第4章第2节种群数量的变化讲义.pptx

1.种群具有哪些基本特征（数量特征)？ 2.最基本的数量特征是什么？ 3.决定种群大小和种群密度的重要因素是什么？ 4.预测种群数量的变化趋势具有重要意义的种群特征是什么？ 5.样方法的适用范围是什么？ 种群密度、出生率和死亡率、迁出率和迁入率、年龄组成和性别比例 种群密度 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 年龄组成 植物和活动范围小、活动能力弱的动物（蚜虫、跳蝻、蚯蚓等） 温故知新 第2节 种群数量的变化 （第1课时） 学习目标： 1.说明建构种群增长模型的方法。 2.尝试建构种群数量增长的“J”型数学模型。 教学重难点： 建构种群增长的数学模型，并据此解释种群的 数量变化。 问题探讨：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。 时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 细菌数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。 (2)根据上表，写出n代细菌数量的计算公式。 Nn＝２n （3）将数学公式（N=2n)变为曲线图 时间min 20 40 60 80 100 120 140 160 180 细菌数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512 根据表格中得到的数据，以时间为横轴，以细菌数量为纵轴，画出细菌种群数量增长的曲线。 一、建构种群增长模型的方法 4.数学模型建构的步骤 2.数学模型的表现形式: 数学方程式 曲线图 3.建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种群数量的变化。 1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式, 研究实例 研究方法 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 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 数学模型的建构步骤： 观察研究对象，提出问题 细菌每20min分裂一次 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 Nn＝２n 观察、统计细菌数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正 数学模型的建构步骤： 4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。 曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？ 数学公式： 精确，但不够直观。 曲线图： 直观，但不够精确。 在自然界中，是否存在类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式呢？ 思考 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。这里有茂盛的牧草，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。 二、种群增长的“J”型曲线 1、实例： 实例二：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表示，曲线大致呈什么形状？ 野兔、环颈雉等进入一个新环境后能呈指数增长的特殊原因是什么呢？ 1.食物和空间条件充裕。 2.气候适宜。 3.没有天敌。 思考： 通过上述两个实例可以看出，自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，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“J”型。 2、生物入侵成功后的早期阶段。 特别提醒： 现实条件下，“J”型数量增长的两种情形： 1、在实验条件下（理想状态） 2、“J”型增长的数学模型 （1）模型假设： 在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等条件下，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。 各参数的意义： N0为_________________，t为____，Nt表示____________，λ表示___________________________________。 （2）种群“J”型增长的数学模型公式 ? Nt=N0λt “J”型曲线特点：种群数量以一定的倍数连续增长。 该种群的起始数量 时间 t年后该种群的 数量 该种群数量是一年前种群数量的倍数 “J”型增长的数学模型 1.特点：种群数量持续增长，没有上限 3.种群数量与λ的关系 当λ1时，种群数量呈“J”型增长（增长型） 当λ=1时，种群数量保持稳定（稳定型） 当0λ1时，种群数量下降（衰退型） 当λ=0时，种群无繁殖，下一代将灭亡。 2.影响因素： N0（起始数量）， λ J”型增长的数学模型 种群增长速率：指种群在单位时间内增加的个体数量 公式=（现有个体数-原有个体数