高中生物必修三种群数量的变化

讨论： 3、请你计算一个细菌产生的后代在不 同时间的数量，完成表格！
时间 （min）
20
40
60
80 100 120 140 160 180
细菌
数量
4、以时间为横坐 标，细菌数量为纵 坐标，画出细菌的 种群增长曲线
数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形
式． 建立数学模型一般包括以下步骤：
观察研究对象， 提出问题
持续保持增长
S型曲线 环境资源有限
逐渐降低
有K值
曲线
K值：环境容纳量 环境阻力
食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适
寄生虫 传染病等
用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线
“J”型曲线表明 种
生物具有什么特性？ 群
图中阴影部分表示
数 量
J型 曲线
什么？
K值
S型 曲线
时间
1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物
600
环境负荷量（K）
500
• •• ••
400
•
300
•
200
100
• •••
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2、产生原因：环境条件如空间、食物、天敌 等制约。
3、特点：增长速率不断变化。 开始增长速率不断增大，当达到最大值
(K/2时增长速率最大)后，由于环境阻力开始 增大，增长速率开始下降；当种群数量达到 K值时，停止增长。
五、研究种群数量变化的意义
1．合理利用和保护野生生物资源
鱼类的捕捞
2．为防治有害生物提供科学依据
蝗虫的防治
藏羚羊在哭泣
研究种群数量变化有何意义？
有利于野生生物资源的合理利用及保护。 通过研究种群数量变动规律，为害虫的预
测及防治提供科学依据。 为引进外来物种提供理性的思考。
……
被 伐 的 森 林 和 野 牛
理想条件下的种群增长模型
实例四
实例二：凤眼莲（水葫芦）原产于南美，仅以一种观赏性植物零散 分布，1844年在美国的博览会上曾被喻为“美化世界的淡紫色花 冠”。自此以后凤眼莲被作为观赏植物引种栽培，现已在亚、非、 欧、北美洲等数十个国家造成危害。1901年作为花卉引入中国，30 年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植 物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手 和天敌 ，在我国南方江河湖泊中发展迅速，目前我国有这种凤眼莲 184万吨，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。
凤眼莲（水葫芦）
实例三：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
理想化的情况在自然界中并不存在。 那么，到底有哪些因素会影响到种群 数量的变化呢？
D 的变动起决定作用的因素是（ ）
A.种群密度 B.年龄组成 D.出生率和死亡率
C.性别比例
3、预测一个国家或地区的人口数量未来动态
A 的信息主要来自于（ ） A．现有人口数量和密度 B．目前的年龄组成 C．男女之间的性别比例 D．出生率、死亡率和迁移率 误点点拨：要正确区别开预测人口数量变化和决定 人口数量变化的含义。
细胞每20min分裂一次
提出合理的假设
资源空间无限多，细菌种群 的增长不受种群密度增加的
影响
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
通过进一步的实验或观察等， 对模型进行检验或修正
观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型
进行检验或修正
一、建构种群增长模型
思考：在营养和生存空间没有限制的情况下， 某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代 （3）将数学公式（N=2n)变为曲线图 曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？
数学模型：是用来描述一个系统或
它的性质的数学形式。
怎样建构种群数量增长的模型？ 种群的数量是怎样变化的？ 哪些因素会影响种群数量的变化？
如何利用种群数量的变化规律为生产 实际所用？
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 增殖一次。
讨论： 1.12H后，由 一个细菌分 裂产生的细 菌数量是多 少？
直观， 但不够精确。
食物充足 空间充裕 环境适宜 没有天敌
资源无限 指数生长
二、种群增长的“J”型曲线
细菌的数量／个
理想条件下细菌数 量增长的推测：自然 界中有此类型吗？
理想条件下的种群增长模型
实例一1859年，一位英 国人来到澳大利亚定居， 他带来了24只野兔。让 他没有想到的是，一个 世纪之后，这24只野兔 的后代竟达到6亿只以 上。漫山遍野的野兔与 牛羊争食牧草，啃啮树 皮，造成植被破坏，导 致水土流失。后来，人 们引入了黏液瘤病毒才
三、种群增长的“S”型曲线
讨论4：从环境容纳量（K值）的角度思考：
（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提 高环境容纳量。
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么
措施？
可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量， 如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物 来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造
