必修3-4.2种群数量的变化

1、2问题探讨问题探讨 在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。P653时间（min)20406080100120140160180分裂次数数量（个）248163264128 256 5121234567891、n代细菌数量的计算公式是：2、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？Nnn解：n （min min）xhNn1n 讨论：3、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。44、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。时间/min细菌细胞数量/个5数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。数学模型的表现形

2、式可以为公式、图表等形式。 描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。一、建构种群增长模型的方法6一、建构种群增长模型的方法1、观察提出问题2、提出合理假设3、数学形式表达 （建立数学模型） 4、检验或修正建立数学模型一般包括以下步骤：数据分析表格式数学方程式：Nn=2n坐标式（曲线图、柱状图）方程式精确曲线图直观7细菌的数量个 理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？二、种群增长的“J”型曲线81859年，24只野兔 6亿只以上的野兔近100年后实例1：澳大利亚野兔食物充足、无天敌、空间广阔9 在20世纪30年代，人们将其引入美国的一个岛屿。在19371942年期间，这

3、个种群数量的增长如上图所示。 实例2：环颈雉10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，曲线则大致呈“ J ”型美国某岛屿环颈雉种群数量的增长二、种群增长的“J”型曲线11“J”型增长的数学模型 1、模型假设： 理想状态空间不限，食物充足，气候适宜，没有敌害等；（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。） 2、种群 “J”型增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍，假设N0为种群的起始数量，Nt表示t年后种群的数量。Nt为多少？123、模型的适用范

4、围：（1）实验室条件;（2）当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。13n问题：“J”型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力不能，自然界的资源和空间总是有限的；当种群密度增大时，种内斗争就会加剧；捕食者增加等。当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会稳定在一定的水平。14生态学家高斯曾经做过这样一个实验：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。经过反复实验，得出了如图所示的结果。三、种群增长的“S”型曲线15三、种群增长的“S”型曲线K=3751.概念：2.K值：如：大草履虫种群的增长曲线在资源和空间有限时，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线称为“

5、S”型曲线。在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量成为环境容纳量，又称K值。163.产生条件： 自然条件(现实状态)食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。4.增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值，既环境容纳量（K值），将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 存在环境阻力 种群密度越大 环境阻力越大 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平三、种群增长的“S”型曲线17种群增长速率不断减小种群数量K/2 K值时，5.对种群增长的“S”型曲线的分析种群数量达到K值时，

6、种群增长速率为零，但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。种群数量在 K/2值时，种群增长速率最大种群数量由0K/2值时，种群增长速率增大K/2C点，增长速率最快K值：环境容纳量BC段，种群个体数量（基数）增加，增长加速AB段，种群个体数量（基数）较少，增长缓慢D点，增长速率为零ABCDCD段，增长变慢18种群数量种群增长的“J”型曲线（在理想状态下的种群增长）种群增长的“S”型曲线（在有限环境下的种群增长）Nt=N0 t K219种群增长的“S”型曲线n问题：种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？环境条件的改变，K值也随之发生改变，即改善环境条件可使K值增大，如环境条件受到破坏，则K值将会

7、减小。20K值应用1、怎样做才能提高大熊猫的数量？提高K值：建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境。2、怎样做才是有效的灭鼠措施？降低有害动物种群环境容纳量（K值）：如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。211、为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?大于K/2时捕捞，捕捞后保持在K/2水平；既可获得较大捕获量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。K/2值应用K/2值，增长速率最快22K/2值应用K/2值，增长速率最快2、灭鼠问题 器械捕杀、药物捕杀的缺点采用投

8、药灭鼠的方法，若毒杀约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正相当于其种群指数的生长期（K/2）的数量，老鼠数量将迅速增长，很快就恢复到原来的水平。23灭鼠捕鱼1/2K值（最大增长速率）灭鼠后，鼠的种群数量在1/2K附近，这时鼠的种群的数量会增加，无法达到灭鼠的效果。使鱼的种群数量维持在1/2K，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升。K值（环境容纳量）改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存。保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值。6. K值和 1/2K值在实践中的应用:24tNJNS“J”和“S”曲线的区别257、用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线时间种群数量J型曲线S型曲线K值(1)“J”型曲线用达尔文的观点

9、分析表明生物具有过度繁殖的特性。(2)图中阴影部分表示：环境阻力； 用达尔文的观点分析指：通过生存斗争被淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？环境阻力261在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是( )B272. 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是因为在这个水平上 ( ) A. 种群数量相对稳定 B. 种群增长量最大 C. 种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大B283. 右图为鱼塘中鱼的数量增长曲线，为了使鱼塘的总产量达到最大值，应

10、该做到适时捕捞。下列做法中正确的是()A超过T4时捕捞，使剩余量保持在KB超过T3时捕捞，使剩余量保持在3K/4C超过T2时捕捞，使剩余量保持在K/2D超过T4时捕捞，使剩余量保持在K/4C29解析：一般将动植物种群的数量控制在环境容纳量的一半，即K/2值时，此时种群数量增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生，当种群数量大于K/2值时，种群增长的速度将开始下降。所以，在开发动植物资源时，种群数量大于K/2值时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获得最大量，当过度猎取会导致种群数量小于K/2值，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。答案： C30

