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,通过上述三个实例可以看出，自然界
4、确有类似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来表示，曲线则大致呈“J”型。,如果种群的起始数量不是1个，而是N0如果每经历一个繁殖期后，子代种群数量是原来的倍.如果繁殖一代的时间是确定的，t代表繁殖周期的代数,构建普遍种群增长的数学模型,如果种群的起始数量为N0，并且第二代的数量是第一代的倍，那么：一代后种群数量N1_，两代后种群数量N2_，,N0,N0 2,N0 t,J型曲线,t代后种群数量Nt=_,（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）,呈现“J”型数量增长的两种情况：新物种迁入一个新的适宜
5、环境的开始阶段或实验室(理想)条件下。,特点：种群的增长率不变，增长速率不断增大。,增长速度越来越快,增长速度v(个/20min),2,4,8,16,32,64,128,256,512,4-2=2,4,8,16,32,64,128,256,增长率r(个/20min个),增长率稳定,(4-2)/2=1,1,1,1,1,1,1,1,0,种群增长的“J”型曲线,食物充足,空间充裕,环境适宜,没有敌害,资源无限指数生长,理想条件下的种群增长模型,种群增长的型曲线,思考,理想化的情况在自然界中并不存在。那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？,在大自然中,食物有限,空间有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕
6、食,环境阻力,思考,在自然界中，种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？,食物等资源和空间有限，种内斗争不断加剧，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,当出生率与出死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平,四、种群增长的“S”型曲线,1.产生条件：,有实例证明吗？,大草履虫数量增长过程如何？,高斯（Gause，1934）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，经过反复实验，结果如下：,高斯对大草履虫种群研究的实验,（1）问题探讨：,“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。,该实验中在第 天时增长速率最快。,环境容纳
7、量（又称）：在环境条件 的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。,趋于稳定,2、3,K值,不受到破坏,k/2,2.特点：种群的增长速率先增加，后减少，在k/2时最大；增长率不断减少。种群数量达到K值时两者皆为0。,种群增长的“S”型曲线,k/2,例(05全国卷I）为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是因为在这个水平上 A.种群数量相对稳定 B.种群增长量最大 C.种群数量最大 D.环境条件所允许的种群数量最大,K,时间,K/2,种群数量,种群增长的“J”型曲线,种群增长的“S”型曲线,0,
8、100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,时间/天,酵母数,环境阻力,食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候不适寄生虫传染病等,K值:环境容纳量,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。,问题：,种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？,环境条件的改变，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。,理想条件,有限条件,持续增长,增长一段时间后，数量趋于稳定,无,有,“J”型增长和“S”型增长两种模型有何异同？,课堂反馈,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,东亚飞蝗种群数量的
9、波动,在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,种群数量,时间,理想,有限,自然,气候、食物、天敌、传染病、人为因素等,K,五、研究种群数量变化的意义,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,4、为引进外来物种提供理性的思考。,3、拯救和恢复
10、濒危动物种群,对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？,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，等等。,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,思考,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,思考,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,讨论如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体的增长曲线是，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有_ 的特征.如果将该种群置于有限的环境中，
11、种群的数量增长曲线是，用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表示。影响种群密度的因素有。,时间,种群数量,A,B,A,过度繁殖,B,通过生存斗争被淘汰的个体数量,出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比例、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等,图414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)图中表示种群数量最大的点是_。(2)图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)该种群的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)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?_。,d,2,4,b,b,（07理综I）下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是A通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B达到K值时种群增长率为零C种群增长受自身密度的影响 D种群的增长速度逐步降低,D,如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是 K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值在K值时，种群的增长率最大如果不考虑迁入迁出等其它因素，在K值时出生率等于死亡率假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量 A.B.C.D.,B,
