《種群數(shù)量的變化》教學課件

第2節(jié)

種群數(shù)量的變化第2節(jié)

種群數(shù)量的變化1問題探討：在營養(yǎng)和生

存空間沒有限制的條件

下，某細菌每20min就

能過分裂繁殖一代。

思考討論：〔假設開場有1個細菌〕〔1〕第1代細菌有多少個？

第2代呢？第3代呢？〔2〕第n代呢？〔3〕72h后細菌有多少個？

248Nn＝２nN=2216問題探討：在營養(yǎng)和生

存空間沒有限制的條件

下，某細菌每2021、概念:

用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式.3、數(shù)學模型的表現(xiàn)形式:〔1〕函數(shù)〔2〕曲線圖準確更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢2、建構(gòu)數(shù)學模型的一般步驟：

→

→

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→

。提出問題作出假設實驗數(shù)據(jù)數(shù)學表達檢驗或修正一、建構(gòu)種群增長模型的方法1、概念:

用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式.3、3細菌種群增長模型1、函數(shù)(公式)表示：2、曲線圖表示：〔根據(jù)以上公式，填寫下表，并繪出曲線〕Nn＝２n〔N代表細菌數(shù)量，n代表“代〞〕細菌種群增長模型1、函數(shù)(公式)表示：2、曲線圖表示：Nn＝4時間(min)20406080100120140160180細菌數(shù)量248163264128256512100200300400500動動手，嘗試建立一個數(shù)學模型：請你算出一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量，并填入下表，并畫出細菌的種群增長曲線：時間(min)204060801001201401601805同數(shù)學方程式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？曲線圖表示的數(shù)學模型不夠準確。思考：種群數(shù)量增長在什么條件下才符合這個模型，為什么？優(yōu)點:可以反映出未來的動態(tài)變化趨勢.同數(shù)學方程式相比，曲線圖表示的模型有什么曲線圖表示的數(shù)學模型6

自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈Ｊ型．二．種群增長的Ｊ型曲線種群數(shù)量時間自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果7“J〞型增長實例：澳大利亞兔災1859年，24只野兔6億只以上的野兔一個世紀后“J〞型增長實例：澳大利亞兔災1859年，24只野兔8水葫蘆水葫蘆9環(huán)頸雉實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化環(huán)頸雉實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化10實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化11環(huán)頸雉“J〞型曲線中實際變化為“Z〞型，是什么原因？環(huán)頸雉越冬死亡率加大，使每年春季的個體數(shù)量低于前一年秋季的個體數(shù)量。環(huán)頸雉“J〞型曲線中實際變化為“Z〞型，環(huán)頸雉越冬死亡率加大12這幾個實例中，種群呈“J〞型增長的原因有哪些？食物和空間條件充裕;沒有天敵;氣候適宜等.這幾個實例中，食物和空間條件充裕;13與社會的聯(lián)系：查一查歷年來世界人口增長數(shù)據(jù)，分析人口增長是否呈“J〞型曲線？與社會的聯(lián)系：查一查歷年來世界人口增長數(shù)據(jù)，分析人口增14種群數(shù)量“J〞型增長的數(shù)學模型模型假設：在食物和空間條件充裕，沒有天敵，氣候適宜等條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。建立模型：t年后種群的數(shù)量：Nt

＝N0λt參數(shù)意義：Nt------t年后種群的數(shù)量；N0------種群初始數(shù)量；

λ------種群每年增長倍數(shù)。種群數(shù)量“J〞型增長的數(shù)學模型模型假設：在食物和空間條件充裕15“J〞型曲線小結(jié)：①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)②增長特點：

種群增長率不變③數(shù)量的計算：t年后種群的數(shù)量為

Nt=N0

λt

④例子：實驗室條件下、外來物種入侵、遷移入新環(huán)境種群數(shù)量時間“J〞型曲線小結(jié)：①產(chǎn)生條件：理想狀態(tài)②增長特點：種群16①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力自然條件〔現(xiàn)實狀態(tài)〕——食物等資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內(nèi)競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高。當出生率與死生率相等時，種群的增長就會停頓，有時會穩(wěn)定在一定的水平。三．種群增長的“Ｓ〞型曲線①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力自然條件〔現(xiàn)實狀態(tài)〕——食物等資17[例]生態(tài)學家高斯的實驗：得出一個大草履蟲種群的增長曲線。[例]生態(tài)學家高斯的實驗：得出一個大草履蟲種群的增長曲線。18種群增長的“S〞型曲線A概念：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S〞型曲線。種群增長的“S〞型曲線A概念：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量19②增長特點：

