第2节 种群的数量变化-唐海
课件制作：唐课件制作：唐 海海大庆实验中学大庆实验中学知识回顾：知识回顾：种群种群密度密度预测变化方向预测变化方向影响数量变动影响数量变动年龄年龄组成组成性别性别比例比例种群数量种群数量出生率和死亡率出生率和死亡率直接影响直接影响决定种群大小和密度决定种群大小和密度种群特征之间的关系图种群特征之间的关系图课件制作：唐课件制作：唐 海海大庆实验中学大庆实验中学第第2 2节节种群数量的变化种群数量的变化1.细菌是真核生物细菌是真核生物还是原核生物还是原核生物？ 思考回答思考回答2细菌的繁殖的细菌的繁殖的方式是什么？方式是什么？0 0202040406060n n?3细菌繁殖了细菌繁殖了n n代后的数量是多代后的数量是多少？少？细菌增长的数学模型研究细菌增长的数学模型研究4请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。时间时间（min)min)2020 404060608080100100120120140140160160 180180细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128 256512增长速度增长速度v v( (个个/20min)/20min)4-2=248163264128 256增长速度越来越快增长速度越来越快1001002002003003004004005005006006002020 4040 6060 8080 100100180180时间时间时间时间Nt=N0t一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法1.数学模型：数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式是用来描述一个系统或它的性质的数学形式4.数学模型建构的步骤数学模型建构的步骤2.数学模型的表现形式数学模型的表现形式: :数学方程式数学方程式曲线图曲线图3.建构数学模型的意义建构数学模型的意义: :描述、解释和预测种描述、解释和预测种群数量的变化。群数量的变化。数学模型的建构步骤：数学模型的建构步骤： 研究实例研究实例 研究方法研究方法 细菌每细菌每20min分裂一次分裂一次在资源和空间在资源和空间无限多无限多的环的环境中，细菌种群的增长不境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响会受种群密度增加的影响Nn=2nN代表细菌数量，代表细菌数量，n表示第几代表示第几代观察、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提出合理的假设提出合理的假设观察研究对象，提出问题观察研究对象，提出问题根据实验数据，用适当的数学根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达形式对事物的性质进行表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实例实例1：澳大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。不到受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。亿只以上，遍布整个大陆。二、二、种群增长的种群增长的“J”J”型曲线型曲线: :澳澳大大利利亚亚野野兔兔能能指指数数增增长长的的特特殊殊原因是什么呢？原因是什么呢？ 。 没有天敌。没有天敌。充足的食物。充足的食物。广阔的生活空间广阔的生活空间思考思考1： 20世纪世纪30年代，人们将环颈雉年代，人们将环颈雉引入美引入美国华盛顿州国华盛顿州的一个海的一个海岛。岛。19371942年间年间数量增长：数量增长：来自来自生物生物（必修本）第二册（必修本）第二册2000年世界人口年世界人口增长曲线增长曲线我国我国10001990年年人口数量变化人口数量变化“J”J”型增长的数学模型型增长的数学模型: : 在食物和空间条件充裕、气候在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，如果第一数量以一定的倍数增长，如果第一年数量为年数量为No,No,第二年的数量是第一第二年的数量是第一年的年的倍，则倍，则t年以后的种群数量公年以后的种群数量公式为：式为： Nt=Not在有限的资源和空间的条件下，在有限的资源和空间的条件下，种群又是怎样增长的呢种群又是怎样增长的呢你能否预测它的变化你能否预测它的变化课件制作：唐课件制作：唐 海海大庆实验中学大庆实验中学高斯实验：高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5 0.5 mLmL培培养液中放入养液中放入5 5个大草履虫，然后每隔个大草履虫，然后每隔24 h24 h统计一次大草履统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。从虫的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。从上图可以看出，大草履虫在这个实验环境条件下的最大种上图可以看出，大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是群数量是375375个，这就是该实验种群的个，这就是该实验种群的K K值。值。（1 1）问题探讨：）问题探讨： “S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。曲线。 该实验中在第该实验中在第 天时增长率最快。天时增长率最快。 环境容纳量（又称环境容纳量（又称 ）：在环境条件）：在环境条件 的情况下，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。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。 