内容正文:
第九章第1节 生物与环境
种群数量的变化及其影响因素
种群数量变化
资料1 据报道由于水质的污染,鱼类易感染某些致病菌,如嗜水气单胞菌可以产生毒性很强的外毒素引发细菌性败血症,染病的鱼主要表现为身体多处出血,病势较猛,死亡率很高。了解该细菌的生长特点,为本病的预防和治疗提供一定的理论依据。
1.假设在营养条件和生存空间没有限制的情况下,
某细菌每20 min就通过分裂繁殖1代。
细菌繁殖产生的后代数量
Nn= N0× 2n
(优缺点:更精确,不够直观)
种群数量变化
时间/min 20 40 60 80 100 120 140 160 180
繁殖代数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
细菌数量/个
2
4
8
16
32
64
128
256
512
(优缺点:更直观,不够精确)
种群数量变化
方法:
步骤:
模型构建法( 模型)
观察研究对象,提出 。
提出合理的 。
根据实验数据,用适当的 。
形式对事物的 进行 。
通过进一步 ,
对模型进行 。
问题
假设
数学
性质
表达
实验或观察
检验或修正
数学
细菌每20 min分裂一次,怎样计算细菌繁殖n代后的数量?
在资源和生存空间没有限制的条件下,细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=N0×2n。Nn代表繁殖n代后细菌数量,N0为细菌起始数量,n代表繁殖代数
观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正
种群数量变化——J形增长
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。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草,还啃噬树皮,造成植被破坏,导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
24只
种群数量变化——J形增长
在食物和空间条件充裕,气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下。
理想条件
在理想条件下,如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示,曲线则大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。
1.含义
2.模型假设
如:①一个种群刚迁入到一个新的适宜的环境中
②实验室条件下
种群数量变化——J形增长
Nt=N0λt
N0:
t:
Nt:
λ:
种群起始数量
时间
t年后种群的数量
该种群数量是一年前种群数量的倍数,不是增长率
3. 数学公式:
项目 种群数量变化 年龄结构
λ>1
λ=1
λ<1
增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
只有λ>1且为定值时,种群增长才为“J”形增长。
【思考】当λ>1时,种群一定呈“J”形增长吗?
种群数量变化——J形增长
1-4年,种群数量__________
4-5年,种群数量__________
5-9年,种群数量__________
9-10年,种群数量_______
10-11年,种群数量_____________
11-13年,种群数量_____________________
前9年,种群数量第_______年最高
9-13年,种群数量第______年最低
呈“J”形增长
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降,12-13年增长
5
12
据图说出种群数量如何变化
1
种群数量变化——J形增长
①增长率 =(现有个体数-原有个体数)/种群原有个体数
=
× 100%
增长率=
末数-初数
Nt-Nt-1
Nt-1
初数
(λ>1,且不变)
λ-1
2.请根据“J”形增长数学公式,分别构建“J”形增长种群的增长率和增长速率曲线模型。
种群数量变化——J形增长
②增长速率:单位时间内增加的个体数量。
=
增长速率=
末数-初数
单位时间
Nt-Nt-1(个)
t(年)
实质就是“J”形曲线的斜率
(λ>1,且不变)
(λ-1)N0λt-1
种群数量变化——S形增长
资料:生态学家高斯(G. F. Gause,1910—1986)曾经做过单独培养大草履虫的实验:在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验,得出了如图所示的结果。
时间(天) 0 1 2 3 4 5 6
种群数量(个) 5 20 137 319 369 375 365
第5天后
种群数量变化——S形增长
(1)种群数量增长模型
(2)形成原因:
有限、存在 ,
种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定。
食物、空间
天敌、种内斗争
环境阻力
(3)曲线