1、第第2 2節節 種群數量的變化種群數量的變化陽陽 谷谷 一一 中中 范范 憲憲 麗麗1;.2假設在假設在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每2020分鐘就通過分裂繁殖一代。分鐘就通過分裂繁殖一代。 時間時間 細菌數量細菌數量n n代細菌數量的計算公式？代細菌數量的計算公式？7272小時后一個細菌繁殖得到的細菌數量小時后一個細菌繁殖得到的細菌數量是多少？是多少？N Nn nn n 2 22162163能否將數學公式（能否將數學公式（N=2N=2n n) )變為曲線圖？變為曲線圖？ 以時間為橫坐標，細菌數量為縱坐標，畫出細菌的數量增長曲線。以時間為橫

2、坐標，細菌數量為縱坐標，畫出細菌的數量增長曲線。4方法步驟：方法步驟：觀察研究對象，提出問題觀察研究對象，提出問題提出合理的假設提出合理的假設根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達,構建模構建模型。型。通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正。通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正。一：構建數學模型一：構建數學模型 概念概念: :用來描述一個系統或它的性質的數學形式用來描述一個系統或它的性質的數學形式5數學公式數學公式N=2N=2n n 的曲線圖的曲線圖思考：思考： 曲線圖模型與數學公式模型比較，有哪些不同？曲線圖模型

3、與數學公式模型比較，有哪些不同？曲線圖：曲線圖：數學方程式：數學方程式：直觀直觀 不夠精確不夠精確精確、科學精確、科學 不夠直觀不夠直觀6實例實例1 1：澳大利亞本來并沒有兔子。：澳大利亞本來并沒有兔子。 18591859年，年，2424只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發現自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方現自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不

4、到100100年，兔子的數量達到年，兔子的數量達到6 6 億只以上，遍億只以上，遍布整個大陸。布整個大陸。二、種群增長的二、種群增長的“J J”型曲線型曲線7實例實例2:20世紀世紀30年代年代,人們將環頸雉引入美國的一個島嶼人們將環頸雉引入美國的一個島嶼8自然界確有類似細菌在理想條件下種群數量增長的形式自然界確有類似細菌在理想條件下種群數量增長的形式,如果以時間為橫坐標如果以時間為橫坐標,種群數量為縱坐標種群數量為縱坐標畫出曲線來表示畫出曲線來表示,曲線大致呈曲線大致呈“J”型型種群數量種群數量( (個）個）時間時間( (分鐘分鐘) )9模型假設：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理

5、想條件下，有一個種群，起始數量為模型假設：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，有一個種群，起始數量為N N0 0，第二年的種群數量是第一年的第二年的種群數量是第一年的 倍，倍，t t年后該種群的數量將會怎樣變化？年后該種群的數量將會怎樣變化？ “J J”型增長的數學模型型增長的數學模型N1=N0 N2=N1 =N0 2Nt=N0 t一年后該種群的數量應為：一年后該種群的數量應為：二年后該種群的數量應為：二年后該種群的數量應為：t t 年后該種群的數量為：年后該種群的數量為：三年后該種群的數量應為：三年后該種群的數量應為：N3=N2 =N0 3數學模型數學模型: :Nt=N0

6、t（N N0 0為起始數量，為起始數量， t t為時間，為時間，N Nt t表示表示t t年后該種群的數量，年后該種群的數量，為該種群數量是一年前種群數量的為該種群數量是一年前種群數量的倍數）倍數） 種群增長率：指種群在單位時間內凈增加的個體數占原個體總數的比率，其計算公式為：增長種群增長率：指種群在單位時間內凈增加的個體數占原個體總數的比率，其計算公式為：增長率率 = =（現有個體數原有個體數）（原有個體數（現有個體數原有個體數）（原有個體數增長時間），單位可以用增長時間），單位可以用“個個/ /個個年年”表示。表示。 種群的增長率即種群的出生率減去死亡率。種群的增長率即種群的出生率減去死亡