试一试：
B 1. 下列环境中的生物,构成一个种群的是（ ）
A. 一个池塘中的所有鱼 B.一块农田里的所有 东亚飞蝗 C. 一片森林中的鸟 D. 一条河中 的草履虫
2．某种群中年轻的个体非常多，年老的个体很
A 少，这样的种群密度会（ ）
A．越来越大
B．相对稳定
C．越来越小
D．绝对不变
2 、在种群的下列特征中，对种群的个体数量
乱伐森林
种群数量的增长规律
（一）、“J”型曲线
种 群
数
量
时间
1、条件：食物、空间条件充裕，气候适宜，无敌害 2、发生时期：新物种迁入的开始阶段、实验条件下 3、特点：种群数量连续增长，增长率保持不变。
（二）、“S”型曲线
1、 环境负荷量（K）：在一个有限的环境中，当种群内 个体数量达到环境条件所允许的最大值时，种群个体数 量将停止增加。
决定种群个体数目变动的关系图
“J”型增长的数学模型
1、模型假设： 理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜， 没有敌害等； 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。
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λ t
（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．）
具有过度繁殖的特性。
2、图中阴影部分表示：环境阻力；
用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被
淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。
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。 农、林、牧业 生产就是在这 个范围内谋求 产量的提高,wenku.baidu.com其潜力有一定 限制。
4.影响种群数量变化的因素
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出 间接因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动
巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
资源有限条件下的种群增长
大约在1800 年，人们把 绵羊引入澳 大利亚塔斯 马尼亚岛以 后的种群增 长曲线。增 长初期显出 “S”型曲线。1850年后在170万头上下作
不规律的波动。
思考
怎样做才是最有效的灭鼠措施？
同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
理想条件下的种群增长模型
实例二
种群迁入一个新环境后， 常常在一定时期内出现 “J”型增长。例如，在 20世纪30年代时，人们 将环颈雉引入到美国的一 个岛屿，在1937～1942年 期间，这个环颈雉种群的 增长大致符合“J”型曲 线（右图）。
理想条件下的种群增长模型 实例三
世界人口的指数增长曲线
总之……
在大自然中
食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食
环境阻力
种群密度越大环境阻力越大
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 0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次 数据，经过反复实验，结果如下：
请你绘制大草履虫的种群增长曲线！
大草履虫种群的增长
资源有限条件下的种群增长
食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食
资源有限 阻滞生长
资源有限条件下的种群增长
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 种群最大数量称为 环境容纳量，又称 K值。
★同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 ★ N≈K/2，种群有最大持续产量，种群增长率最大 。
种群数量的变化规律 及应用
种群：
在一定的空间和时间内的同 种生物个体的总和。
练习
下列叙述中属于种群的是：
1．一个池塘中的全部鱼 2．一片草地上的全部蒲公
英 3．世界上的全部鸟 4．一个岛上的全部绵羊
思考
在食物(养料)和空间条件充裕、气候 适宜、没有敌害等理想条件下，种群 的数量变化是怎样的呢？
提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取 措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食 物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源； 室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴 的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
7.比较种群增长两种曲线的联系与区别
条件 种群增长率
有无K值
J型曲线 环境资源无限
保持稳定 无，
A．在该环境中只有一个种群 B．该种群对环境的适应比其他种群优越得多 C．环境资源是无限的 D．环境资源是有限的
C
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 制使种内竞争增加（ ）
D
A．CD段（增长速度慢） B．DE段（速度加快） C．EF段（变化速率加快） D．FG段（速度逐渐变慢）
3、种群的指数增长（J型）是有条件 的，条件之一是（ ）