[名校联盟]广东省东莞市高中生物 《稳态与环境》4.2 种群数量的变化课件.ppt

* 第四章 种群和群落 4.2 种群数量的变化 影响种群数量变化的因素： 食物、空间、气候、天敌、传染病、人类活动等 种群数量变化的类型： 大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡 增长、 种群研究的核心就是种群的数量变动。 下降 稳定、 波动、 在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量变化是怎样的呢？ 思考 在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂增殖一次。 讨论： 1.n代细菌数量的计算公式是什么？ 2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ Nn＝2n 2216个 讨论： 3.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。 4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线 建系 描点 连线 （1）名称/单位; 细菌 数量（个） 时间（min） 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 29 28 27 26 64 32 16 细菌数量/个 时间/min 8 4 2 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 建系 —描点 —连线 食物充足 空间充裕 环境适宜 没有天敌 资源无限 指数生长 种群增长的“J”型曲线 理想条件: 数学建模的一般过程 ★提出问题 ★作出假设 ★建立模型 ★模型的检验与评价 建构种群增长模型的方法 为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学建模是常用的方法之一。 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次 观察研究对象，提出问题 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 提出合理的假设 Nn=2n ， N代表细菌数量，n表示第几代 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 理想条件下“J”型增长的数学模型 ★模型中各参数的意义：N0为某种动物种群的起始数量，t为时间， Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。 ★模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。 ★建立模型：t年后种群数量为： N0λt Nt = 1859年，一个英格兰的农民带着24只野兔，登陆澳大利亚并定居下来，但谁也没想到，一个世纪之后，这个澳洲“客人”的数量呈指数增长，达到6亿只之巨。 实例一 二、理想条件下种群增长的“J”型曲线 种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现“J”型增长。 例如，在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在1937～1942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线（右图）。 实例二 二、理想条件下种群增长的“J”型曲线 水葫芦 外来生物的入侵 紫茎泽兰 食人鲳 食人鱼又名食人鲳，原产于亚马逊河，外表妖艳，性情残暴，能够在短时间内将大于自己体积几倍，甚至几十倍的动物吃掉。专家认为，食人鱼若流入我国江河，会造成一场生态灾难。 “J”型增长能一直持续下去吗？ 思考 总之，在大自然中 食物有限 空间有限 种内斗争 天敌捕食 环境阻力 种群密度越大环境阻力越大 高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下： 高斯对大草履虫种群研究的实验 绘制大草履虫的种群增长曲线。 大草履虫种群的增长 环境容纳量: 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。 ★同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 ★ N≈K/2时，种群的增长速率最大，有最大持续产量。 三、资源有限条件下种群增长的“S”型曲线 食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食 资源有限 阻滞生长 资源有限条件下“S”型增长的数学模型 提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量。 同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 怎样做才是最有效的灭鼠措施？ 例如： (1)食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源； (2)室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所； (3)养殖或释放它们的天敌，等等。 思考： 怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ 思考： 建立自然保护区，改善