7、率。種群增長率種群增長率時間時間110種群增長的種群增長的“J J”型曲線：型曲線： 1 1、產生條件：、產生條件： 理想狀態：食物充足，空間充裕，氣候適宜，沒有敵害等理想狀態：食物充足，空間充裕，氣候適宜，沒有敵害等2 2、增長特點：、增長特點： 種群數量每年以一定的倍數增種群數量每年以一定的倍數增長，第二年是第一年的長，第二年是第一年的倍倍3 3、量的計算：、量的計算：t t年后種群的數量為年后種群的數量為 Nt=N0 t 4 4、增長率不變、增長率不變11思考思考:在大自然中：在大自然中：食物有限食物有限空間有限空間有限種內斗爭種內斗爭環境阻力環境阻力天敵捕食天敵捕食1 1、理想化的情況

8、在自然界中并不存在。那么，到底有哪、理想化的情況在自然界中并不存在。那么，到底有哪 些因素影響到種群數量的變化呢？些因素影響到種群數量的變化呢？ 1 12 2、環境阻力怎樣影響種群、環境阻力怎樣影響種群天敵增加天敵增加出生率降低、死亡率升高出生率降低、死亡率升高有限條件：資源和空間有限有限條件：資源和空間有限 種內斗爭加劇種內斗爭加劇種群密度增大種群密度增大穩定在一定的水平穩定在一定的水平12 例例 生態學家高斯的實驗：生態學家高斯的實驗：大草履蟲種群的增長曲線大草履蟲種群的增長曲線三、種群增長的三、種群增長的“S”型曲線型曲線13種群增長速率最快種群增長速率最快環境容納量環境容納量(K(K值

9、值):):環境條件不改變時環境條件不改變時, ,一定空間所能維持的種群最大數量。一定空間所能維持的種群最大數量。K K值值K/2K/2值值種群增長速率：是指種群在單位時間內增加的種群增長速率：是指種群在單位時間內增加的個體數量，個體數量，其計算公式為：其計算公式為：增長速率增長速率 = =（現有個體數原有個體數）增（現有個體數原有個體數）增長時間，單位可以用長時間，單位可以用“個個/ /年年”表示。表示。增長速率增長速率（個（個/ /年）年）14（1 1）對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？）對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？（2 2）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？）對家鼠等

10、有害動物的控制，應當采取什么措施？ 建立自然保護區，改善大熊貓的棲息環境，提高環境容納量。建立自然保護區，改善大熊貓的棲息環境，提高環境容納量。（2 2）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？可以采取措施降低有害動物種群的環境容可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，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；養殖或釋放它們的天敵，等等。們挖造巢穴的場所；養殖或釋放它們的天敵，等等。 思考與討論：思考與討論：從

11、環境容納量（從環境容納量（K K值）的角度思考值）的角度思考15思考與討論思考與討論：從種群增長速率的角度思考：從種群增長速率的角度思考：1 1、漁業捕撈應保證剩余量為多少？為什么？過度捕撈往往使魚的數量大大降低，為什么？、漁業捕撈應保證剩余量為多少？為什么？過度捕撈往往使魚的數量大大降低，為什么？2 2、對一些有害動物的防治，防治后的數量是否應保持在、對一些有害動物的防治，防治后的數量是否應保持在K/2, K/2, 為什么為什么? ? 漁業捕撈應在種群數量大于漁業捕撈應在種群數量大于K/2K/2時進行，并且應使捕撈后的種群數量保持在時進行，并且應使捕撈后的種群數量保持在K/2K/2。因為。因

12、為K/2K/2時時種群增長速率最大，資源再生能力最強。種群增長速率最大，資源再生能力最強。 如果過度捕撈，使魚群數量降到如果過度捕撈，使魚群數量降到K/2K/2以下，其種以下，其種群要經過很長的延滯期才能進入快速生長期，對生產極為不利。群要經過很長的延滯期才能進入快速生長期，對生產極為不利。161 1、產生條件：存在環境阻力、產生條件：存在環境阻力 自然條件（現實狀態）自然條件（現實狀態）食物等資源和空間總是有限的，種內斗爭不斷加劇，捕食者數食物等資源和空間總是有限的，種內斗爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高2 2、

