第四章種群和群落

第2節種群數量的變化第四章種群和群落第2節種群數量的變化案例1——瘋長的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例1——瘋長的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例2——瀕危的金絲猴黔金絲猴：500～600只滇金絲猴：<2000只案例2——瀕危的金絲猴案例3—種群大爆炸東亞飛蝗案例3—種群大爆炸東亞飛蝗氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人為因素：人類活動等影響種群數量變化的因素？一、種群數量的變化增長、下降、波動、穩定等氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人類活動等一、種群數量的變問題的提出假設漁民楊大叔承包了一個魚塘養魚，那么他就要考慮，一次投放多少幼苗？對于水體中的魚，何時捕？捕撈多少？才能既不會使資源枯竭，又能使資源得到充分利用?問題：種群增長的數量變化有怎樣的規律？問題：如何合理利用和保護生物資源？問題的提出假設漁民楊大叔承包了一個魚塘養魚，那么他就要考慮，數學模型：是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。數學模型的表現形式可以為公式、圖表等形式。二、建構種群增長模型的方法

描述、解釋和預測種群數量的變化，常常需要建立數學模型。數學模型：二、建構種群增長模型的方法描述、解釋和細菌在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。用適當的數學形式對細菌的增長變化進行表達二、建構種群增長模型的方法細菌在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就時間（min)20406080100120140160180分裂次數數量（個）任務1：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產生后代的數量。任務2：用公式表示出第n代的細菌數量Nn（20min時為第一代）：任務3：72h后種群數量是多少？任務4：利用表格中數據畫出細菌的種群增長曲線探究活動時間（min)20406080100120140160180曲線圖與數學公式比較，優缺點？曲線圖：直觀，但不夠精確。數學公式：精確，但不夠直觀。數學公式：Nn=2n(N代表細菌數量，n表示第幾代)數學模型曲線圖與數學公式比較，優缺點？曲線圖：直觀，但不夠精確。數學觀察研究對象提出問題提出假設實驗檢驗,用適當的數學形式對事物的性質進行表達修正完善二、建構種群增長模型的方法觀察研究對象提出假設實驗檢驗,用適當的數學形式對事物的性質進1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔思考：以上研究的是在實驗條件下（理想條件下）種群的數量變化，在自然界中有沒有符合這種規律的實例？1859年，24只野兔實例2：在20世紀30年代，人們將環頸雉引入美國的一個島嶼。在1937－1942年期間，這個種群數量的增長如下圖所示。

實例2：在20世紀30年代，人們將環頸雉引入美國的一個島嶼。拓展：1、還能不能用數學公式：Nn=2n來描述環頸雉在1937-1942年期間種群增長的規律？為什么？不能，這個種群的起始個體不是一個，而且它們的繁殖方式也不是分裂生殖，可能一次產生很多后代。2、如何拓展出新的數學公式來描述該種群增長規律？拓展：不能，這個種群的起始個體不是一個，而且它們的繁殖方式也拓展：Nn＝1×2n（n為第幾代）細菌增殖公式：1為起始數量N0表示種群起始數量

2為前后種群數量數量比λ表示種群數量是一年前種群數量的倍數Nn＝N0×

λ

n（n為時間）時間（min)20406080100120140160180分裂次數數量（個）248163264128256512123456789拓展：Nn＝1×2n細菌增殖公式：1為起始數量N0表示種群起N0為某種動物種群的起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是一年前的倍數。條件：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年的數量是第一年的λ倍。模型：

