高中生物生物群落基本單位——種群備課蘇教必修PPT課件

1、時(shí)間（時(shí)間（min）細(xì)胞數(shù)細(xì)胞數(shù)020406080100202122232425分裂分裂細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量第1頁/共19頁一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：分鐘分裂繁殖一代。討論：n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)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？量是多少？在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這在一個(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(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？

2、解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216 細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長(zhǎng)?？梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。 第2頁/共19頁將數(shù)學(xué)公式（將數(shù)學(xué)公式（Nn2n）變?yōu)榍€圖）變?yōu)榍€圖時(shí)間時(shí)間分鐘分鐘20 40 60 80 100 120 140 160 180細(xì)菌細(xì)菌數(shù)量數(shù)量 曲線圖與數(shù)學(xué)方程曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？直觀，直觀，但不夠精確。但不夠精確。2 4 8 16 32 64 128 256 512第3頁/共19頁觀察研究對(duì)象，觀察研究對(duì)象，提出問題提出問題提出合理的假設(shè)提出合理的假設(shè)通過進(jìn)

3、一步的實(shí)驗(yàn)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)細(xì)胞每細(xì)胞每20min20min分裂一次分裂一次資源空間無限多，細(xì)資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響群密度增加的影響觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正進(jìn)行檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)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)模型一般包括以學(xué)形式建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：下步驟：第4頁/共

4、19頁自然界確有類自然界確有類似的細(xì)菌在理想條似的細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線曲線來表示，曲線大致呈大致呈“”型型二、種群增長(zhǎng)的二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線型曲線第5頁/共19頁“ J ”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型 1 1、產(chǎn)生條件：、產(chǎn)生條件： 理想狀態(tài)理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；適宜，沒有敵害等； （ N N0 0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t t為時(shí)間，為時(shí)間，N Nt t表示表示t t年后該種群的數(shù)量，年后該種群

5、的數(shù)量，為年均增長(zhǎng)率。）為年均增長(zhǎng)率。） 2 2、種群、種群 “ J J ”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式：型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的年是第一年的倍。倍。第6頁/共19頁 例：我國(guó)自例：我國(guó)自13931990年以來人口年以來人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：以上人口增長(zhǎng)曲線符合哪種類型？以上人口增長(zhǎng)曲線符合哪種類型？ 按照此曲線發(fā)展下去將會(huì)出現(xiàn)什么按照此曲線發(fā)展下去將會(huì)出現(xiàn)什么狀況，鑒于我國(guó)人口的現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)采取什狀況，鑒于我國(guó)人口的現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)采取什么措施？么措施？年份年份1393157817641849192819

6、821990億0.60.62.04.14.710.311.6第7頁/共19頁存在環(huán)境阻力存在環(huán)境阻力自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）食物等資源食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高低，死亡率增高 當(dāng)出生率與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)當(dāng)出生率與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平第8頁/共19頁 例例 生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)種群經(jīng)過一定種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，時(shí)間的增長(zhǎng)后，曲線，稱為曲線

7、，稱為“S”型曲線型曲線大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線P67第9頁/共19頁種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K K值）后，值）后，將停止增長(zhǎng)并在將停止增長(zhǎng)并在K K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。 A三、種群增長(zhǎng)的三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線型曲線第10頁/共19頁A第11頁/共19頁1 1、同一種群的、同一種群的K K值是固定不變的嗎？值是固定不變的嗎？2 2、對(duì)大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？、對(duì)大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？3 3、對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)采取什、對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)采取什 么措施？從環(huán)境容納量的角度看，能么措施？從環(huán)境容納量的角度看，能 得到

8、什么啟發(fā)？得到什么啟發(fā)？4 4、種群數(shù)量達(dá)到、種群數(shù)量達(dá)到K K值時(shí)，都能在值時(shí)，都能在K K值維持值維持 穩(wěn)定嗎？穩(wěn)定嗎？ 對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少容納量，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，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(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天

9、敵，等等。天敵，等等。 第12頁/共19頁 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在大多數(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，甚至滅亡。不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)?xùn)|亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)第13頁/共19頁 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入種群的數(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。群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。環(huán)境因素環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群的出生率、死亡率、遷出和

10、遷入種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化氣候、食物、被捕食、傳染病等氣候、食物、被捕食、傳染病等增或減增或減增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素影響種群數(shù)量變化的因素第14頁/共19頁（1 1）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。 （2 2）為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群）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)。數(shù)量、適時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。 （3 3）通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為害蟲的）通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為害蟲的預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。（4 4）有利于對(duì)瀕危動(dòng)物

11、種群的拯救和恢復(fù)。）有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。第15頁/共19頁云豹的保護(hù)云豹的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)野豬的保護(hù)野豬的保護(hù)救護(hù)被困的鯨魚救護(hù)被困的鯨魚全力防蝗減災(zāi)全力防蝗減災(zāi)第16頁/共19頁如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和如果種群處在一個(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(zhǎng)曲線是空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體的增長(zhǎng)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。如果將該種群置于的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長(zhǎng)曲線是有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長(zhǎng)曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示示 。影響種群密度的因素影響種群密度的因素有有 。A過度繁殖過度繁殖B通過生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量通過生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量出生率、死亡率、遷入、出生率、死亡率、遷入、遷出、性別比、年齡組遷出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、成、氣候、食物、天敵、人類活動(dòng)等人類活動(dòng)等時(shí)間時(shí)間種種群群數(shù)數(shù)量量AB第17