高中生物 第四章 第二節(jié) 種群的增長方式課件 浙科版必修3

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1、一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法 在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)個(gè)細(xì)菌每菌每20分鐘分裂繁殖一代討論：分鐘分裂繁殖一代討論：n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？72小時(shí)后由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多小時(shí)后由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？少？在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長嗎？公式增長嗎？解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216N Nn nn n 2 2216216不會(huì)。用實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證不會(huì)。用實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來

2、驗(yàn)證2 4 8 16 32 64 128 256 512將數(shù)學(xué)公式（將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖變?yōu)榍€圖時(shí)間時(shí)間分鐘分鐘20406080100 120 140 160 180細(xì)菌細(xì)菌數(shù)量數(shù)量曲線圖與數(shù)學(xué)曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？優(yōu)缺點(diǎn)？直觀，直觀，但不夠精確。但不夠精確。數(shù)學(xué)模型：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)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：形式建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：觀察研究對象，觀察研究對象，提出問題提出問題提出合理的假設(shè)提出合理的假設(shè)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正對模型進(jìn)

3、行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)細(xì)胞每細(xì)胞每20min20min分裂一次分裂一次資源空間無限多，細(xì)菌資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長不受種群密種群的增長不受種群密度增加的影響度增加的影響觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正進(jìn)行檢驗(yàn)或修正二、指數(shù)增長二、指數(shù)增長 “ “J”J”形增長曲線形增長曲線產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件： 理想狀態(tài)理想狀態(tài)資源無限、空間無限、不受其他資源無限、空間無限、不受其他 生物制約。生物制約。增長特點(diǎn)：增長特點(diǎn)： 每單位時(shí)間以一定的倍數(shù)或百每單位時(shí)

4、間以一定的倍數(shù)或百分?jǐn)?shù)增長。分?jǐn)?shù)增長。起始增長很慢，但隨著種群基數(shù)起始增長很慢，但隨著種群基數(shù)的加大，增長會(huì)越來越快。的加大，增長會(huì)越來越快。量的計(jì)算：量的計(jì)算：t年（單位時(shí)間）后種群的數(shù)量為 Nt=N0 t （N0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t為時(shí)間，為時(shí)間，Nt表示表示t年后該種群的年后該種群的數(shù)量，數(shù)量，為年均增長倍數(shù)）為年均增長倍數(shù)） “J”型增長實(shí)例： 澳大利亞兔災(zāi) 兔子并不是澳大利亞土生的。兔子并不是澳大利亞土生的。1859年，有一個(gè)農(nóng)民年，有一個(gè)農(nóng)民從英格蘭帶來了從英格蘭帶來了24只野兔。他完全沒有料到，他的只野兔。他完全沒有料到，他的這一舉動(dòng)將要引起一次農(nóng)業(yè)災(zāi)害。這一舉動(dòng)將要引起

5、一次農(nóng)業(yè)災(zāi)害。 野兔的繁殖非常快，一只雌兔一年以產(chǎn)野兔的繁殖非?？欤恢淮仆靡荒暌援a(chǎn)25只兔仔。只兔仔。 在澳大利亞，兔子幾乎沒有什么天敵，所以經(jīng)過十在澳大利亞，兔子幾乎沒有什么天敵，所以經(jīng)過十幾年它們已成為一個(gè)大問題。它們吃莊稼，毀壞新幾年它們已成為一個(gè)大問題。它們吃莊稼，毀壞新播下的種子，啃嫩樹皮和芽，并且打地洞損壞田地播下的種子，啃嫩樹皮和芽，并且打地洞損壞田地和河堤。籬笆也不能阻止它們侵和農(nóng)民的田地。和河堤。籬笆也不能阻止它們侵和農(nóng)民的田地。“J”型增長實(shí)例：鳳眼蓮型增長實(shí)例：鳳眼蓮 也稱水葫蘆。是目前世界上危害最嚴(yán)也稱水葫蘆。是目前世界上危害最嚴(yán)重的多年生惡性水生雜草之一。重的多年生

