第第2 2节节 种群数量的变化种群数量的变化种群数量的变化(新授)大肠杆菌大肠杆菌种群数量的变化(新授)讨论：讨论：1 1、n n代细菌的数代细菌的数量是多少？量是多少？计算计算公式是什么？公式是什么？2 2、72H72H后，由后，由一个细菌分裂产一个细菌分裂产生的细菌数量是生的细菌数量是多少？多少？解：解：n min xhminNnn nN Nn n n n种群数量的变化(新授)一、构建种群增长模型的方法一、构建种群增长模型的方法种群数量的变化(新授)数学模型：数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数用来描述一个系统或它的性质的数学形式学形式 建立数学模型一般包括以下步骤：建立数学模型一般包括以下步骤：观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题提出合理的假设提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型进行检验或修正根据实验数据，用适根据实验数据，用适当的数学形式对事物当的数学形式对事物的性质进行表达的性质进行表达细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次资源空间无限多，细菌种群资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的的增长不受种群密度增加的影响影响Nn= 2n， N代表细菌代表细菌数量，数量，n表示第几代表示第几代观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型对自己所建立的模型进行检验或修正进行检验或修正种群数量的变化(新授)讨论：讨论：请你计算一个细菌产生的后代在不同时间请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格！的数量，完成表格！4 4、以时间为横坐、以时间为横坐标，细菌数量为纵标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的坐标，画出细菌的种群增长曲线种群增长曲线时间（min)20406080100120140160180分裂次数细菌数量（个）248163264128 256512123456789种群数量的变化(新授)曲线图与数学公式比较，优缺点？曲线图与数学公式比较，优缺点？曲线图：直观，但不够精确。曲线图：直观，但不够精确。数学公式：精确，但不够直观。数学公式：精确，但不够直观。数学公式：数学公式：Nn=1X2n种群数量的变化(新授)1859年，年，24只只野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100100年后年后实例实例1 1：澳大利亚野兔澳大利亚野兔种群数量的变化(新授)例例2 在在20世纪世纪30年代时，人们将年代时，人们将环颈雉引入到美环颈雉引入到美国的一个岛屿。国的一个岛屿。在在19371942年年期间，这个期间，这个环颈环颈雉雉种群的增长大种群的增长大致符合致符合“J”型曲型曲线线种群数量的变化(新授)自然界确有类自然界确有类似的细菌在理想条似的细菌在理想条件下种群数量增长件下种群数量增长的形式，如果以时的形式，如果以时间为横坐标，种群间为横坐标，种群数量为纵坐标画出数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线曲线来表示，曲线大致呈大致呈“”型型二、种群增长的二、种群增长的“J”型曲线型曲线种群数量的变化(新授)“J”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、模型假设：、模型假设： 理理想想状状态态食食物物充充足足，空空间间不不限限，气气候适宜，没有敌害等；候适宜，没有敌害等；（N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t年后该种年后该种群的数量，）群的数量，） 2 2、种群、种群 “ “J”J”型增长的数学模型公式：型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种种群群的的数数量量每每年年以以一一定定的的倍倍数数增增长长，第第二年是第一年的二年是第一年的倍。倍。种群数量的变化(新授)种群数量的变化(新授)中国水利网宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满水葫芦水葫芦的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失“家园”。 种群数量的变化(新授) 例：我国自例：我国自13931990年以来人口年以来人口统计数据如下：统计数据如下：以上人口增长曲线符合哪种类型？以上人口增长曲线符合哪种类型？ 按照此曲线发展下去将会出现什么按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？么措施？年份年份1393157817641849192819821990亿0.60.62.04.14.710.311.6种群数量的变化(新授)人口人口/ /亿亿我国我国1000-19901000-1990年的人口数量变化年的人口数量变化 课后延伸与拓展：课后延伸与拓展：看图分析看图分析种群数量的变化(新授) 例例 生态学家高斯的实：生态学家高斯的实：种群经过一定时间的种群经过一定时间的增长后，增长后，数量趋于稳数量趋于稳定的增长定的增长曲线，称为曲线，称为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线讨论：讨论：大草履虫的增大草履虫的增长呈长呈“S”S”型曲线的型曲线的原因有哪些？原因有哪些？种群数量的变化(新授)存在环境阻力存在环境阻力自自然然条条件件（现现实实状状态态）食食物物等等资资源源和和空空间间总总是是有有限限的的，种种内内斗斗争争不不断断加加剧剧，捕捕食食者者数数量量不不断断增增加加，导导致致该该种种群群的的出出生生率率降降低，死亡率增高。