1、種群數量的增長規律第1頁，共35頁。種群：溫故而知新在一定的空間和時間內的同種生物個體的總和。第2頁，共35頁。種群的研究核心就是種群的數量變動。為了直觀、簡便地研究種群的數量變動的規律，數學建模是常用的方法之一。建構種群增長模型的方法第3頁，共35頁。1、數學模型：是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。2、數學建模的一般過程提出問題作出假設建立模型模型的檢驗與評價建構種群增長模型的方法第4頁，共35頁。在食物(養料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數量變化是怎樣的呢？思考第5頁，共35頁。在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂增殖一次。第6頁

2、，共35頁。討論：1、n代細菌數量的計算公式是什么？2、72H后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？第7頁，共35頁。時間（min）20406080100120140160180細菌數量討論：3、請你計算一個細菌產生的后代在不同時間的數量，完成表格！4、以時間為橫坐標，細菌數量為縱坐標，畫出細菌的種群增長曲線第8頁，共35頁。食物充足空間充裕環境適宜沒有天敵資源無限指數生長第9頁，共35頁。研究實例研究方法細菌每20min分裂一次觀察研究對象，提出問題在資源和空間無限多的環境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響提出合理的假設Nn=2n ， N代表細菌數量，n表示第幾代根據實驗數據，用適

3、當的數學形式對事物的性質進行表達觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正第10頁，共35頁。理想條件下的種群增長模型模型中各參數的意義： N0為某種動物種群的起始數量，t為時間， Nt表示t年后該種群的數量，表示該種群數量是一年前種群數量的倍數。模型假設：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年的數量是第一年的倍。建立模型：t年后種群數量為： Nt = N0t第11頁，共35頁。1859年，24只野兔 6億只以上的野兔近100年后實例一：澳大利亞野兔第12頁，共35頁。實例二：鳳眼蓮（水葫蘆

4、）第13頁，共35頁。世界人口的指數增長曲線實例三理想條件下的種群增長模型第14頁，共35頁。實例四理想條件下的種群增長模型第15頁，共35頁。思考理想化的情況在自然界中并不存在。那么，到底有哪些因素會影響到種群數量的變化呢？ 第16頁，共35頁。決定種群個體數目變動的關系圖第17頁，共35頁。總之在大自然中食物有限空間有限種內斗爭種間競爭天敵捕食環境阻力種群密度越大環境阻力越大第18頁，共35頁。高斯（Gause，1934）把5個大草履蟲置于0.5mL的培養液中，每隔24小時統計一次數據，經過反復實驗，結果如下： 高斯對大草履蟲種群研究的實驗請你繪制大草履蟲的種群增長曲線！第19頁，共35頁

5、。大草履蟲種群的增長第20頁，共35頁。食物有限空間有限種內斗爭種間競爭天敵捕食資源有限阻滯生長資源有限條件下的種群增長第21頁，共35頁。環境容納量:在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境的影響。 NK/2，種群有最大持續產量，種群增長率最大 。 資源有限條件下的種群增長第22頁，共35頁。第23頁，共35頁。結合“S”型曲線，思考“S”型曲線增長過程中增長率如何變化？種群數量增長率時間0第24頁，共35頁。種群數量“S”型增長曲線（種群數量）K/2K種群數量增長率時間D: 出生率死亡率，即種群數量處于K

6、值。B: 出生率與死亡率之差最大，即種群數量處于K/2值。0第25頁，共35頁。用達爾文的觀點分析“J、S”曲線時間種群數量1 “J”型曲線用達爾文的觀點分析指：生物具有過度繁殖的特性。2圖中陰影部分表示環境阻力，用達爾文的觀點分析指通過生存斗爭被淘汰的個體數量。“J”型曲線指生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？第26頁，共35頁。影響種群數量變化的因素1.野生生物資源的合理利用 和保護魚類的捕撈2.害蟲的防治蝗蟲的防治研究種群數量變化有何意義？直接因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動三、種群數量的波動和下降捕撈后保持在K/2剛發生時就

7、控制第27頁，共35頁。（一）、“J”型曲線時間種群數量1、條件：食物、空間條件充裕，氣候適宜，無敵害2、發生時期：新物種遷入的開始階段、實驗條件下3、特點：種群數量連續增長，增長率保持不變。4、種群J型增長方式的數學模型是：Nt=N0入t種群數量的增長規律第28頁，共35頁。1、 環境負荷量（K）：在一個有限的環境中，當種群內個體數量達到環境條件所允許的最大值（K值）時，種群個體數量將停止增加。6005004003002001001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 環境負荷量（K）（二）、“S”型曲線第29頁，共35頁。2、產生原因：環境條件如空間、食物、天敵等制約。3、特

8、點：增長速率不斷變化。 開始增長速率不斷增大，當達到最大值(K/2時增長速率最大)后，由于環境阻力開始增大，增長速率開始下降；當種群數量達到K值時，停止增長。第30頁，共35頁。試一試：1、下列環境中的生物,構成一個種群的是（ ）A. 一個池塘中的所有魚B.一塊農田里的所有東亞飛蝗 C. 一片森林中的鳥D. 一條河中的草履蟲 2、某種群中年輕的個體非常多，年老的個體很少，這樣的種群密度會（ ） A越來越大 B相對穩定 C越來越小 D絕對不變AB第31頁，共35頁。3 、在種群的下列特征中，對種群的個體數量的變動起決定作用的因素是（ ）A.種群密度 B.年齡組成 C.性別比例 D.出生率和死亡率

9、4、自然界中生物種群增長常表現為“S”型曲線,下列有關種群“S”型增長的正確說法是（ ） A.“S”型增長曲線表示了種群數量和食物的關系B.種群增長率在各階段是不同的 C.”S”型增長曲線表示了種群數量與時間無關 D.種群增長不受種群制約 DB第32頁，共35頁。5、下列圖示是一個種群的年齡分布圖,哪個種群絕滅的機會最大?( )ABCDD6、在下列圖中，表示種群在無環境阻力狀況下增長的是B第33頁，共35頁。7、下圖表示接種到一定容積培養液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內競爭增加（ ）ACD段（增長速度慢）BDE段（速度加快）CEF段（變化速率加快）DFG段（速度逐漸變慢）D第34頁，共35頁。8、種群的指數增長（J型）是有條件的，條件之一是（）A.在該環境中只有一個種群B.該種群對環境的適應比其他種群優越得多C.環境資源是