6、惡性水生雜草之一。 原產(chǎn)南美，原產(chǎn)南美，1901年作為一種花卉引年作為一種花卉引入我國，入我國，5060年代作為豬飼料推年代作為豬飼料推廣種植，并發(fā)展為水質(zhì)凈化種類，后廣種植，并發(fā)展為水質(zhì)凈化種類，后逸為野生。逸為野生。 現(xiàn)廣泛分布于華南、華中、華北和東現(xiàn)廣泛分布于華南、華中、華北和東北地區(qū)。北地區(qū)。90年代中期，在我國南方的年代中期，在我國南方的一些河道和湖泊，鳳眼蓮覆蓋面積達(dá)一些河道和湖泊，鳳眼蓮覆蓋面積達(dá)100%。在云南省昆明市滇池內(nèi)，。在云南省昆明市滇池內(nèi)，1994年鳳眼蓮的覆蓋面積約達(dá)年鳳眼蓮的覆蓋面積約達(dá)10 km2。外來物種入侵 在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌

7、的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長嗎？為什么？直按照這個(gè)公式增長嗎？為什么？不會(huì)不會(huì). .原因：自然界的資源和空間是有限的。原因：自然界的資源和空間是有限的。高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5 5個(gè)大草履蟲置于個(gè)大草履蟲置于0.5mL0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔的培養(yǎng)液中，每隔2424小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下： 高斯對大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)高斯對大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)請你繪制大草履蟲的種群增長曲線！請你繪制大草履蟲的種群增長曲線！生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：大草履蟲種群的增長曲線大草履蟲種群的增長曲線討論：

8、討論：大草履蟲的增長大草履蟲的增長呈該型曲線的原因有哪呈該型曲線的原因有哪些？些？食物等資源和空間總是有限的，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)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)出生率降低，死亡率增高。當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。一定的水平。思考：思考：1、曲線形狀象什么？、曲線形狀象什么？其種群達(dá)到基本穩(wěn)定的其種群達(dá)到基本穩(wěn)定的數(shù)量值稱為什么？數(shù)量值稱為什么？環(huán)境容納量環(huán)境容納量: :在長時(shí)期內(nèi)環(huán)境所在長時(shí)期內(nèi)環(huán)境

9、所能維持的種群最能維持的種群最大大數(shù)量數(shù)量稱為環(huán)境容納稱為環(huán)境容納量，又稱量，又稱K K值。值。三、邏輯斯諦增長三、邏輯斯諦增長“S”形增長曲線形增長曲線2、綿羊種群數(shù)量增長過程如何？、綿羊種群數(shù)量增長過程如何？拐點(diǎn)是哪一個(gè)？拐點(diǎn)是哪一個(gè)？思考：思考：2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代，人們將環(huán)頸雉引入美年代，人們將環(huán)頸雉引入美國的一個(gè)島嶼，在國的一個(gè)島嶼，在1937194219371942年間種群年間種群數(shù)量的增長情況如左圖。數(shù)量的增長情況如左圖。18001800年人們把綿羊年人們把綿羊引入到塔斯馬尼亞引入到塔斯馬尼亞島，在此后的島，在此后的6060年年間種群增長曲線如間種群增長曲線如左圖。左圖。

10、實(shí)例分析ACB思考思考:3、若縱軸換成、若縱軸換成增長增長速率速率曲線應(yīng)如何畫？曲線應(yīng)如何畫？4、在養(yǎng)殖業(yè)上把種、在養(yǎng)殖業(yè)上把種群數(shù)量維持在那一群數(shù)量維持在那一點(diǎn)上經(jīng)濟(jì)效益最高？點(diǎn)上經(jīng)濟(jì)效益最高？為什么？為什么？增長速率產(chǎn)生條件：產(chǎn)生條件：自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）資源有限、資源有限、空間有限、受其他生物的制約空間有限、受其他生物的制約邏輯斯諦增長模型邏輯斯諦增長模型增長特點(diǎn)：增長特點(diǎn)： 起始呈加速增長，起始呈加速增長，K/2K/2時(shí)增長最快時(shí)增長最快，此后便開始減速增長，到此后便開始減速增長，到K值時(shí)便值時(shí)便停止停止增長或在增長或在K K值上下波動(dòng)。值上下波動(dòng)。 存在環(huán)境阻力：

11、存在環(huán)境阻力： 問題：問題：從環(huán)境容納量（從環(huán)境容納量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）對瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？）對瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？（2 2）對家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么）對家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么 措施？措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。高環(huán)境容納量?？梢圆扇〈胧┙档陀泻?dòng)物種群的環(huán)境容納量，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物如將食物儲(chǔ)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，減少它們挖造來