種群數(shù)量到達環(huán)境所允許的最大值〔K值〕后，將停頓增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中能所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱Ｋ值．②增長特點：種群數(shù)量到達環(huán)境所允許的最大值〔K值〕后，20同一種群的K值是固定不變的嗎？不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。同一種群的K值是固定不變的嗎？不是固定不變的，會受到環(huán)境的影21種群的實際增長率A中間的虛線代表什么？種群的實際增長率A中間的虛線代表什么？22影響因素:氣候、食物、被捕食、傳染病、人類活動等種群數(shù)量變化的類型：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡增長，穩(wěn)定，波動、下降等四．種群數(shù)量的波動和下降影響因素:種群數(shù)量變化的類型：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中23東亞飛蝗種群數(shù)量的波動東亞飛蝗種群數(shù)量的波動24〔1〕有利于野生生物資源的合理利用及保護?！?〕為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時捕撈、采伐等提供理論指導?！?〕通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預測及防治提供科學依據(jù)。五．研究種群數(shù)量變化的意義〔1〕有利于野生生物資源的合理利用及保護?！?〕為人工養(yǎng)殖25假設你父親承包了一個水庫養(yǎng)魚蝦，如果一次投放的幼苗過多或延遲捕撈，由于環(huán)境的負載能力限制，都不能到達效益的最優(yōu)化；相反，如果大量捕撈，使魚蝦數(shù)量大大減少，其種群往往要經(jīng)過相當長的延滯期才能進入指數(shù)增長期，對生產(chǎn)極為不利。哪什么時候是捕撈的最正確數(shù)量期。一般將種群的數(shù)量控制在環(huán)境容納量的一半，即1/2Ｋ值時，此時種群增長速度最快，可提供的資源數(shù)量也最多，而又不影響資源的再生。假設你父親承包了一個水庫養(yǎng)魚蝦，如果一次投放的26對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在平安處，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。思考與討論：對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？從環(huán)境容納量的角度思考，能得到什么啟發(fā)嗎？注意，家鼠的繁殖能力很強，種群數(shù)量每天可增加1.47%。對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、思考與討論：對家鼠27A細菌的數(shù)量／個Ｊ型曲線S〞型曲線A細菌的數(shù)量／個Ｊ型曲線S〞型曲線28種群數(shù)量增長的“J〞型曲線與“S〞型曲線的比較J型曲線S型曲線存在條件增長率有無K值影響因素理想條件

自然條件

穩(wěn)定不變

先上升后下降

無有出生率、死亡率很多因素〔環(huán)境阻力〕種群數(shù)量增長的“J〞型曲線與“S〞型曲線的比較J型曲線29第2節(jié)

種群數(shù)量的變化第2節(jié)

種群數(shù)量的變化30問題探討：在營養(yǎng)和生

存空間沒有限制的條件

下，某細菌每20min就

能過分裂繁殖一代。

思考討論：〔假設開場有1個細菌〕〔1〕第1代細菌有多少個？

第2代呢？第3代呢？〔2〕第n代呢？〔3〕72h后細菌有多少個？

248Nn＝２nN=2216問題探討：在營養(yǎng)和生

存空間沒有限制的條件

下，某細菌每20311、概念:

用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式.3、數(shù)學模型的表現(xiàn)形式:〔1〕函數(shù)〔2〕曲線圖準確更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢2、建構(gòu)數(shù)學模型的一般步驟：

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。提出問題作出假設實驗數(shù)據(jù)數(shù)學表達檢驗或修正一、建構(gòu)種群增長模型的方法1、概念:

