内容正文:
第2节
种群数量的变化
第1章 种群及其动态
资料:
刘女士最近很苦恼,她家厨房里总是有德国小蠊(蟑螂的一种),厨房里很干净,但打开壁柜,瞬间惊呆:柜子里有十几只死的,壁柜里还放着几个除虫用的粘板,每个粘板上都粘着几十只德国小蠊。
德国小蠊是一种外来物种,能传播疾病。若食用了被污染的食物会使人得严重的肠胃炎,食物中毒或痢疾等。据国家疾控中心相关资料显示,一只雌性德国小蠊一年最多可以繁殖出100万只后代。
Q1: 德国小蠊种群数量增长有什么特点?
Q2: 为什么德国小蠊的数量在我国会迅速增长?
任务1:问题探讨
假设:在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20 min就通过二分裂繁殖一代。
细菌繁殖产生的后代数量
3
1. 根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量,记录在课本P8的表格中。
任务1:问题探讨
时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 216 512
指数形式
21
22
23
24
25
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27
28
29
2. 写出第n代细菌数量的计算公式:
Nn=1×2n
4
3.以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌种群的增长曲线。
任务1:问题探讨
5
任务1:问题探讨
3.以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标,画出细菌种群的增长曲线。
6
时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 216 512
指数形式
21
22
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精确,但不够直观
曲线图:
直观,但不够精确
数学方程式:
曲线图与数学方程式比较,有哪些优缺点?
自然界中,种群的数量变化是怎样的?
资料1:1859年,一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔,一个世纪后,这24只野兔的后代竟超过6亿只。
资料2:20世纪30年代,人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年,这个种群增长如右图所示。
自然界种群增长的实例
1.这两个资料中,种群增长有什么共同点?
2.种群出现这种增长的原因是什么?
种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。
食物充足,缺少天敌等
讨论:
分析自然界种群增长的实例
讨论
3.野兔和环颈雉种群的增长曲线是否类似于细菌种群的增长曲线?
0
时间/min
细菌数量/个
100
200
300
400
500
20
40
60
80
100
120
140
160
180
自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式,曲线大致呈“J”形,这种类型的增长叫作“J”型增长。
某海岛上环颈雉种群数量的变化
任务2: 种群的“J”形增长
种群数量/只
1937春 1937秋 1938春 1938秋 1939春 1939秋 1940春 1940 秋 1941春 1941秋 1942春 1942秋 8 40 30 100 81 426 282 844 705 1540 1325 1898 年份
种群数量/只
在食物充足,空间不限,气候适宜,没有天敌和其他竞争物种等理想条件下,种群增长曲线大致呈“J”形,这种类型的增长叫作“J”型增长。
1.概念:
2.“J”形增长的数学模型:
①公式:Nt=N0 λt
②曲线:
N0 :
t :
Nt :
λ:
时间(t)
种群数量Nt
起始数量
时间
t年后该种群的数量
该种群数量是前一年前种群数量的倍数
一、种群的“J”型增长
11
资料3:生态学家高斯曾经做过单独培养大草履虫的实验:在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。实验结果如下:
上述实例中,种群增长趋势能否一直持续下去?如何验证这个观点?
1:大草履虫种群种群增长曲线与“J”形曲线有什么不同?
2:大草履虫的实验并不呈现““J”型,造成该差异的原因可能有?
随着大草履虫数量增多,对食物和空间的竞争趋于激烈,导致出生率下降,死亡率升高。
种群的“S”形增长
种群增长曲线呈“S”形
资料3:生态学家高斯曾经做过单独培养大草履虫的实验:在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。实验结果如下:
如果遇到资源、空间等方面的限制,上述实例的种群还会呈”J“形增长吗?
3:曲线的斜率有什么变化?说明大草履虫的增长出现什么变化?
4:实验第5天后,大草履虫的数量基本维持在375个左右,这个数值意味着什么?
种群的“S”形增长
斜率先增大后减小,种群先快速增长,随后增长速度放缓,最终稳定在一