种群数量的变化(新课程教学比武课件)

研究实例 细菌每20分钟 细菌每 分钟 分裂一次
在资源和空间无限的环 境中, 境中,细菌种群的增长 不受影响的情况下
Nn = 2n
观察,统计细菌数量, 观察,统计细菌数量, 对自己建立的模型进行 检验或修正
研究实例 细菌每20分钟 细菌每 分钟 分裂一次
在资源和空间无限的环 境中, 境中,细菌种群的增长 不受影响的情况下
②增长特点: 增长特点:
种群数量达到环境所允许的最大值( 种群数量达到环境所允许的最大值(K值) 将停止增长并在K值左右保持相对稳定. 后,将停止增长并在K值左右保持相对稳定.
一,建构种群增长模型的方法 数学模型: 数学模型: 1. 概念:用来描述一个系统或它的性质的数学 概念:用来描述一个系统或它的 它的性质的数学 形式. 形式.
一,建构种群增长模型的方法 数学模型: 数学模型: 1. 概念:用来描述一个系统或它的性质的数学形式. 概念:用来描述一个系统或它的性质的数学形式. 它的性质的数学形式 2. 建立数学模型的步骤: 建立数学模型的步骤:
二,种群增长的"J"型曲线 种群增长的" " "J"增长的数学模型 " 问题: 问题: "J"型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗 存在环境阻力——— 存在环境阻力 自然界的资源和空间总是有限的; 自然界的资源和空间总是有限的;种内竞争就 会加剧;捕食者增加. 会加剧;捕食者增加.
三,种群增长的"S"型曲线 种群增长的" " 种群经过一定时间的增长后, 种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的 增长曲线称为" "型曲线. 增长曲线称为"S"型曲线.
K=375
在环境条件不受破坏的情况下, 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成为环境容纳量, 能维持的种群最大数量成为环境容纳量,又称 K值. 值
1859年,24只野兔 年 只
近100年后 100年后
6亿只以上的野兔 亿只以上的野兔 亿只以上
实例1 实例
1859年,一个英格 年 兰的农民带着24只 兰的农民带着 只 野兔, 野兔,登陆澳大利亚 并定居下来, 并定居下来,但谁也 没想到, 没想到,一个世纪之 后,这个澳洲"客人" 这个澳洲"客人" 的数量呈指数增长, 的数量呈指数增长, 达到6亿只之巨 亿只之巨. 达到 亿只之巨.
实例3: 实例 : 自然界确有类似细菌 在理想条件下种群数 量增长的形式, 量增长的形式,如果 以时间为横坐标, 以时间为横坐标,种 群数量为纵坐标, 群数量为纵坐标,曲 线则大致呈" 线则大致呈" J "型 型
美国某岛屿环颈雉 种群数量的增长
二,种群增长的"J"型曲线 种群增长的" " 实例3: 实例 : 自然界确有类似细菌 在理想条件下种群数 量增长的形式, 量增长的形式,如果 以时间为横坐标, 以时间为横坐标,种 群数量为纵坐标, 群数量为纵坐标,曲 线则大致呈" 线则大致呈" J "型 型
在资源和空间无限的环 境中, 境中,细菌种群的增长 不受影响的情况下
研究方法 观察研究对象 提出问题 提出合理的假设
根据实验数据, 根据实验数据,用适 当的数学形式对事物的 性质进行表达
Nn = 2n
观察,统计细菌数量, 观察,统计细菌数量, 对自己建立的模型进行 检验或修正
研究实例 细菌每20分钟 细菌每 分钟 分裂一次
自然条件(现实状态)——食物等资源 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, 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. 食者数量不断增加.导致该种群的出生率降 死亡率增高. 低,死亡率增高.
当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止, 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. 有时会稳定在一定的水平.
二,种群增长的"J"型曲线 种群增长的" " "J"增长的数学模型 " 问题: 问题: "J"型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗 存在环境阻力——— 存在环境阻力 自然界的资源和空间总是有限的; 自然界的资源和空间总是有限的;种内竞争就 会加剧;捕食者增加. 会加剧;捕食者增加. 当种群数量增加到一定阶段时, 当种群数量增加到一定阶段时,种群数量就会 稳定在一定的水平. 稳定在一定的水平.
美国某岛屿环颈雉 种群数量的增长
"J"型增长的数学模型 型增长的数学模型
1,模型假设: 模型假设: 理想状态——食物充足,空间不限,气候适宜, 食物充足,空间不限,气候适宜, 理想状态 食物充足 没有敌害等; 没有敌害等; 种群的数量每年以一定的倍数增长, 种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是 第一年的λ倍. 型增长的数学模型公式: 2,种群 "J"型增长的数学模型公式: 型增长的数学模型公式
为了直观,简便地研究种群的数量变动的规律, 为了直观,简便地研究种群的数量变动的规律, 数学模型建构是常用的方法之一 是常用的方法之一. 数学模型建构是常用的方法之一.