13、增長特點：、增長特點： 種群數量達到環境所允許的最大值（種群數量達到環境所允許的最大值（K K值）后，將停止增長并在值）后，將停止增長并在K K值左右保持相對穩定。值左右保持相對穩定。3 3、增長速率：、增長速率：先逐步增加，達到一定數值后，逐步降低。先逐步增加，達到一定數值后，逐步降低。 “S S”型增長的數學模型型增長的數學模型17AB時間時間種群數量種群數量K值值比較左側曲線，回答下列問題比較左側曲線，回答下列問題: :1 1、A A曲線是什么曲線？曲線是什么曲線？2 2、B B曲線是什么曲線？曲線是什么曲線？3 3、陰影部分表示什么？、陰影部分表示什么？1 1、A A曲線代表曲線代表J

14、 J型曲線型曲線2 2、B B曲線代表曲線代表S S型曲線型曲線3 3、陰影部分表示環境阻力或生存斗爭中淘汰掉的個體數量。、陰影部分表示環境阻力或生存斗爭中淘汰掉的個體數量。18 項項 目目 J J 型型 曲曲 線線 S S 型型 曲曲 線線前提條件前提條件K K值有無值有無曲線形成原因曲線形成原因環境條件無限環境條件無限環境條件有限環境條件有限無無 K 值值有有 K 值值無種內斗爭，缺少天敵無種內斗爭，缺少天敵種內斗爭加劇，捕食者數量增種內斗爭加劇，捕食者數量增多多“J J”型曲線和型曲線和“S S”型曲線的主要區別型曲線的主要區別 注意：在實際環境中，種群增長一般都呈注意：在實際環境中，種

15、群增長一般都呈“S S”型增長曲線，當生物遷入一個新的環境后，型增長曲線，當生物遷入一個新的環境后，一定時期內的增長類似于一定時期內的增長類似于“J J”型增長曲線型增長曲線19直接因素：直接因素：間接因素：間接因素：重要因素：重要因素：四、影響種群數量變化的因素四、影響種群數量變化的因素大多數種群的數量總是在波動之中的，大多數種群的數量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡出生率、死亡率、遷入率、遷出率出生率、死亡率、遷入率、遷出率食物、氣候、傳染病、天敵食物、氣候、傳染病、天敵人類的活動人類的活動20（1 1）為合理利用和保護野生生物

16、資源提供理論指導。如適時捕撈、合理采伐。）為合理利用和保護野生生物資源提供理論指導。如適時捕撈、合理采伐。 （2 2）有利于瀕危動物種群的拯救和恢復。如減小環境阻力，增大環境容納量。）有利于瀕危動物種群的拯救和恢復。如減小環境阻力，增大環境容納量。（3 3）為預測及防治有害生物提供依據。如增大環境阻力，減小環境容納量。）為預測及防治有害生物提供依據。如增大環境阻力，減小環境容納量。21謝謝大家！謝謝大家！222324(1)(1)如果種群處在一個理想的環境中，沒有資源和空間的限制，種群內個體的增長曲線是如果種群處在一個理想的環境中，沒有資源和空間的限制，種群內個體的增長曲線是_，用達爾文進化的觀

17、點分析，這是由于生物具有用達爾文進化的觀點分析，這是由于生物具有_特性。特性。(2)(2)如果將該種群置于有限制的自然環境中，種群內個體數量的增長曲線是如果將該種群置于有限制的自然環境中，種群內個體數量的增長曲線是_，用達爾文的，用達爾文的進化觀點分析圖中的陰影部分表示進化觀點分析圖中的陰影部分表示_a a過度繁殖過度繁殖b b在生存斗爭中被淘汰的個體在生存斗爭中被淘汰的個體下圖為某種群在不同生態環境中的增長曲線，請仔細分析圖中曲線后回答下列問題：下圖為某種群在不同生態環境中的增長曲線，請仔細分析圖中曲線后回答下列問題：過度繁殖過度繁殖適者生存適者生存環境阻力環境阻力251 1在下列圖中，表示

