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第二节种群数量的变化(理科)讲述
复习回顾:
种群
密度
预测变化方向
影响数量变动
年龄
组成
性别
比例
种群数量
出生率和死亡率
直接影响
决定种群大小和密度
种群特征之间的关系图
3
一、建构种群增长模型的方法
在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。
描述、解释、预测种群数量的变化,常常要建立数学模型。
数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式.
观察对象,提出问题
细胞每20min分裂一次
资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
Nn=2n
观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正
5
时间(min)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
分裂次数
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。
Nn =1×2n
解:n= 60min x72h/20min=216
Nn =1×2n =2216
2.n代细菌数量Nn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?
6
4、以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌的数量增长曲线。
思考:曲线图与数学方程式比较,有哪些优缺点?
曲线图:
直观,但不够精确。
数学公式:
精确,但不够直观。
Nn =1×2n
7
上述的公式和曲线图,只是对理想条件下细菌数量增长的推测。在自然界中,种群的数量变化情况是怎样的?
实例一
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。
食物充足
生活空间广阔
无天敌
9
实例二:引入美国的一个岛屿的环颈雉。
某岛屿环颈雉种群的增长
实线为实际增长曲线
虚线为理论增长曲线
实例3:凤眼莲
上述例子中出现这种增长的原因有哪些?
食物和空间条件充裕,没有天敌,气候适宜等
自然界确有类似细菌,在理想条件下种群数量增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标,曲线则大致呈“ J ”型。
人口增长也会如此吗?
资源无限、指数生长
2000年世界人口增长曲线
我国1000~1990年人口数量变化
人口增长是否呈“J”型曲线?
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么措施?
是
二、种群增长的“J”曲线
1、形成条件
——食物充足,空间不限,气候适宜,没有敌害等;
(N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,λ表示后一年数量是前一年数量的倍数)
3、模型(方程式)
Nt=N0 λt
种群每年以一定的倍数( λ)增长
:无环境阻力(理想状态)
2、数量变化的特点:
4、适用的情形:实验室条件下、迁移入新环境最初的一段时间。
增长率是指在单位时间内种群数量增加的量占占初始数量的比例,是一个百分比,无单位。
增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数。
5、种群数量、种群增长率、种群增长速率随时间变化的曲线图
增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数。
增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间
增长率:
增长速率:
特点:种群数量持续增长,
增长速率逐渐增大,
增长率不变,
存在环境阻力———
自然条件(现实状态)——食物等资源和空间总是有限的,种内斗争不断加剧,以该种群为食的动物(天敌)数量不断增加。导致该种群的出生率降低,死亡率增高.
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.
J型增长能一直持续下去吗?
K=375
K=475
生态学家高斯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24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验.得出了如图所示的结果。从图可以看出:
自然界中
食物有限
空间有限
种内斗争
天敌捕食
环境阻力
三 种群增长的“S”型曲线
在资源、空间有限条件下的情况下,种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的增长曲线,称为“S”型曲线
在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
K值:环境容纳量
1、产生条件:存在环境阻力(有限的环境条件)
食物、空间是有限的,种内斗争加剧,天敌数量增加。
2、数量变化的特点:
种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定(稳定于“K值”)
3、适用范围:
资源和空间有限的种群(自然
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