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课件网) 种群研究的核心问题是种群数量的变化规律。 4.2 种群数量的变化 本节聚焦 一、建构种群增长模型的方法 二、种群增长的“J”型曲线 三、种群增长的“S”型曲线 四、种群数量的波动和下降 五、研究种群数量变化的意义 问题探讨: 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。则该细菌数量与繁殖代数的关系？ 讨论： ①n代细菌数量的计算公式是什么？ ②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ ③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？ 解：n＝ 60min x72h／20min＝216 Nn ＝２n ＝2216 Nn＝２n , Nn 代表细菌数量，n代表“代”数 不会，可以用实验计数法来验证。 1.数学模型： 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 3.建立数学模型一般步骤 2.数学模型的表现形式: 数学公式法 坐标曲线法 在描述、解释和预测种群数量的变化时，常常需要建立数学模型。 一、建构种群增长模型的方法 一、建构种群增长模型的方法 1、观察研究对象，提出问题 细菌每20分钟分裂一次， 问题：细菌种群数量怎样变化？ 2、提出合理的假设 在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 3、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 列出表格，根据表格画曲线，推导公式：Nn＝２n 4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 建立数学模型一般包括以下步骤： 将数学公式法（Nn＝2n）转变为坐标曲线图法 时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180 细菌数量 坐标曲线图法与数学公式法相比，有哪些优缺点？ 2 4 8 16 32 64 128 256 512 请计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量,并填入下表,然后以时间为横坐标,数量为纵坐标,画出理想条件下细菌的种群增长曲线。 曲线图：直观,但不够精确。 数学公式：精确,但不够直观。 思考：以上讨论的只是对理想条件下细菌数量增长的推测。在自然界中种群的数量变化情况是怎样的呢？ 二、种群数量的变化 实例1：1859年,一位英国人来澳大利亚时带来了24只野兔,结果在一个世纪之后,它们的后代竟达到6亿只以上。大量的野兔与牛羊争食牧草,啃啮树皮,造成植被破坏,水土流失。直到引入了黏液瘤病毒才使野兔数量得到控制。 实例2：凤眼莲(水葫芦)原产于南美，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。 实例3：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？ （一)种群增长的“J”型曲线 1.概念：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.产生条件：理想状态———食物充足，空间广阔， 气候适宜，没有天敌等 “J”型曲线产生的条件和适用范围？ 3.适用范围： ①实验室的理想条件下 ②某物种迁入一适宜的新环境时 4. “J”型增长的数学公式： 根据λ可以判断某种群数量的动态变化： λ＞1种群数量上升； λ=1种群数量稳定不变； 0＜λ＜1，种群数量下降；λ=0，种群没有繁殖。 Nt=N0 λt 种群起始数量 t年后种群数量 种群数量是前1年的倍数 时 ... ...
