1、第二节 种群的增长方式,宁波城市内河福寿螺泛滥成灾 市民大呼煞风景,中新浙江网2008-08-22 电 今年入夏以来，福寿螺大量出现在宁波市 区内河里，让市民大呼煞风景。,一只“换亲”川籍大熊猫赴北京定居,2005年 新华网成都4月7日电，大熊猫“瑛华”在工作人员连哄带诱之下离开了生养“她”的卧龙中国保护大熊猫研究中心，踏上了“远嫁”北京之路，执行其作为中国首次在不同地区圈养大熊猫之间进行“换亲”工程的任务。,北京围剿北美豚草,外来入侵生物蔓延3万余亩北京青年报2004年6月1日,新闻背景：,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,问题探讨1：,问题A:请你计
2、算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写在表格中。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解： Nn2n,n 60 min 72 h20 min216N 216 2n 2 216,问题B:如果用N表示细菌的数量，n表示细菌的代数（设子一代为第一代），请试着写出细菌种群数量的数学公式。 72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,问题C:以表格中的数据，画出细菌的增长曲线（以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标。）,一、种群增长的数学模型,1.数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式,4.数学模型建构的步骤,2.数学模型的表现形式:
3、,3.建构数学模型的意义:,描述、解释和预测种群数量的变化。,细菌每20min分裂一次,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,列出表格，根据表格画曲线，推导公式。 Nn=2n ， N代表细菌数量，n表示第几代,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,研究实例,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，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,实例1：澳大利亚野兔,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。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛
4、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。,实例2：凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。,A:澳大利亚野兔和凤眼莲出现这种增长的原因有哪些？,问题探讨2：,没有天敌,充足的食物,广阔的生活空间,B:能不能用细菌的数量变化模型来表示野兔和凤眼莲的增长情况？,二、种群的指数增长(“J”型增长),1、产生条件：,理
5、想状态,（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，为年均增长倍率）,2、种群 “J”型增长的数学模型：,Nt=N0 t,食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,3、增长特点：,起始增长很慢，但随着种群基数的加大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长，其增长势头强大。,A:“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么,问题探讨3：,B:在实际生态环境中种群的数量又是怎样增长的呢？,自然界的资源和空间总是有限的：食物不足、空间有限等,种内斗争就会加剧,捕食者增加,另外还有气候不适、寄生虫、传染病等,不能,大草履虫数量增长过程如何？,高斯（Gause，1934）把
6、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：,高斯对大草履虫种群研究的实验,K=375,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“S”型曲线。,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。,环境容纳量：,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,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,三、种群的逻辑斯谛增长(“”型增长),增长特点：,种群起始呈加速增长，K/2时
7、增长最快，此后便开始减速增长，到K值时便停止增长或在K值上下波动。,D点: 出生率死亡率，即 种群数量处于K值。,B点: 出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于 K/2值。,（种群数量）,P77,讨论：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，请同学们讨论应该采取哪些措施控制家鼠数量？,(1)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。,四、研究种群数量变化的意义,老鼠,机械捕杀,施用激素,药物捕杀,施用避孕药,养殖或释放天敌,将食物储存在安全处,降低 繁殖率,减少数量,增大环境阻力 降低环境容纳量,打扫卫生,硬化地面,（2）有利于野生生物资源的合理利用及保护,思
8、考1：怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,思考2：为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K2水平。这是因为在这个水平上种群增长率最大 。,（3）为引进外来物种提供理性的思考,理想条件下 资源无限,自然条件下 资源有限,实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长,一般自然种群的增长,不变,变化,无,有,小结：“J”型曲线和“S”型曲线比较,巩固练习,1、自然界中生物种群增长
9、常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是( ) A “S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B 种群增长率在各阶段是不相同的 C “S”型增长曲线表示了种群数量和时间无关 D 种群增长不受种群密度制约,B,2、在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如左图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ ）,D,小球藻个体数,如果种群处在一个理想的环境中， 没有自然和空间的限制，种群内个 体数量的增长曲线是_,用达尔文 的进化理论解释，这是由于生物具 有_特性。 如果将该种群置入有限制的自然 环境中，种群内个体数量的增长曲 线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示_。 影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_。,3、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清 仔细分析图中去先后回答下列问题：,a,b,个体数,时间,a,b,在生存斗争过程中淘汰的个体,过度繁殖,死亡率,出生率,性别比例,年龄组成,尝试给养殖场写一封建议书 如何提高养殖场红鲤鱼的产量,课外思考：,谢谢大家！,
