42种群数量的变化42讲述课件

4.2种群数量的变化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)20406080100120140160180分裂次数细菌数量（个）2481632641282565121234567891.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。问题探讨：2．n代细菌数量的计算公式是：3．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？Nn＝2n解：n＝60min×72h÷20min＝216

Nn＝2n＝

2

216

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。20406080100120140160180时间/分钟细菌数量/个种群的研究核心就是种群的数量变动。为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。建构种群增长模型的方法数学模型用来描述一个系统或它的性质的数学形式数学方程式法曲线图法Nn＝2n数学模型建构的一般过程提出问题作出假设建立模型模型的检验与评价细菌每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列出表格，根据表格画曲线，推导公式。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研究实例研究方法观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正物理模型：以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。DNA双螺旋结构模型，细胞膜的流动镶嵌模型概念模型：指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。达尔文的自然选择学说数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式，J型增长曲线

模型方法自然界的确有类似细菌在理想状态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，曲线则大致呈“J”型。1859年，一个英格兰的农民带着24只野兔，登陆澳大利亚并定居下来，但谁也没想到，一个世纪之后，这个澳洲“客人”的数量呈指数增长，达到6亿只之巨。实例一理想条件下的种群增长模型种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内出现“J”型增长。例如，在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在1937～1942年期间，这个环颈雉种群的增长大致符合“J”型曲线（右图）。

实例二理想条件下的种群增长模型实例三理想条件下的种群增长模型食物充足空间充裕环境适宜没有敌害资源无限指数生长理想条件下的种群增长模型种群增长的Ｊ型曲线①产生条件：

理想状态——食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；②增长特点：

种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③量的计算：t年后种群的数量为

Nt=N0

λt（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数．）种群增长的Ｊ型曲线④适用情形：

实验室条件下、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间⑤种群数量变化图像：⑥种群增长率变化图像：λ-1时间增长率=（现有个体数－原有个体数）／原有个体数*时间

增长速率=（现有个体数－原有个体数）／时间J型曲线中年均增长率为λ-1，保持不变Nt=N0

λt例：某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长1％。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001

λ与种群数量的关系（1）λ>1时，种群数量增长，年龄组成为增长型。λ>1时种群表现为“J”型增长曲线（2）λ=1时，种群数量不变，出生率=死亡率，年龄组成为稳定型（3）0<λ

<1时，种群数量减少，年龄组成为衰退型学案P58典例2问题探讨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？

细菌的数量不会一直按照这个公式增长，因为培养基中的营养成分和空间有限，当细菌数量达到一定量时，细菌种群出现生存斗争。可用实验计数法验证。思考在自然界中，理想化的情况并不存在。种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？总之……在大自然中食物有限空间有限种内斗争种间竞争天敌捕食环境阻力种群密度越大环境阻力越大高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：高斯对大草履虫种群研究的实验种群增长的“S”型曲线A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“S”型曲线．①产生条件：存在环境阻力：

自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高．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．种群增长的“Ｓ”型曲线②增长特点：

种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。K/2·转折期，种群数量达到K/2,增长速率最快K值：环境容纳量加速期，个体数量增加，增长加速调整期，个体数量较少增长缓慢减速期，增长缓慢,出生率降低，死亡率升高。但是出生率仍大于死亡率稳定期，增长速率为零，出生率=死亡率环境容纳量: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称为环境容纳量，又称K值。1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。2.N≈K／2，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。上节重点回顾①产生条件：

理想状态——食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；②增长特点：

种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③量的计算：t年后种群的数量为

Nt=N0

λt（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数．）种群增长的Ｊ型曲线④适用情形：

实验室条件下、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间①产生条件：

自然条件的食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高．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(即K值)．种群增长的“Ｓ”型曲线②增长特点：

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称为环境容纳量，又称K值。环境容纳量:存在环境阻力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种群增长量最大。思考怎样做才是保护大熊猫的根本措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。提示：可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,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。同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。

思考从环境容纳量的角度思考,怎样做才是最有效的灭鼠措施？K值是环境最大容纳量。环境阻力，代表在生存斗争中被淘汰的个体数。“J”型曲线和“S”型曲线的比较33种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系⑴图乙的fg段相当于图甲的___段⑵图乙的g点相当于图甲的__点⑶图乙的gh段相当于图甲的___段⑷图乙的h点相当于图甲的___段K/2abcdghfe甲乙种群增长的“Ｓ”型曲线0—K/2时逐渐增大K/2—K时逐渐减小在K/2时达到最大在K时增长速率为0增长速率变化：种群数量：在K值时达到最大,最大值对应的图甲de段和图乙h点t0t1t2种群增长速率acCcdde种群数量“S”型增长曲线（种群数量）K/2K种群数量增长率时间D:出生率＝死亡率，即种群数量处于K值。B:出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。K/2和K值的应用（1）捕鱼灭鼠捕鱼K/2灭鼠后，如果种群数量在K/2附近，鼠的数量会迅速增加，所以应使鼠的数量降低到K/2以下为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种群增长速率最大。K值采取措施降低有害动物种群的环境容纳量保护环境，提高环境容纳量。种群数量的波动和下降1.影响种群数量变化的因素直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动2.数量变化

大多数种群数量总是在波动中，在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。五、研究种群数量变化的意义1．合理利用和保护野生生物资源2．为防治有害生物提供科学依据如：鱼类的捕捞如：蝗虫的防治3.濒危物种的拯救和恢复例：关于“培养液中酵母菌数量的动态变化”实验相关操作，正确的是

A.改变培养液的PH值不影响K值（环境容纳量）大小B.用逐个计数的方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化C.取适量培养液滴于普通玻璃载玻片后酵母菌准确计数D.营养条件并非影响酵母菌数量变化的唯一因素D例：下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验相关操作，错误的是A.培养液和培养用具必须经过严格的灭菌处理B.从瓶中吸出培养液进行计数之前，应将培养瓶轻轻震荡几次C.为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数D.应在每天的同一时间从同一培养瓶中吸出等量培养液进行计数D1．在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是B2．下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内竞争增加（）

A．CD段（增长速度慢）

B．DE段（速度加快）

C．EF段（变化速率加快）

D．FG段（速度逐渐变慢）D3.（广东广西河南2002）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的管养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（）D4.池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是（）

A．大量增加饵料的投入量

B．大量增加鱼苗的投入量

C．及时、适量的捕捞成鱼

D．限制捕鱼C5、种群的指数增长（J型）是有条件的，条件之一是（）A．在该环境中只有一个种群B．该种群对环境的适应比其他种群优越得多C．环境资源是无限的D．环境资源是有限的C6、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（）

A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系

B.种群增长率在各阶段是不相同的

C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关

D.种群增长不受种群密度制约B7.右图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的是（）①环境中影响种群增长的阻力②环