种群的数量波动及调节
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第2节种群数量的变化1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下,种群数量呈“J”型增长,数学模型为:N t =N 0λt。
2.正常情况下,自然界的资源和空间是有限的,种群数量会呈“S”型增长。
3.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。
4.“J”型曲线的增长率是不变的,“S”型曲线的增长速率先增大后减小。
5.影响种群数量的因素很多,因此,大多数种群的数量总是在波动中;在不利条件下,种群数量还会急剧下降甚至消亡。
一、构建种群增长模型的方法1.数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2.构建步骤:观察研究对象,提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。
3.表达形式(1)数学方程式:科学、准确,但不够直观。
(2)曲线图:直观,但不够精确。
二、种群增长的“J”型曲线1.模型假设⎩⎪⎨⎪⎧食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等2.数学模型:N t =N 0λt。
3.各参数的含义⎩⎪⎨⎪⎧N 0:种群的起始数量t :时间N t:t 年后该种群的数量λ:该种群数量是一年前种群数量的 倍数三、种群增长的“S”型曲线1.形成原因2.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,又称K 值。
3.应用建立自然保护区,从而提高环境容纳量,例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。
四、种群数量的波动和下降1.影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素:气候、食物、天敌、传染病等人为因素:人类活动的影响2.数量变化:大多数种群的数量总是在波动中;在不利的条件下,种群数量还会急剧下降甚至消亡。
1.判断下列叙述的正误(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(×) (2)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(√)(3)对于“S”型曲线,同一种群的K 值是固定不变的,与环境因素无关(×) (4)种群数量达到K 值后不再发生变化(×)(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(√)2.下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是( )解析:选B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。
第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。
2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁,具有解释、判断、预测等重要作用。
知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线:自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线则大致呈“J”型。
(2)“J”型增长的原因:食物充足、没有天敌、气候适宜等,这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。
(3)“J”型增长的数学模型,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,种群的数量以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。
增长速率不随种群密度的变化而变化。
,建立模型:,一年后该种群的数量应为:N1=N0λ,两年后该种群的数量应为:N2=N1×λ=N0λ2,t年后该种群的数量应为:N t=N0λt,N0:该种群的起始数量;t:时间;N t:t年后种群数量;λ:增长的倍数。
注:当时,种群数量上升;当λ=1时,种群数量不变;当时,种群数量下降。
2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的,当种群密度增大时,使生存斗争加剧,种群的增长速率下降。
(2)实例:高斯的实验。
(3)“S”型曲线:种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的增长曲线,呈“S”型。