12、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。巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。三、種群增長的三、種群增長的“S”S”型曲線型曲線A細(xì)菌的數(shù)量個(gè)種群在沒有環(huán)境阻力的條件下呈現(xiàn)種群在沒有環(huán)境阻力的條件下呈現(xiàn)“J”型增長，實(shí)際上型增長，實(shí)際上是是“S”型增長的最初階段，型增長的最初階段，“J”型增長是一定時(shí)間內(nèi)型增長是一定時(shí)間內(nèi)的的增長方式，最終是以增長方式，最終是以”S”型增長結(jié)束，這是生態(tài)因素型增長結(jié)束，這是生態(tài)因素和物種本身相互影響的結(jié)果。和物種本身相互影響的結(jié)果。增長增長方式方式指數(shù)增長指數(shù)增長邏輯斯諦增長邏輯斯諦增長產(chǎn)生產(chǎn)生條件條件特點(diǎn)特點(diǎn)資源無限

13、、空間無限、資源無限、空間無限、不受其他生物制約等不受其他生物制約等理想條件下理想條件下K值（即環(huán)境容納量）：在值（即環(huán)境容納量）：在長時(shí)期內(nèi)環(huán)境所能維持的種長時(shí)期內(nèi)環(huán)境所能維持的種群最大數(shù)量。群最大數(shù)量。是種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平是種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度衡密度種群增長的兩種方式比較種群增長的兩種方式比較資源有限、空間有限、資源有限、空間有限、受其他生物制約等受其他生物制約等有限條件下有限條件下起始增長很慢，隨著起始增長很慢，隨著基數(shù)的加大，增長越基數(shù)的加大，增長越來越快。來越快。起始加速增長，起始加速增長，K/2K/2時(shí)增長時(shí)增長最快，之后開始減速增長，最快，之后開始減速增長，到達(dá)到達(dá)K

14、 K值時(shí)便停止增長或在值時(shí)便停止增長或在K K值上下波動(dòng)。值上下波動(dòng)。鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)B（2005全國卷全國卷5）2、為了保護(hù)魚類資、為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，根據(jù)種群增長的根據(jù)種群增長的S型曲線，應(yīng)使被捕魚群型曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在的種群數(shù)量保持在K/2水平。這是因?yàn)樵谒?。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上這個(gè)水平上（）A、種群數(shù)量相對穩(wěn)定、種群數(shù)量相對穩(wěn)定 B、種群增長量最大、種群增長量最大C、種群數(shù)量最大、種群數(shù)量最大 D、環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量最大、環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量最大B3 3、“食人魚食人魚”是一種肉食魚，一旦

15、進(jìn)入自然是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域，就會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如生態(tài)水域，就會(huì)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)準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn) B C DB C D A 4 4、種群在理想環(huán)境、種群在理想環(huán)境中，呈中，呈“J”J”型曲線增長型曲線增長( (如如右圖甲右圖甲) )；在有環(huán)境阻力條；在有環(huán)境阻力條件下，件下，“S”S”型曲線增長型曲線增長( (如如右圖乙右圖乙) )；下列有關(guān)種群曲；下列有關(guān)種群曲線增長的敘述正確的是（線增長的敘述正確的是（ ）A A若該圖表示草履蟲種群曲線增長，當(dāng)種

16、群數(shù)量達(dá)若該圖表示草履蟲種群曲線增長，當(dāng)種群數(shù)量達(dá) 到到e e點(diǎn)后，增長速率為點(diǎn)后，增長速率為O OB B種群中出現(xiàn)環(huán)境阻力是在種群中出現(xiàn)環(huán)境阻力是在d d點(diǎn)之后點(diǎn)之后C C若該圖表示蝗蟲種群增長曲線，則蟲害的防治必須若該圖表示蝗蟲種群增長曲線，則蟲害的防治必須 在在c c點(diǎn)之后進(jìn)行點(diǎn)之后進(jìn)行D DK K值是環(huán)境容納量，一般不隨環(huán)境的變化而改變值是環(huán)境容納量，一般不隨環(huán)境的變化而改變實(shí)例分析實(shí)例分析鞏固練鞏固練習(xí)習(xí)C(08年海南高考題年海南高考題)5、下列四圖中能正確表示某池、下列四圖中能正確表示某池塘魚個(gè)體的平均增長量與種群密度關(guān)系的是塘魚個(gè)體的平均增長量與種群密度關(guān)系的是B （2006年上海卷年上海卷11題）題）6、右圖中曲線、右圖中曲線表示的是牛被引入表示的是牛被引入某孤島后的種群數(shù)量變化。如果當(dāng)初被引入的是羊，則羊的某孤島后的種群數(shù)量變化。如果當(dāng)初被引入的是羊，則羊的種群數(shù)量變化曲線為種群數(shù)量變化曲線為 AI B CIV DVA