趋于稳定趋于稳定趋于稳定趋于稳定2 2、3 3KK值值值值不受到破坏不受到破坏不受到破坏不受到破坏k/201002003004001234567时间时间/ /天天酵母数酵母数环境阻力环境阻力食物不足食物不足空间有限空间有限种内斗争种内斗争天敌捕食天敌捕食气候不适气候不适寄生虫寄生虫传染病等传染病等K值值:环境容纳量环境容纳量（2 2）种种群群的的“S S”型型增增长长到到K K值值后后不不再再继继续续增加的原因增加的原因：内因是：内因是： 外因是：外因是： 种群的出生率和死亡率、迁入种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等和迁出率相等自然界的资源和空间是有限的自然界的资源和空间是有限的种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线 在食物（养料）在食物（养料）和空间条件充裕、和空间条件充裕、气候适宜、没有敌气候适宜、没有敌害等害等理想条件理想条件下，下，种群的数量往往会种群的数量往往会连续快速连续快速增长增长. . 在食物（养料）在食物（养料）和空间等和空间等有限的条有限的条件件下，种群数量呈下，种群数量呈现现S型型增长趋势增长趋势. .K/2种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线 N0:该种群的起始该种群的起始 数量数量:种群数量是一种群数量是一 年前的倍数年前的倍数Nt = N0tK值：值：环境容纳量环境容纳量k/2处：处：种群增长种群增长 速度最快速度最快种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线 种群增长的种群增长的 “J J”型曲线型曲线种群增长的种群增长的 “S S”型曲线型曲线种群数量增长的种群数量增长的“J”型曲线与型曲线与“S”型曲线的比较型曲线的比较 J型曲线型曲线 S型曲线型曲线存在条件存在条件增长率增长率有无有无K值值影响因素影响因素理想条件理想条件 自然条件自然条件 稳定不变稳定不变 先上升后下降先上升后下降 无无有有出生率、出生率、死亡率死亡率很多因素很多因素（环境阻力）（环境阻力）在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？在现实的生态系统中，种群数量除在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？增长外，还有没有其他变化？课件制作：唐课件制作：唐 海海大庆实验中学大庆实验中学种群数量的变化种群数量的变化种群的数量是种群的数量是经常变化的。经常变化的。种群数量的变种群数量的变化包括增长、化包括增长、波动、稳定和波动、稳定和下降等下降等课件制作：唐课件制作：唐 海海大庆实验中学大庆实验中学1、野生生物资源合理利用和保护、野生生物资源合理利用和保护鱼类鱼类 的捕捞的捕捞2、害虫的防治、害虫的防治蝗虫的防治蝗虫的防治影响种群数量变化的因素有哪些呢？影响种群数量变化的因素有哪些呢？研究种群数量变化有何意义？研究种群数量变化有何意义？直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、传染病、天敌间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动重要因素：人类的活动家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷家鼠繁殖力极强，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？取哪些措施控制家鼠数量？有害生物的控制有害生物的控制老鼠老鼠机械捕杀机械捕杀施用激素施用激素药物捕杀药物捕杀施用避孕药施用避孕药养殖或释放养殖或释放天敌天敌将食物储存将食物储存在安全处在安全处降低降低繁殖率繁殖率减少减少数量数量增大环境阻力增大环境阻力降低环境容纳量降低环境容纳量打扫卫生打扫卫生硬化地面硬化地面时间时间种种群群数数量量1.1.减少数量减少数量机械捕杀机械捕杀药物捕杀药物捕杀时间时间种种群群数数量量1.1.减少数量减少数量机械捕杀机械捕杀药物捕杀药物捕杀J型型环境阻力环境阻力时间时间种种群群数数量量K值值2.2.增大环境阻力降低环境容纳量增大环境阻力降低环境容纳量S型型K值值J型型环境阻力环境阻力时间时间种种群群数数量量2.2.增大环境阻力降低环境容纳量增大环境阻力降低环境容纳量1.1.减少数量：机械捕杀、药物捕杀减少数量：机械捕杀、药物捕杀哪种措施较能从实质上解决问题哪种措施较能从实质上解决问题? ?2.2.增大环境阻力降低环境容纳量：增大环境阻力降低环境容纳量： 养殖或释放天敌、打扫卫生、养殖或释放天敌、打扫卫生、 硬化地面、将食物储存在安全处硬化地面、将食物储存在安全处3.3.降低繁殖率等降低繁殖率等课堂讨论课堂讨论A. 大熊猫食性单一、繁殖率低、大熊猫食性单一、繁殖率低、生活在海拔较高的山岭里，活动范围生活在海拔较高的山岭里，活动范围需求广。需求广。试分析大熊猫数量日益减少的原试分析大熊猫数量日益减少的原因因?你能提出保护大熊猫措施吗？你能提出保护大熊猫措施吗？大熊猫数量日益大熊猫数量日益减少的原因减少的原因？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保护大熊猫的措施？保护大熊猫的措施？提高繁殖率提高繁殖率, ,建立自然保护区，给大熊猫更宽广的建立自然保护区，给大熊猫更宽广的 生活空间，保护环境，改善她们的栖生活空间，保护环境，改善她们的栖 息环境，帮助减少其环息环境，帮助减少其环 境阻力从而提高环境容境阻力从而提高环境容 纳量，是保护大熊猫的纳量，是保护大熊猫的 根本措施。根本措施。C.在渔业捕捞问题上，人们总是希在渔业捕捞问题上，人们总是希望捕到更多的鱼。如果捕捞量长期过高望捕到更多的鱼。如果捕捞量长期过高,种群的数量会发生什么样的变化呢种群的数量会发生什么样的变化呢? 我我们应该怎样来确定们应该怎样来确定合适的捕捞量才能合适的捕捞量才能即不危机鱼类种群即不危机鱼类种群的持续发展的持续发展,又能获又能获得较高的鱼产量得较高的鱼产量?课堂讨论课堂讨论时间时间种种群群数数量量K