①K值: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。
a.不同物种在同一环境中K值不同。
b.当环境改变时生物的K值改变。
②K/2值:K值的一半,是种群数量增长最快点。
③增长速率:可以看出种群的增长速率在K/2时最大,K/2之前不断增加,在K/2之后逐渐减小,当达到K值时增长速率为0。
种群特征及种群数量变化种群特征是指一个生物种群在数量、分布、结构和组成等方面的特点。
种群数量变化则指随着时间的推移,种群大小的变化情况。
种群特征及种群数量变化是生态学中重要的研究内容,对于理解生物种群的生物学特性、繁殖行为和生态位等有着重要意义。
种群特征可以通过多种指标来衡量,其中包括种群密度、分布范围、年龄结构、性别比例、遗传多样性和种群健康状况等。
种群密度是指单位面积或体积内物种个体的数量,常用来反映一个地区或生态环境中的种群数量。
分布范围指物种在地理空间上分布的范围,可以通过地理信息系统和遥感技术进行研究。
年龄结构是指不同年龄段个体在种群中的比例分布情况,对于研究种群的生长过程、生命周期和存活率等具有重要意义。
性别比例是指雄性和雌性个体在种群中的比例,对于研究繁殖行为和遗传变异等具有重要作用。
遗传多样性是指个体之间的基因差异程度,对于评估种群状况、自然遗传资源的保护和利用具有重要意义。
种群健康状况是指种群在生长、繁殖和生存等方面的状况,常用于评估生物种群的生态系统服务功能。
种群数量变化是种群特征动态变化的一个重要方面。
一个物种的种群数量随时间的推移会发生波动,这种波动可以由多种因素引起,包括环境因素、生物因素和人为因素等。
环境因素主要包括气候、资源、栖息地和食物等,在不同的环境条件下,种群数量会有所不同。
生物因素包括物种的生长速率、繁殖能力和生存能力等,这些生物因素对于种群数量变化有着重要的影响。
人为因素是人类活动对物种种群数量变化的影响,包括栖息地破坏、过度捕猎、污染和入侵物种等。
人类活动对物种种群数量的影响可以是正面的也可以是负面的,对于保护和管理物种种群具有重要意义。
种群数量变化可以通过多种方法进行研究和监测。
其中常用的方法包括样带法、标记再捕法、人工饲养和生物群落调查等。
样带法是指在一定面积或线条上进行物种排查和统计,用来估算种群密度和分布情况。
标记再捕法是指对一部分个体进行标记然后再次捕获和统计,用来估算种群的总体数量和增长率。
种群动态的调控机制生态系统中,生物种群(指同种生物在一定地理区域范围内的总和)是构成整个生态系统的重要组成部分。
种群数目与密度等参数是刻画生态系统功能稳定性、物质循环、生物多样性等重要因素。
而种群数量、结构、演替过程和生态位使用则受到环境变化、繁殖力、竞争、捕食或食病害等生态因素的调控,在生态系统功能稳定性的维持中起着重要的作用。
种群动态的调控机制是指通过各种生态因素与因素间的相互作用、反馈、稳态、不可逆性等调控效应,调节、控制生态系统中种群数量与分布变化的生态机制。
种群动态主要反映了物种的数量、干重或生物量、密度、分布、占有率以及生殖指数、性比例、年龄结构、生长与死亡率等要素的分布与动态变化。
种群动态调控机制可分为内部调控和外部调控两大类。
内部调控机制内部调控机制是指种群内部的自然调控方式,通常与生活史特征、环境适应性、种群密度以及种间竞争等有关。
生物种群遗传结构和生态位的利用可以部分反映种群的适应性,内部调控机制通常包括以下几个方面内容:1.繁殖和生活史特征繁殖特征是评价种群生产力大小的重要指标。
种群繁殖力受性比例、生育季节、繁殖方式、生育率等因素的影响。
不同物种具有不同的繁殖方式,对宿主适应与利用效率有较大影响。
回顾地球历史,可发现不同物种从海洋到陆地上时,繁殖方式的改变成为它在陆地上存活下来的首要条件。
例如,据古生物学家推测,当古爬行动物爬上陆地,便产生更多的卵、更多的后代,同时留下较多的后代繁殖下一代,成为了它能在陆地上成功存活的关键。
反之,当恐龙退化成为禽鸟时,它们就变成卵生动物,目的是在土地上育儿,从而逐渐向旱地过渡。
2.干扰调控种间竞争是生态系统中的普遍现象,物种之间通过竞争来调节彼此的数量,确保强者生存,弱者致残,比如虎狼猎食时寻找的总会是落单或胆小的猎物,如果猎物的舞台太小导致栖息量减少,疾病死亡率增加,则大型捕食动物的数量也会相应下降,这一过程就是由竞争组成的系统的动态演化过程。
种群及其动态知识点总结一、概念和基本原理1. 种群的定义种群是指一定地理空间范围内具有一定联系的种群群体总称。
它是指某一地区内所有的个体以及它们形成的不同亚种。
2. 种群结构种群结构是指一个种群中在一定时间和空间中所呈现出的种群个体数量、种群密度、种群分布和种群组成的一种状态。
3. 种群动态种群动态是指某一地区的生物种群数量、密度和分布范围的时时变化规律和过程。
4. 种群动态学种群动态学是研究种群数量和分布范围随着时间和环境变化而变化的规律以及发展变化规律的学科。
