种群数量的变化优秀课件

一、建构种群增长模型的方法
1.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。
数学方程式 2.数学模型的表现形式:
曲线图 3.建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种
群数量的变化。 4.数学模型建构的步骤
数学模型的建构步骤：
研究实例
细菌每20min分裂一次
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量， λ为年均增长率．）
④例子：实验室条件下、外来物种入侵、迁移入 新环境。
问题探讨 在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个 公式增长吗？为什么？
不会。原因是资源和空间是有限的。
如何验证这个观点？
高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5 mL培 养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫 的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。从上 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。
当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会 停止，有时会稳定在一定的水平．
②增长特点：
种群数量达到环境所允许的最大值（K值） 后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
K K/2
D: 出生率＝死亡率，即 种
种群数量处于K值。
群 增
长
B: 出生率与死亡率之差
速 率
最大，即种群数量处于
K/2值。
种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
思考：
1、曲线形状象什么？其种 群达到基本稳定的数量值 称为什么？
“S”型曲 线
2、大草履虫数量增长过程 如何？
K值 K值
K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—— 环境容纳量
种群增长的“Ｓ”型曲线 ①产生条件：存在环境阻力
自然条件（现实状态）——食物等资源和 空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者 数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死 亡率增高．
实例二：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？
[思考1]：
野兔、环颈雉等进入一个新环境后能 呈指数增长的特殊原因是什么呢？
①没有天敌。 ②充足的食物。 ③广阔的生活空间,气候适宜
增长率
增长速率
注意：种群增长速率就是曲线上通过每一点的切
线斜率。
种群增长的 “J”型曲线
（切线斜率）
（λ +1）
种群增长的 “S”型曲线
总结
K值是环境最大 容纳量。环境阻 力代表自然选择 的作用。
课堂练习
1．在下列图中，表示种群在无环境阻力
状况下增长的是 B
2．下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生 长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限
Nt = N0×λ t
N0:该种群的起始 数量
λ:种群数量是一 年前的倍数
K值：环境容纳量
k/2处：种群增长 速度最快
增长率与增长速率
增长率：在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率 ：
（现有个体数-原有个体数）/ 原有个体数 X100%
增长速率：指单位时间种群增长数量:
（现有个体数－原有个体数）／增长时间 X100%
种群数量的变化
问题探讨
在营养和生存空间没 有限制的情况下，某种 细菌每20min就通过分 裂繁殖一代。
1、填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为
min）产生后代的数量。
时间
（min)
20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
制使种内竞争增加（ C）
A．CD段（增长速度慢） B．DE段（速度加快） C．EF段（增长速度变慢） D．FG段（速度逐渐变慢）
３.池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期 保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是
（C）
A．大量增加饵料的投入量 B．大量增加鱼苗的投入量 C．及时、适量的捕捞成鱼 D．限制捕鱼
数-初数）/单位时间
增长率r
(4-2)/2
(个/20min个),即 =1
(末数-初数）/初数
×100%
600 500 400
300
200
100
0 20 40 60 80 100
8 16 32 4 8 16 11 1
64 128 256 512
32 64 128 256 11 1 1
增长速度越来越快
增长率稳定
Nt=N0×λ t
180 时
二、种群增长的“J”型曲线:
实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧洲野 兔从英国被带到了澳大利亚。这里有茂盛的牧草，却没有 鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是， 兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年， 兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。
2000年世界人口 增长曲线
我国1000~1990年 人口数量变化
来自《生物》（必修本）第二册
二、种群的“J”型增长数学模型
①产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限， 气候适宜，没有天敌等；
②增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长， 第二年是第一年的λ倍。
③量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0 λt
时间
K值的应用
种群增长曲线的生产生活中的应用：
①受保护动物的拯救和恢复，应通过建立自然保护区，改善其 栖息环境，提高K值。
②有害动物的防治，应通过降低K值
K/2的应用
①有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处 ②资源开发与利用：既有较大收获量又可保持种群高速增长
种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线
4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细 菌的数量增长曲线。
曲线图与数学方程式比较，
细菌数量
有哪些优缺点？
曲线图： 直观，但不够精确。
数学公式： 精确，但不够直观。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量 （个）
24增长速度v Nhomakorabea(个/20min)，即(末 4-2=2
研究方法
观察研究对象，提出问题
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
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
观察、统计细菌数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正
通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正