用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式.3、32細菌種群增長模型1、函數(shù)(公式)表示：2、曲線圖表示：〔根據(jù)以上公式，填寫下表，并繪出曲線〕Nn＝２n〔N代表細菌數(shù)量，n代表“代〞〕細菌種群增長模型1、函數(shù)(公式)表示：2、曲線圖表示：Nn＝33時間(min)20406080100120140160180細菌數(shù)量248163264128256512100200300400500動動手，嘗試建立一個數(shù)學模型：請你算出一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量，并填入下表，并畫出細菌的種群增長曲線：時間(min)2040608010012014016018034同數(shù)學方程式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？曲線圖表示的數(shù)學模型不夠準確。思考：種群數(shù)量增長在什么條件下才符合這個模型，為什么？優(yōu)點:可以反映出未來的動態(tài)變化趨勢.同數(shù)學方程式相比，曲線圖表示的模型有什么曲線圖表示的數(shù)學模型35

自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈Ｊ型．二．種群增長的Ｊ型曲線種群數(shù)量時間自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果36“J〞型增長實例：澳大利亞兔災1859年，24只野兔6億只以上的野兔一個世紀后“J〞型增長實例：澳大利亞兔災1859年，24只野兔37水葫蘆水葫蘆38環(huán)頸雉實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化環(huán)頸雉實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化39實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化實例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化40環(huán)頸雉“J〞型曲線中實際變化為“Z〞型，是什么原因？環(huán)頸雉越冬死亡率加大，使每年春季的個體數(shù)量低于前一年秋季的個體數(shù)量。環(huán)頸雉“J〞型曲線中實際變化為“Z〞型，環(huán)頸雉越冬死亡率加大41這幾個實例中，種群呈“J〞型增長的原因有哪些？食物和空間條件充裕;沒有天敵;氣候適宜等.這幾個實例中，食物和空間條件充裕;42與社會的聯(lián)系：查一查歷年來世界人口增長數(shù)據(jù)，分析人口增長是否呈“J〞型曲線？與社會的聯(lián)系：查一查歷年來世界人口增長數(shù)據(jù)，分析人口增43種群數(shù)量“J〞型增長的數(shù)學模型模型假設：在食物和空間條件充裕，沒有天敵，氣候適宜等條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。建立模型：t年后種群的數(shù)量：Nt

＝N0λt參數(shù)意義：Nt------t年后種群的數(shù)量；N0------種群初始數(shù)量；

λ------種群每年增長倍數(shù)。種群數(shù)量“J〞型增長的數(shù)學模型模型假設：在食物和空間條件充裕44“J〞型曲線小結(jié)：①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)②增長特點：

種群增長率不變③數(shù)量的計算：t年后種群的數(shù)量為

Nt=N0

λt

④例子：實驗室條件下、外來物種入侵、遷移入新環(huán)境種群數(shù)量時間“J〞型曲線小結(jié)：①產(chǎn)生條件：理想狀態(tài)②增長特點：種群45①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力自然條件〔現(xiàn)實狀態(tài)〕——食物等資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內(nèi)競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高。當出生率與死生率相等時，種群的增長就會停頓，有時會穩(wěn)定在一定的水平。三．種群增長的“Ｓ〞型曲線①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力自然條件〔現(xiàn)實狀態(tài)〕——食物等資46[例]生態(tài)學家高斯的實驗：得出一個大草履蟲種群的增長曲線。[例]生態(tài)學家高斯的實驗：得出一個大草履蟲種群的增長曲線。47種群增長的“S〞型曲線A概念：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S〞型曲線。種群增長的“S〞型曲線A概念：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量48②增長特點：

種群數(shù)量到達環(huán)境所允許的最大值〔K值〕后，將停頓增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中能所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱Ｋ值．②增長特點：種群數(shù)量到達環(huán)境所允許的最大值〔K值〕后，49同一種群的K值是固定不變的嗎？不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。同一種群的K值是固定不變的嗎？不是固定不變的，會受到環(huán)境的影50種群的實際增長率A中間的虛線代表什么？種群的實際增長率A中間的虛線代表什么？51影響因素:氣候、食物、被捕食、傳染病、人類活動等種群數(shù)量變化的類型：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡增長，穩(wěn)定，波動、下降等四．種群數(shù)量的波動和下降影響因素:種群數(shù)量變化的類型：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中52東亞飛蝗種群數(shù)量的波動東亞飛蝗種群數(shù)量的波動53〔1〕有利于野生生物資源的合理利用及保護?！?〕為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。〔3〕通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預測及防治提供科學依據(jù)。五．研究種群數(shù)量變化的意義〔1〕有利于野生生物資源的合理利用及保護。〔