11、 如果种群处在一个理想的环境中，没有自然和空间的限制，种群内个体数量的增长曲线是_,用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具有_特性。 如果将该种群置入有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表_。影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_4.下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，仔细分析图中去先后回答下列问题：b在生存斗争过程中淘汰的个体死亡率出生率性别比例年龄组成a过度繁殖315. 在环境不受干扰情况下，某海滩黄泥螺种群的现存约3000吨(环境容纳量)，为充足利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上最多捕捞黄泥螺的量为（ ）A、3000吨 B

12、、1650吨C、1500吨 D、不超过300吨C326. 某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充足利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为（ ）A、3000吨 B、1650吨C、1500吨 D、不超过300吨D33种群增长率：指在单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比列，是一个百分比，无单位。种群增长速率：指种群数量在单位时间内的改变数值，有单位（如个/年等）。例如：某一种群的数量在某一单位时间t（如一年）内，由初始数量Nt-1（个）增长到末数量Nt（个），则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别为：增长率=(Nt

13、-Nt-1)/Nt-1100% （无单位）增长速率=（Nt-Nt-1）/t （有单位，如个/年）34种群增长率：指在单位时间内种群数量增加的量占初始数量的比列，是一个百分比，无单位。种群增长速率：指种群数量在单位时间内的改变数值，有单位（如个/年等）。例如：某一种群的数量在某一单位时间t（如一年）内，由初始数量Nt-1（个）增长到末数量Nt（个），则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别为：增长率=(Nt-Nt-1)/Nt-1100% （无单位）增长速率=（Nt-Nt-1）/t （有单位，如个/年）35 观察此图，营养和空间充足的情况下，大肠杆菌每20分钟分裂一次，若初始大肠杆菌数量为

14、1，1小时后大肠杆菌数量为8，2小时后大肠杆菌数量为64，3小时后大肠杆菌数量为512。第1小时的增长率为：第2小时的增长率为：第3小时的增长率为：（8-1）/1=700%（64-8）/8=700%（512-64）/8=700%第t小时的增长率为：36第1小时的增长速率为：第2小时的增长速率为：第3小时的增长速率为：（8-1）/小时（64-8）/小时（512-64）/小时 观察此图，营养和空间充足的情况下，大肠杆菌每20分钟分裂一次，若初始大肠杆菌数量为1，1小时后大肠杆菌数量为8，2小时后大肠杆菌数量为64，3小时后大肠杆菌数量为512。37 观察此图，大草履虫初始数量为5个，第1天后的总数

15、约为30个，第2天后的总数约为130个，第3天后的总数约为340个，第4天后的总数约接近于K值375个。第1天的增长率为：第2天的增长率为：第3天的增长率为：第4天的增长率为：（30-5）/5=500%（130-30）/30=333%（340-130）/130=161%（375-340）/340=4.44%38第1天的增长速率为：第2天的增长速率为：第3天的增长速率为：第4天的增长速率为：（30-5）/天（130-30）/天（340-130）/天（375-340）/天 观察此图，大草履虫初始数量为5个，第1天后的总数约为30个，第2天后的总数约为130个，第3天后的总数约为340个，第4天后的

16、总数约接近于K值375个。39J型曲线S型曲线407.比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线前提条件种群 增长率种群 增长速率有无K值环境资源无限环境资源有限无K值有K值保持稳定逐渐降低先上升后下降至0（K/2最大）逐渐上升417.比较种群增长两种曲线的联系与区别J型曲线S型曲线曲线联系适用范围一般只适用于实验室条件下和种群迁入新环境中最初一段时间内的增长一般为自然种群的增长环境阻力K值：环境容纳量J型曲线S型曲线（按自然选择学说，就是在生存斗争中被淘汰的个体数。）427.下图中能够正确表示种群“S”型增长曲线的增长率的是( )D438.下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是(

17、）A通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B达到K值时种群增长率为零C种群增长受自身密度的影响 D . 种群的增长速度逐步降低D449.下列对阴影部分的解释正确的是（ ）环境中影响种群增长的阻力环境中允许种群增长的最大值其数量表示种群内迁出的个体数其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 CA. B. C. D. 4510.【双选】图示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出( )At3 时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型 Bt4 时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失 C该种小型淡水鱼在新的环境中呈“S”型增长 D . 该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该种鱼

18、数量的两倍CD 4611.如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力件下，呈“S”型增长，下列关于种群在某环境中数量增长曲线叙述，正确的是( )A当种群数量达到E点后，种群数量增长速率为0B种群数量增长过程中出现环境阻力是在D点之后C图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D若该种群在C点时数量为100，则该种群的K为400A47四、种群数量的波动和下降 大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。东亚飞蝗种群数量的波动48有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。影响种群数量变化的因素有哪些呢？研究种

19、群数量变化有何意义？直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率间接因素：食物、气候、传染病、天敌（环境因素）重要因素：人类的活动 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。49藏羚羊在哭泣50乱伐森林51 培养液中酵母菌 种群数量的变化521、原理 用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、PH、温度等因素的影响。2、目的 初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。酵母菌533、步骤（理解） （1）将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中； （2）将酵母菌接种入试管中的培养液中混合均匀； （3）将试管在适宜条件下连续培养7d； （4）每天取样计数酵母菌数量； （5）分析结果、得出结论。54血球计数板