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歡迎進(jìn)入生物課堂 第2節(jié)種群數(shù)量的變化 必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第4章種群和群落 大腸桿菌 培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基 討論 1 n代細(xì)菌的數(shù)量是多少 計(jì)算公式是什么 2 72H后 由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少 解 n minx h min Nn n n Nn 討論 3 請你計(jì)算一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量 完成表格 4 以時(shí)間為橫坐標(biāo) 細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo) 畫出細(xì)菌的種群增長曲線 2 4 1 2 一 構(gòu)建種群增長模型的方法 數(shù)學(xué)模型 用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式 建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟 觀察研究對象 提出問題 細(xì)胞每20min分裂一次 資源空間無限多 細(xì)菌種群的增長不受種群密度增加的影響 Nn 2n N代表細(xì)菌數(shù)量 n表示第幾代 觀察 統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量 對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正 曲線圖與數(shù)學(xué)公式比較 優(yōu)缺點(diǎn) 曲線圖 直觀 但不夠精確 數(shù)學(xué)公式 精確 但不夠直觀 數(shù)學(xué)公式 Nn 1X2n 細(xì)菌的數(shù)量 個(gè) 理想條件下細(xì)菌數(shù)量增長的推測 自然界中有此類型嗎 實(shí)例1 澳大利亞野兔 例2在20世紀(jì)30年代時(shí) 人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個(gè)島嶼 在1937 1942年期間 這個(gè)環(huán)頸雉種群的增長大致符合 J 型曲線 自然界確有類似的細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式 如果以時(shí)間為橫坐標(biāo) 種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示 曲線大致呈 型 二 種群增長的 J 型曲線 J 型增長的數(shù)學(xué)模型 1 模型假設(shè) 理想狀態(tài) 食物充足 空間不限 氣候適宜 沒有敵害等 N0為起始數(shù)量 t為時(shí)間 Nt表示t年后該種群的數(shù)量 為年均增長率 2 種群 J 型增長的數(shù)學(xué)模型公式 Nt N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長 第二年是第一年的 倍 中國水利網(wǎng) 寧波 昆明 武漢等地 人躺在鋪滿水葫蘆的湖面上 可以不沉 上海去年3萬噸的水葫蘆打撈量 今年已翻了3倍有余 上升至10萬噸 水葫蘆所帶來的水體富營養(yǎng)化 讓越來越多的水中生物痛失 家園 例 我國自1393 1990年以來人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下 以上人口增長曲線符合哪種類型 按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)什么狀況 鑒于我國人口的現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)采取什么措施 人口 億 我國1000 1990年的人口數(shù)量變化 課后延伸與拓展 看圖分析 例 生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn) J 型增長能一直持續(xù)下去嗎 大草履蟲種群的增長曲線 討論 大草履蟲的增長呈 S 型曲線的原因有哪些 存在環(huán)境阻力 自然條件 現(xiàn)實(shí)狀態(tài) 食物等資源和空間總是有限的 種內(nèi)競爭不斷加劇 捕食者數(shù)量不斷增加 導(dǎo)致該種群的出生率降低 死亡率增高 當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí) 種群的增長就會停止 有時(shí)會穩(wěn)定在一定的水平 三 種群增長的 S 型曲線 種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值 K值 后 將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定 三 種群增長的 S 型曲線 當(dāng)種群數(shù)量 K 2 種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí) 種群 增長停止 種群數(shù)量在K 2值時(shí) 種群 增長最快 種群數(shù)量小于K 2值時(shí)種群 增長逐漸加快 種群數(shù)量大于K 2值時(shí)種群 增長逐漸減慢 問題探討 討論 從環(huán)境容納量 K值 的角度思考 1 對瀕危動物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施 2 對家鼠等有害動物的控制 應(yīng)當(dāng)采取什么措施 建立自然保護(hù)區(qū) 改善大熊貓的棲息環(huán)境 提高環(huán)境容納量 可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)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(nèi)采取硬化地面等措施 減少它們挖造巢穴的場所 養(yǎng)殖或釋放它們的天敵 等等 種群數(shù)量 種群增長的 J 型曲線 在理想狀態(tài)下的種群增長 種群增長的 S 型曲線 在有限環(huán)境下的種群增長 理想條件下 自然條件下 無K值 有K值 先增長后減少 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的 四 種群數(shù)量的波動和下降 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動 在不利條件之下 還會急劇下降 甚至滅亡 課后調(diào)查 長江流域 近百年有多少物種消失或?yàn)l臨滅絕 同時(shí)探究在其背后的原因 在FaroeIslands上 捕鯨現(xiàn)場成了血的海洋 氣候 食物 被捕食 傳染病 2 種群數(shù)量變化的類型 增長 穩(wěn)定 波動 下降等 自然因素 人為因素 人類活動等 1 影響種群數(shù)量變化的因素 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率 遷入率和遷出率決定的 因此 凡是影響上述種群特征的因素 都會引起種群數(shù)量的變化 環(huán)境因素 種群的出生率 死亡率 遷出和遷入 種群數(shù)量的變化 影響種群數(shù)量變化的因素 1 有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù) 2 為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量 適時(shí)捕撈 采伐等提供理論指導(dǎo) 3 通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律 為害蟲的預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù) 五 研究種群數(shù)量變化有何意義 4 有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復(fù) 云豹的保護(hù) 蒼鷺的保護(hù) 野豬的保護(hù) 救護(hù)被困的鯨魚 全力防蝗減災(zāi) 如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中 沒有自然和空間的限制 種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長曲線是 用達(dá)爾文的進(jìn)化理論解釋 這是由于生物具有 特性 如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中 種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量的增長曲線是 用達(dá)爾文進(jìn)化理論分析圖中的陰影部分表 影響種群密度的主要因素是種群的 和 例 下圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中的增長曲線 仔細(xì)分析圖中去先后回答下列問題 a b 個(gè)體數(shù) 時(shí)間 a b 在生存斗爭過程中淘汰的個(gè)體 過度繁殖 死亡率 出生率 性別比例 年齡組成 食人魚 是一種肉食魚 一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域 就會造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難 假如該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng) 以下哪種曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn) BCD A 下列因素能引起種群密度增大的有 A 種群中幼年個(gè)體增多B 種群性別比例改變C 環(huán)境中溫度條件適宜D 種群中幼年個(gè)體減少E 環(huán)境中天敵增多F 寄生生物減少 F 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全