低，死亡率增高。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。会停止，有时会稳定在一定的水平。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线种群数量的变化(新授)种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值值）后，）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 K值：值：在环境条件不受在环境条件不受破坏的情况下，一定空破坏的情况下，一定空间中所能维持的间中所能维持的种群最种群最大数量大数量称为称为环境容纳量。环境容纳量。三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线 种群数量的变化(新授)A种群数量达到种群数量达到K值时，值时，种群种群 增长停止增长停止种群数量在种群数量在 K/2值时，值时，种群种群 增长最快增长最快种群数量种群数量 小于小于K/2值时值时种群种群增长速率逐渐加快增长速率逐渐加快种群数量种群数量 大于大于K/2值时值时种群种群增长速率逐渐减慢增长速率逐渐减慢种群数量的变化(新授) 讨论：讨论：从环境容纳量（从环境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？（2 2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，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。巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。种群数量的变化(新授)种群数量种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线（在理想状态下的种群增长）（在理想状态下的种群增长）种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线（在有限环境下的种群增长）（在有限环境下的种群增长）种群数量的变化(新授)J型曲线型曲线S型曲线型曲线形成条件形成条件种群的增长率种群的增长率稳定不变稳定不变有无有无K值值曲线曲线理想条件下理想条件下自然条件下自然条件下无无K值值有有K值值先增长后减少先增长后减少种群数量的变化(新授)大多数种群的数量总是在波动之中的，大多数种群的数量总是在波动之中的，四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡种群数量的变化(新授)在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋种群数量的变化(新授)气候、食物、被捕食、传染病气候、食物、被捕食、传染病（2）种群数量变化的类型：）种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等增长，稳定，波动、下降等自然因素：自然因素：人为因素：人为因素：人类活动等人类活动等（1 1）影响种群数量变化的因素：）影响种群数量变化的因素：种群数量的变化(新授)（1 1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种群）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3 3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。预测及防治提供科学依据。五研究种群数量变化有何意义？（4 4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。种群数量的变化(新授)云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾种群数量的变化(新授) 如果种群处在一个理想的环境中，如果种群处在一个理想的环境中，没有自然和空间的限制，种群内个没有自然和空间的限制，种群内个体数量的增长曲线是体数量的增长曲线是_,用达尔文用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具的进化理论解释，这是由于生物具有有_特性。特性。 如果将该种群置入有限制的自然如果将该种群置入有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲环境中，种群内个体数量的增长曲线是线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表_。影响种群密度的主要因素是种群的影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和和_性别比例_ 例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，仔细分析图中去先后回答下列问题：仔细分析图中去先后回答下列问题：ab在生存斗争过程中淘汰的个体过度繁殖死亡率出生率年龄组成ab个体数 时间种群数量的变化(新授)“食人鱼食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点确表达其种群数量变化的特点 B C D B C D A种群数量的变化(新授)下列因素能引起种群密度增大的有下列因素能引起种群密度增大的有 。A A、种群中幼年个体增多、种群中幼年个体增多B B、环境中温度条件适宜、环境中温度条件适宜 C C、种群中幼年个体减少、种群中幼年个体减少D D、环境中天敌增多、环境中天敌增多 E E、寄生生物减少、寄生生物减少B EB E种群数量的变化(新授)种群数量的变化(新授)