Nt=N0λt符合什么樣的條件，種群才會這樣增長？三、種群增長的“J”型曲線N0為某種動物種群的起始數量，條件：在食物和空間條件充裕、氣問題探討在楊大叔的魚塘里魚蝦會按照這個公式增長嗎？為什么？如何驗證這個觀點？不會。原因是資源和空間是有限的。生態學家高斯曾經做過這樣一個實驗：在0.5ml培養液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統計一次大草履蟲的數量。經過反復實驗，得出了如圖所示的結果。問題探討在楊大叔的魚塘里魚蝦會按照這個公式增長嗎？為什么？不思考：1、曲線形狀象什么？其種群達到基本穩定的數量值稱為什么？“S”型曲線2、大草履蟲數量增長過程中增長速率是如何變的，哪一點增長速度最快？四、種群增長的“S”型曲線K值K值：在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量。思考：“S”型曲線2、大草履蟲數量增長過程中增長速率是如何變種群增長速率不斷降低種群數量K/2→K值時，四、種群增長的“S”型曲線種群數量達到K值時，種群增長速率為零,但種群數量達到最大，且種內斗爭最劇烈。種群數量在K/2值時，種群增長速率最大種群數量由0→K/2值時，種群增長速率不斷增大K/2增長速率最快K值：環境容納量種群增長速率不斷降低種群數量K/2→K值時，四、種群增長的abcK/2d思考：如果我們要指導楊大叔養魚，捕魚應該選擇在種群數量是多少時最好？應使被捕魚群的種群數量保持在什么水平最好?

（用圖中所標注的點來描述）四、種群增長的“S”型曲線思考：圖中陰影部分代表什么？環境阻力陰影部分代表被環境阻力（自然選擇）淘汰掉的那部分種群數量abcK/2d思考：四、種群增長的“S”型曲線思考：環境阻力思考討論從環境容納量的角度看，對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？從環境容納量的角度思考，可以采取措施降低環境容納量，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；養殖或釋放它們的天敵，等等。K值并不是固定不變的思考討論從環境容納量的角度看，對家鼠等有害動物的控制，應當采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1、為野生生物資源的合理利用及保護提供理論指導。

（合理利用和保護野生生物資源）2、為人工養殖及種植業中合理控制種群數量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。3、通過研究種群數量變動規律，為有害生物的預測及防治提供科學依據。（為防治有害生物提供科學依據）4、為引進外來物種提供理性的思考。

5、有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復。（拯救和恢復瀕危動物種群）五、研究種群數量變化的意義1、為野生生物資源的合理利用及保護提供理論指導。五、研究種總結一、種群數量的變化二、建構種群增長模型的方法三、種群增長的“J”型曲線四、種群增長的“S”型曲線五、研究種群數量變化的意義總結一、種群數量的變化鞏固練習B鞏固練習BD鞏固練習D鞏固練習若如圖表示某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增長速率隨時間變化的曲線，請判斷如下敘述的正誤：(1)該種小型淡水魚在新的環境中呈“J”型增長。(

)(2)該種魚在新湖泊中的環境容納量約為t2時該魚數量的兩倍。(

)(3)t4時該種小型淡水魚在新環境中逐漸消失。(

)×√×變式訓練若如圖表示某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增×√×變式訓練第四章種群和群落

第2節種群數量的變化第四章種群和群落第2節種群數量的變化案例1——瘋長的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例1——瘋長的鳳眼蓮你讓水中生物痛失“家園”案例2——瀕危的金絲猴黔金絲猴：500～600只滇金絲猴：<2000只案例2——瀕危的金絲猴案例3—種群大爆炸東亞飛蝗案例3—種群大爆炸東亞飛蝗氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人為因素：人類活動等影響種群數量變化的因素？一、種群數量的變化增長、下降、波動、穩定等氣候、食物、天敵、傳染病自然因素：人類活動等一、種群數量的變問題的提出假設漁民楊大叔承包了一個魚塘養魚，那么他就要考慮，一次投放多少幼苗？對于水體中的魚，何時捕？捕撈多少？才能既不會使資源枯竭，又能使資源得到充分利用?問題：種群增長的數量變化有怎樣的規律？問題：如何合理利用和保護生物資源？問題的提出假設漁民楊大叔承包了一個魚塘養魚，那么他就要考慮，數學模型：是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。數學模型的表現形式可以為公式、圖表等形式。二、建構種群增長模型的方法

