种群数量的变化

(共30张PPT)
第2节种群数量的变化
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。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
细菌数量（个）
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。
问题探讨：
Nn＝2n
2．n代细菌数量的计算公式是：
3．72小时后，由一个细菌分裂产生的 细菌数量是多少？
解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216
　　Nn＝2n ＝ 2 216
100
200
300
400
500
600
20
40
60
80
100
180
时间/min
0
细菌种群增长曲线
数目/个
　　请以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，在教材P66面绘制细菌增长的曲线图。
一、建构种群增长模型的方法
数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
数学方程式法
坐标曲线法
是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能
是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一
Nn＝2n
数学模型建构的一般过程:
提出问题
作出假设
建立模型
模型的检验与评价
细菌每20min分裂一次
在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
列出表格，根据表格画曲线，推导公式。
Nn=2n ， N代表细菌数量，n表示第几代
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
研究实例
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或 修正
　　某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长1％。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？
Nt＝10×（1+1％）2006-2001
增长的数学模型:
　　在一定条件下，种群的数量以一定的倍数增长，如果第一年数量为No，第2年的数量是第1年的λ倍，则t年以后的种群数量公式为：____________
Nt=Noλ
二、种群增长的“J”型曲线:
实例1：澳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。
　　澳大利亚野兔能以指数形式增长的原因是什么？
①没有天敌。
②充足的食物。
③广阔的生活空间
[思考]
实例2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿，在1937-1942年期间数量变化的曲线
总结：种群增长的Ｊ型曲线
①产生条件：
理想状态——食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；
②增长特点：
种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
③量的计算：t年后种群的数量为
Nt=N0 λt
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率）
[思考]
　　在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？为什么？
不会。
原因：自然界的资源和空间是有限的。
高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5mL 培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h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375个。
环境容纳量
三、“S”型增长曲线
环境容纳量(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。
K值
不受到破坏
　　导致种群不能以J型曲线增长而是以S型曲线增长的原因有哪些？
[思考]
三、“S”型增长曲线
2．种群内部个体竞争会随 着个体数增加而加剧
1．在自然的状态下，生存 空间和食物等资源有限
3．天敌的制约
环境阻力
原因：
①环境阻力和环境容纳量有什么关系？ ②如何增大种群的K值或减少K值？
家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加1.47%
　　①理论上，在某一区域，10只家鼠在100天后的数量将会达到多少？
　　②你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数量才是最有效的？
10×(1+1.47%)100
　　降低环境容纳量，即减少家鼠的活动范围和食物来源
[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。
[思考]
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平 为什么？
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种群增长量最大 。
两种曲线的比较
　　种群在没有环境阻力的条件下呈现“J”型增长，实际上是“S”型增长的最初阶段，“J”型增长是一定时间内的增长方式，最终是以“S”型增长结束，这是生态因素和物种本身相互影响的结果。
项目 “J”型曲线 “S”型曲线
前提条件 环境资源无限 环境资源有限
种群增长率 保持稳定 随种群密度上升而下降
K值 (环境负荷量) 无K值 种群数量在K值上下波动
四、种群数量的波动和下降
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
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
　　1．在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是
B
　　2．下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（ 　　 ）
A．CD段（增长速度慢）
B．DE段（速度加快）
C．EF段（变化速率加快）
D．FG段（速度逐渐变慢）
D
　　3.（广东广西河南2002）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ 　　）
D