歡迎進入生物課堂 第2節(jié)種群數(shù)量的變化 必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第4章種群和群落 大腸桿菌 培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基 討論 1 n代細菌的數(shù)量是多少 計算公式是什么 2 72H后 由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是多少 解 n minx h min Nn n n Nn 討論 3 請你計算一個細菌產生的后代在不同時間的數(shù)量 完成表格 4 以時間為橫坐標 細菌數(shù)量為縱坐標 畫出細菌的種群增長曲線 2 4 1 2 一 構建種群增長模型的方法 數(shù)學模型 用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式 建立數(shù)學模型一般包括以下步驟 觀察研究對象 提出問題 細胞每20min分裂一次 資源空間無限多 細菌種群的增長不受種群密度增加的影響 Nn 2n N代表細菌數(shù)量 n表示第幾代 觀察 統(tǒng)計細菌數(shù)量 對自己所建立的模型進行檢驗或修正 曲線圖與數(shù)學公式比較 優(yōu)缺點 曲線圖 直觀 但不夠精確 數(shù)學公式 精確 但不夠直觀 數(shù)學公式 Nn 1X2n 細菌的數(shù)量 個 理想條件下細菌數(shù)量增長的推測 自然界中有此類型嗎 實例1 澳大利亞野兔 例2在20世紀30年代時 人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個島嶼 在1937 1942年期間 這個環(huán)頸雉種群的增長大致符合 J 型曲線 自然界確有類似的細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式 如果以時間為橫坐標 種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示 曲線大致呈 型 二 種群增長的 J 型曲線 J 型增長的數(shù)學模型 1 模型假設 理想狀態(tài) 食物充足 空間不限 氣候適宜 沒有敵害等 N0為起始數(shù)量 t為時間 Nt表示t年后該種群的數(shù)量 為年均增長率 2 種群 J 型增長的數(shù)學模型公式 Nt N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長 第二年是第一年的 倍 中國水利網 寧波 昆明 武漢等地 人躺在鋪滿水葫蘆的湖面上 可以不沉 上海去年3萬噸的水葫蘆打撈量 今年已翻了3倍有余 上升至10萬噸 水葫蘆所帶來的水體富營養(yǎng)化 讓越來越多的水中生物痛失 家園 例 我國自1393 1990年以來人口統(tǒng)計數(shù)據如下 以上人口增長曲線符合哪種類型 按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)什么狀況 鑒于我國人口的現(xiàn)狀應當采取什么措施 人口 億 我國1000 1990年的人口數(shù)量變化 課后延伸與拓展 看圖分析 例 生態(tài)學家高斯的實驗 J 型增長能一直持續(xù)下去嗎 大草履蟲種群的增長曲線 討論 大草履蟲的增長呈 S 型曲線的原因有哪些 存在環(huán)境阻力 自然條件 現(xiàn)實狀態(tài) 食物等資源和空間總是有限的 種內競爭不斷加劇 捕食者數(shù)量不斷增加 導致該種群的出生率降低 死亡率增高 當出生率與死亡率相等時 種群的增長就會停止 有時會穩(wěn)定在一定的水平 三 種群增長的 S 型曲線 種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值 K值 后 將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定 三 種群增長的 S 型曲線 當種群數(shù)量 K 2 種群數(shù)量達到K值時 種群 增長停止 種群數(shù)量在K 2值時 種群 增長最快 種群數(shù)量小于K 2值時種群 增長逐漸加快 種群數(shù)量大于K 2值時種群 增長逐漸減慢 問題探討 討論 從環(huán)境容納量 K值 的角度思考 1 對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施 2 對家鼠等有害動物的控制 應當采取什么措施 建立自然保護區(qū) 改善大熊貓的棲息環(huán)境 提高環(huán)境容納量 可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量 如將食物儲藏在安全處 斷絕或減少它們的食物來源 室內采取硬化地面等措施 減少它們挖造巢穴的場所 養(yǎng)殖或釋放它們的天敵 等等 種群數(shù)量 種群增長的 J 型曲線 在理想狀態(tài)下的種群增長 種群增長的 S 型曲線 在有限環(huán)境下的種群增長 理想條件下 自然條件下 無K值 有K值 先增長后減少 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的 四 種群數(shù)量的波動和下降 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動 在不利條件之下 還會急劇下降 甚至滅亡 課后調查 長江流域 近百年有多少物種消失或瀕臨滅絕 同時探究在其背后的原因 在FaroeIslands上 捕鯨現(xiàn)場成了血的海洋 氣候 食物 被捕食 傳染病 2 種群數(shù)量變化的類型 增長 穩(wěn)定 波動 下降等 自然因素 人為因素 人類活動等 1 影響種群數(shù)量變化的因素 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率 遷入率和遷出率決定的 因此 凡是影響上述種群特征的因素 都會引起種群數(shù)量的變化 環(huán)境因素 種群的出生率 死亡率 遷出和遷入 種群數(shù)量的變化 影響種群數(shù)量變化的因素 1 有利于野生生物資源的合理利用及保護 2 為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量 適時捕撈 采伐等提供理論指導 3 通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律 為害蟲的預測及防治提供科學依據 五 研究種群數(shù)量變化有何意義 4 有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復 云豹的保護 蒼鷺的保護 野豬的保護 救護被困的鯨魚 全力防蝗減災 如果種群處在一個理想的環(huán)境中 沒有自然和空間的限制 種群內個體數(shù)量的增長曲線是 用達爾文的進化理論解釋 這是由于生物具有 特性 如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中 種群內個體數(shù)量的增長曲線是 用達爾文進化理論分析圖中的陰影部分表 影響種群密度的主要因素是種群的 和 例 下圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中的增長曲線 仔細分析圖中去先后回答下列問題 a b 個體數(shù) 時間 a b 在生存斗爭過程中淘汰的個體 過度繁殖 死亡率 出生率 性別比例 年齡組成 食人魚 是一種肉食魚 一旦進入自然生態(tài)水域 就會造成嚴重的生態(tài)災難 假如該物種進入湖泊生態(tài)系統(tǒng) 以下哪種曲線能準確表達其種群數(shù)量變化的特點 BCD A 下列因素能引起種群密度增大的有 A 種群中幼年個體增多B 種群性別比例改變C 環(huán)境中溫度條件適宜D 種群中幼年個體減少E 環(huán)境中天敵增多F 寄生生物減少 F 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全