18、種群在無環境阻力狀況下增長的是（）在下列圖中，表示種群在無環境阻力狀況下增長的是（）B26“食人魚食人魚”是一種肉食魚，一旦進入自然生態水域，就會造成嚴重的生態災難。假如該物種是一種肉食魚，一旦進入自然生態水域，就會造成嚴重的生態災難。假如該物種進入湖泊生態系統，以下哪種曲線能準確表達其種群數量變化的特點進入湖泊生態系統，以下哪種曲線能準確表達其種群數量變化的特點 B C D B C D A27在一個相對封閉的小型牧場內，遷入一小群綿羊，在一個相對封閉的小型牧場內，遷入一小群綿羊，8 8年后發展到年后發展到500500只左右，這個羊群數量會只左右，這個羊群數量會 ( ) ( ) A A、維持在

19、一個水平上、維持在一個水平上 B B、不斷下降、不斷下降C C、緩慢上升、緩慢上升 D D、迅速上升、迅速上升A A284一個新的物種進入某地后，其種群數量變化，哪一項是不正確的（ ） A先呈“S”形增長，后呈“J”形增長 B先呈“J”形增長，后呈“S”形增長 C種群數量達到K值以后會保持穩定 DK值是環境條件允許的種群增長的最大值A29總結：指數增長模式只是一種理想的狀態總結：指數增長模式只是一種理想的狀態種群遷入一個新環境后，在一定時期內種群的增長大致符合種群遷入一個新環境后，在一定時期內種群的增長大致符合“J”型曲線。型曲線。這種指數增長模式能一直維持下去嗎？如不能，可能是什么原因導致的

20、？最后它的曲線形式這種指數增長模式能一直維持下去嗎？如不能，可能是什么原因導致的？最后它的曲線形式是怎樣的？是怎樣的？思考？思考？303132b、“S”型曲線和型曲線和“J”型曲線圖中陰影部型曲線圖中陰影部分表示分表示環境中影響種群增長的阻力和在種環境中影響種群增長的阻力和在種內斗爭被淘汰的個體。內斗爭被淘汰的個體。333.3.種群增長的種群增長的“S”S”型曲線型曲線種群數量種群數量123456100200300400K=375t/d大草履蟲種群的增長曲線大草履蟲種群的增長曲線種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為“S”S

21、”型曲線型曲線在在，一定空間，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱量，又稱KK值，象大草履蟲種群的值，象大草履蟲種群的KK值是值是375375個個34產生條件：產生條件：存在環境阻力：存在環境阻力：自然條件（現實狀態）自然條件（現實狀態）食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高食者數量不斷增加。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，當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩定在一定的水平

22、有時會穩定在一定的水平增長特點：增長特點： 種群數量達到環境所允許的最大值（種群數量達到環境所允許的最大值（K K值）后，將停止增長并在值）后，將停止增長并在K K值左右保持相對穩定。值左右保持相對穩定。 35總結總結K K值是環境最大容納量，環境阻力值是環境最大容納量，環境阻力代表自然選擇的作用。農、林、牧代表自然選擇的作用。農、林、牧業生產就是在這個范圍內謀求產量業生產就是在這個范圍內謀求產量的提高的提高, ,其潛力有一定限制。其潛力有一定限制。同一種群的同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境的影響。值不是固定不變的，會受到環境的影響。 36直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出直接因素：

23、出生率、死亡率、遷入、遷出間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動重要因素：人類的活動四、影響種群數量變化的因素四、影響種群數量變化的因素大多數種群的數量總是在波動之中的，大多數種群的數量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡371、野生生物資源合理利用和保護、野生生物資源合理利用和保護魚類的捕撈魚類的捕撈2、為防治有害生物提供科學依據、為防治有害生物提供科學依據蝗蟲的防治蝗蟲的防治研究種群數量變化有何意義？研究種群數量變化有何意義？提示：對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等

24、措施。從環境容納提示：對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，如將食物儲藏在安全處，量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，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；養殖或釋放它們的天敵，等等。殖或釋放它們的天敵，等等。38 鳳眼蓮鳳眼蓮必修必修3 3 第第4 4章章 種群和群落種群和群落第第2 2節節 種群數量的變化種群數量的變化39;.40時間時間/min細細菌菌數數量量/ /個個0 01001002002003003004004005005002020404060608080 100100120120 140140 160160 1801803.坐標曲線圖坐標曲線圖細菌數量增長的規律細菌數量增長的規律數學表達法數學表達法41“J J”型增長實例型增長實例2 2：某島嶼環頸雉某島嶼環頸雉種群數量的增長種群數量的