5. 种群的增长和衰退种群的增长是指种群数量的持续上升,而种群的衰退是指种群数量的持续下降。
二、种群数量动态1. 种群的生态位和种群的数量- 种群的生态位指的是种群在一个生态系统中的生存位置和功能;- 种群的数量是指某一类型的生物在某一地区内的数量。
2. 种群数量的影响因素种群数量的影响因素有内部因素和外部因素。
内部因素主要包括:种群自身的繁殖力和生存能力;外部因素主要包括:外界环境和其他种群的影响。
3. 种群数量的调节种群数量的调节主要包括密度调节和个体调节。
密度调节是指种群数量与环境条件之间的关系;个体调节指的是种群内部的个体之间通过资源、领域、捕食等关系的相互调节。
4. 种群数量的波动种群数量会随着时间的推移而发生周期性的波动,这种波动是种群数量动态的一种重要特征。
5. 种群数量的稳定性种群数量的稳定性是指种群数量在一个相对稳定的范围内波动,不会发生暴涨暴落的情况。
三、种群分布动态1. 种群分布的类型种群分布主要有均匀分布、随机分布和集群分布三种形式。
均匀分布是指个体在一定范围内分布均匀、稀疏;随机分布是指个体在一定范围内没有规律可循,分布不规则;而集群分布是指个体在一定范围内呈现成群的现象。
2. 种群分布的影响因素种群分布的影响因素主要包括生境、气候、资源、捕食和竞争等自然因素。
3. 种群分布的变化原因种群分布的变化原因主要包括气候变化、自然灾害、人类活动等外部原因以及种群自身繁殖能力、生存能力等内部原因。
种群的数量波动及调节辅导教案导学诱思一、种群增长曲线1.种群的指数增长(1)条件:在理想条件下,包括食物空间充裕,气温适宜,没有敌害。
(2)特点:起始增长很慢,随种群基数的加大,增长会越越快,呈现指数增长。
(3)增长曲线:“”形曲线,指数增长。
2.种群的逻辑斯谛增长(1)条件:有限条件,包括资有限、空间有限和受到其他生物制约条件。
(2)曲线:在自然界中,种群一般呈“S”形增长。
(3)特点:起始增长呈现加速增长,k/2时增长最快,此后开始减速增长,达到k值时停止增长或在k值上下波动。
(4)k值: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。
k值随环境空间的改变而发生变化。
思考:实验室内短时间培养某种微生物,该生物的种群数量一般属于哪种增长类型?对于一个自然种群讲,种群数量增长属于什么类型?为什么会达到k值?提示:由于实验室内短时间培养,能提供足够的营养、空间,且不存在天敌,所以种群的增长将呈现“”形增长。
对于一个自然种群讲,由于生存环境有限,随着种群密度的上升,个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧,以该种群为食的捕食者的数量也会增加,从而使该种群的出生率降低,死亡率增高,当出生率和死亡率基本相等时,种群数量呈现“S”形增长,即种群数量达到环境容纳的最大值(k值)。
二、种群的非周期波动与周期波动1.种群的数量波动:种群中的个体数量随时间而变化,这就是所谓的种群数量波动。
2.影响种群数量波动的因素:出生率和死亡率的变化以及环境条件的改变引起种群数量的波动。
3.类型(1)非周期性波动:大多数种群的数量波动方式。
(2)周期性波动:少数物种的种群数量波动方式。
4.调节种群数量波动的因素(1)外性因素:气候、食物、疾病、寄生和捕食等。
(2)内性因素:行为调节和内分泌调节。
三、种群数量的外性调节因素1.气候:对种群影响最强烈的外性调节因素,特别是极端的温度和湿度。
2.食物:是影响种群数量波动的重要因素,食物不足,种群内部必然会发生激烈竞争,使很多个体不能存活或不能生殖。
基本要求1.简述种群数量的非周期波动和周期波动。
2.说出影响种群数量的调节因素,讨论人类活动对种群数量变化的影响。
发展要求
三、教学建议
1.课时建议(共计5课时)
第一节种群的特征1课时
第二节种群的增长方式2课时(含活动)
第三节种群的数量波动及调节1课时
复习与小结1课时
2.教法建议
(1)第一节《种群的特征》的教学重点是种群的特征。
难点是种群的存活曲线。
①通过种群的视频或图片,引出种群的概念,并让学生列举具体的事例说明种群的概念。
②通过具体生物现象与事例的列举,进行出生率和死亡率、年龄结构、性比率、种群分布型和种群的存活曲线等特征的教学。
③通过用黑白子或者大小相同的黄豆红豆模拟标志重捕法,分析如何准确地估算种群密度。
④通过分析与讨论,理解种群密度是种群最基本的数量特征,出生率和死亡率直接影响种群密度,年龄结构和性比率通过影响出生率和死亡率来影响种群密度的。
四、实验与活动建议
“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”活动,除按照教材探究活动指导的要求动手操作外,可以根据学校实际情况,采用草履虫、绿眼虫、衣藻代替酵母菌进行探究,可以降低实验难度。
这个探究活动可以扩展为研究性学习活动的一个项目。