建构种群增长模型的方法
一,建构种群增长模型的方法
一,建构种群增长模型的方法 数学模型: 数学模型:
一,建构种群增长模型的方法 数学模型: 数学模型: 1. 概念: 概念:
二,种群增长的"J"型曲线 种群增长的" " "J"增长的数学模型 " 问题: 问题: "J"型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗
二,种群增长的"J"型曲线 种群增长的" " "J"增长的数学模型 " 问题: 问题: "J"型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗? 型增长能一直持续下去吗 存在环境阻力——— 存在环境阻力
研究实例 细菌每20分钟 细菌每 分钟 分裂一次
在资源和空间无限的环 境中, 境中,细菌种群的增长 不受影响的情况下
研究方法 观察研究对象 提出问题 提出合理的假设
Nn = 2n
观察,统计细菌数量, 观察,统计细菌数量, 对自己建立的模型进行 检验或修正
研究实例 细菌每20分钟 细菌每 分钟 分裂一次
在理想状态下,细菌每 分钟分裂一次 分钟分裂一次. 在理想状态下,细菌每20分钟分裂一次.请填 下表,并根据表中数据, 下表,并根据表中数据,绘出细菌种群的增长 曲线. 曲线.
时 间 细菌数量 20 2 40 4 60 8 80 16 100 120 140 160 180 32 64 128 256 512
在理想状态下,细菌每 分钟分裂一次 分钟分裂一次. 在理想状态下,细菌每20分钟分裂一次.请填 下表,并根据表中数据, 下表,并根据表中数据,绘出细菌种群的增长 曲线. 曲线.
时 间 细菌数量 20 2 40 4 60 8 80 16 100 120 140 160 180 32 64 128 256 512
一,建构种群增长模型的方法 3. 类型: 类型: ⑴数据分析表格式
时 间 细菌数量 20 40 60 80 100 120 140 160 180
一,建构种群增长模型的方法 3. 类型: 类型: ⑴数据分析表格式
时 间 细菌数量 20 40 60 80 100 120 140 160 180
⑵数学方程式
一,建构种群增长模型的方法 实例2:凤眼莲(水葫芦) 实例 :凤眼莲(水葫芦)
一,建构种群增长模型的方法 实例2:凤眼莲(水葫芦) 实例 :凤眼莲(水葫芦)
实例3 实例
种群迁入一个新环境后, 种群迁入一个新环境后, 常常在一定时期内 一定时期内出现 常常在一定时期内出现 型增长. "J"型增长.例如,在 型增长 例如, 20世纪 年代时,人们 世纪30年代时 世纪 年代时, 将环颈雉引入到美国的 一个岛屿, 一个岛屿,在1937～ ～ 1942年期间,这个环颈 年期间, 年期间 雉种群的增长大致符合 型曲线( "J"型曲线(右图). 型曲线 右图).
Nt=N0 λt
为起始数量, 为时间, 表示t (N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后该种群的数 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数.) 量,λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数.)
理想条件下的种群增长模型
种群增长的J 种群增长的J型曲线 食物充足 空间充裕 环境适宜 没有敌害
资源无限 指数生长
在资源和空间无限的环 境中, 境中,细菌种群的增长 不受影响的情况下
研究方法 观察研究对象 提出问题 提出合理的假设
根据实验数据, 根据实验数据,用适 当的数学形式对事物的 性质进行表达 通过进一步实验或 观察等对模型进行 检验或修正
Nn = 2n
观察,统计细菌数量, 观察,统计细菌数量, 对自己建立的模型进行 检验或修正
思考
在自然界中,种群增长的" 型曲线 在自然界中,种群增长的"J"型曲线
应该从哪些方面进行修正呢? 应该从哪些方面进行修正呢?
证明: 证明:高斯实验
高斯对大草履虫种群研究的实验
高斯(Gause,1934)把5个大草履虫置于 高斯( , ) 个大草履虫置于0.5mL的 的 个大草履虫置于 培养液中,每隔24小时统计一次数据 小时统计一次数据, 培养液中,每隔 小时统计一次数据,经过反复实 结果如下: 验,结果如下:
研究方法
Nn = 2n
观察,统计细菌数量, 观察,统计细菌数量, 对自己建立的模型进行 检验或修正