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二、种群数量的变化PPT课件


问题的提出

? 假设你承包了一个水库养鱼虾,如果一次投放的 幼苗过多或延迟捕捞,由于环境的负载能力限制, 都不能达到效益的最优化;相反,如果大量捕捞, 使鱼虾数量大大减少,其种群往往要经过相当长 的延滞期才能进入指数增长期,对生产极为不利。 那什么时候是捕捞的最佳数量期? ? 问题:如何合理利用和保护生物资源? ? 问题:种群的数量变化有怎样的规律?

一、建构种群增长模型的方法
描述、解释和预测种群数量的变化,常常需 要建立数学模型。

数学模型:
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 数学模型的表现形式可以为公式、图表等形式。

时间/min
0

代数 亲本

细胞数 1 20

20

1代 2代

2

21 22

40

4

60

Nn=2n

3代

8

23

80 100

4代 5代 N代

16 32

24 25 2N

一.建构种群增长模型的方法
研究方法
观察研究对象,提出问题

研究实例
细菌数量是怎样随时间变化的 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 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

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

优点: 科学,精确
优点:直观

Nn=2n

实例一:1859年,一位英国人来到澳大利亚定居, 他带来了24只野兔。让他没有想到的是,一个世 纪之后,这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫 山遍野的野兔与牛羊争食牧草,啃啮树皮,造成植 被破坏,导致水土流失。后来,人们引入了黏液瘤 病毒才使野兔的数量得到控制。

实例1:澳大利亚野兔

1859年,24只野兔

近100年后

6亿只以上的野兔

实例三:在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,这个种群数量的 增长如下图所示。
如果以时间为横坐标, 种群数量为纵坐标画出 曲线来表示,曲线大致 呈什么型?

二、种群增长的“J”型曲线
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,种群的数量往往会连续增长

起始数量为No,每年的增长率都保持不变, 第二年的种群数量是第一年的λ倍,那么, 一年后该种群的数量应为:
N1=N0 λ 二年后该种群的数量应为: N2=N1 λ =N0 λ2

t年后该种群的 数量应为

Nt=N0 λt

思考

在现实自然界中,种群增长的“J”型
曲线能不能出现呢?

三、种群增长的“S”型曲线 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: 大草履虫在这个 实验环境条件下 的最大种群数量 是375个,这就 是该实验种群的 K值。

在环境条件不受限制的情况下,一定空 间中所能维持的种群的最大数量称为环 境容纳量,又称K值.上述大草履虫种 群的K值是375

1种群数量最多的 点为?

2种群增长速率最 高的点?增长速率 的变化情况?
3若该曲线表示渔 业生产,在哪一点 捕捞既能充分利用 渔业资源又能保持 渔业资源的可持续 发展,为什么? 4种群数量达到K 值,都能在K值保持 稳定吗?

A

四. 种群增长曲线:
种群数量

种 群 的 个 体 数 量

指 数 增 长

种 群 的 个 体 数 量

假若在理想的环境中生 活,即环境资源很充足 不受任何限制。

在自然的环境中环境资 源是有限的。种群不可 能无线增长。

K值是环境最 大容纳量, 环境阻力代 表自然选择 的作用。 农、林、牧 业生产就是 在这个范围 内谋求产量 的提高,其潜 力有一定限 制。

五、种群数量的波动和下降
大多数种群的数量总是在波动之中的,

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 课后调查:长江流域,近百年有多少物种消 失或濒临灭绝?同时探究在其背后的原因。

影响种群数量变化的因素有哪些呢?
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

研究种群数量变化有何意义? 1、野生生物资源合理利用和保护—鱼类 的捕捞,大熊猫保护

2、有害动物的防治—蝗虫的防治、灭鼠
3、为引进外来物种提供理性思考

探究实验:

培养液中酵母菌种群数量的变化

研究方法 观察研究对象,提出问题

研究实例 酵母菌数量是怎样随 时间变化的 在资源和空间有限的环境 中,细菌种群的增长受到 种群密度增加的影响 绘制种群增长曲线

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

对自己所建立的模型 进行检验或修正

实验材料:酵母菌种,菌马铃薯,培养液或肉汤培养 液,试管,血球计数板(2㎜× 2㎜ )方格,滴管, 显微镜.
实验原理

在理想的无限环境下,即资源和空间十分充足, 没有天敌和其他灾害等,酵母菌种群呈“J”型增 长;自然界中,资源和空间总是有限的,酵母菌种 群呈“S”型增长.

实验步骤:(1)取培养液化气10mL加入到试管中, 先通过显微镜观察估算出10mL培养液中酵母菌的初 始数量(N0),注意,从试管中吸取培养液进行记 数之前,将试管振荡几次,使酵母菌分布均匀。这 样求得的培养液中的酵母菌数量误差最小.
(2)每天定时观察记录数值,对观察时压在 小方格界线上的酵母菌应取相邻两边及其顶角记 数. (3)以时间主横坐标,酵母菌的数量为纵坐 标,画出增长曲线.

结果分析:酵母菌在培养液中开始呈“J”型 增长,经过一定时间的增长后,数量趋于稳定, 呈“S”型增长

合理利用资源 -----鱼类资源的利用 1.保护鱼类的生活资源 2.禁止竭泽而渔 提出伏季休鱼
适时捕捞 适量捕捞 捕捞成鱼,保护幼体
a
K值

c

b

控制病害 -----灭鼠
K值

c b

方法一:药物杀死老鼠

a

方法二:清除垃圾,严密储存食物 你认为哪种方法更有效?请说明理由

例:下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线,请 据图回答下列问题: 个 ⑴如果种群处在一个理想的环境中, 体 数 没有自然和空间等的限制,种群内个 a a b 体数量的增长曲线是___,用达尔文 的进化理论解释,这是由于生物具 过度繁殖 特性。 有__________ 时间 ⑵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 b ,用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示 线是_____ 在生存斗争过程中淘汰的个体 ___________________________。 迁入 、_______ 迁出 、 ⑶影响种群密度的主要因素是种群的_______ 出生率 和_________ 死亡率 。 _________


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