描述、解釋和預測種群數量的變化，常常需要建立數學模型。數學模型：二、建構種群增長模型的方法描述、解釋和細菌在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。用適當的數學形式對細菌的增長變化進行表達二、建構種群增長模型的方法細菌在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就時間（min)20406080100120140160180分裂次數數量（個）任務1：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產生后代的數量。任務2：用公式表示出第n代的細菌數量Nn（20min時為第一代）：任務3：72h后種群數量是多少？任務4：利用表格中數據畫出細菌的種群增長曲線探究活動時間（min)20406080100120140160180曲線圖與數學公式比較，優缺點？曲線圖：直觀，但不夠精確。數學公式：精確，但不夠直觀。數學公式：Nn=2n(N代表細菌數量，n表示第幾代)數學模型曲線圖與數學公式比較，優缺點？曲線圖：直觀，但不夠精確。數學觀察研究對象提出問題提出假設實驗檢驗,用適當的數學形式對事物的性質進行表達修正完善二、建構種群增長模型的方法觀察研究對象提出假設實驗檢驗,用適當的數學形式對事物的性質進1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔思考：以上研究的是在實驗條件下（理想條件下）種群的數量變化，在自然界中有沒有符合這種規律的實例？1859年，24只野兔實例2：在20世紀30年代，人們將環頸雉引入美國的一個島嶼。在1937－1942年期間，這個種群數量的增長如下圖所示。

實例2：在20世紀30年代，人們將環頸雉引入美國的一個島嶼。拓展：1、還能不能用數學公式：Nn=2n來描述環頸雉在1937-1942年期間種群增長的規律？為什么？不能，這個種群的起始個體不是一個，而且它們的繁殖方式也不是分裂生殖，可能一次產生很多后代。2、如何拓展出新的數學公式來描述該種群增長規律？拓展：不能，這個種群的起始個體不是一個，而且它們的繁殖方式也拓展：Nn＝1×2n（n為第幾代）細菌增殖公式：1為起始數量N0表示種群起始數量

2為前后種群數量數量比λ表示種群數量是一年前種群數量的倍數Nn＝N0×

λ

n（n為時間）時間（min)20406080100120140160180分裂次數數量（個）248163264128256512123456789拓展：Nn＝1×2n細菌增殖公式：1為起始數量N0表示種群起N0為某種動物種群的起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是一年前的倍數。條件：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年的數量是第一年的λ倍。模型：

Nt=N0λt符合什么樣的條件，種群才會這樣增長？三、種群增長的“J”型曲線N0為某種動物種群的起始數量，條件：在食物和空間條件充裕、氣問題探討在楊大叔的魚塘里魚蝦會按照這個公式增長嗎？為什么？如何驗證這個觀點？不會。原因是資源和空間是有限的。生態學家高斯曾經做過這樣一個實驗：在0.5ml培養液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統計一次大草履蟲的數量。經過反復實驗，得出了如圖所示的結果。問題探討在楊大叔的魚塘里魚蝦會按照這個公式增長嗎？為什么？不思考：1、曲線形狀象什么？其種群達到基本穩定的數量值稱為什么？“S”型曲線2、大草履蟲數量增長過程中增長速率是如何變的，哪一點增長速度最快？四、種群增長的“S”型曲線K值K值：在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量。思考：“S”型曲線2、大草履蟲數量增長過程中增長速率是如何變種群增長速率不斷降低種群數量K/2→K值時，四、種群增長的“S”型曲線種群數量達到K值時，種群增長速率為零,但種群數量達到最大，且種內斗爭最劇烈。種群數量在K/2值時，種群增長速率最大種群數量由0→K/2值時，種群增長速率不斷增大K/2增長速率最快K值：環境容納量種群增長速率不斷降低種群數量K/2→K值時，四、種群增長的abcK/2d思考：如果我們要指導楊大叔養魚，捕魚應該選擇在種群數量是多少時最好？應使被捕魚群的種群數量保持在什么水平最好?

（用圖中所標注的點來描述）四、種群增長的“S”型曲線思考：圖中陰影部分代表什么？環境阻力陰影部分代表被環境阻力（自然選擇）淘汰掉的那部分種群數量abcK/2d思考：四、種群增長的“S”型曲線思考：環境阻力思考討論從環境容納量的角度看，對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？從環境容納量的角度思考，可以采取措施降低環境容納量，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；養殖或釋放它們的天敵，等