【必修】种群数量的变化

为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？4.2 种群数量的变化永州四中蒋争宇种群：温故而知新在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和。下列叙述中属于种群的是：

1．一个池塘中的全部鱼

2．一片草地上的全部蒲公英

3．世界上的全部鸟

4．一个岛上的全部绵羊练习√√种群研究的核心问题是种群数量的变化。思考种群最基本的数量特征是:在一般情况下，要逐一计数某个种群的个体总数是困难的。我们应该怎样研究种群数量？种群密度如何调查一片草地中蒲公英的种群密度？样方法——常用于植物种群密度的抽样调查。如何调查一个岛上绵羊的种群密度？标志重捕法——常用于动物种群密度的抽样调查。在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量变化是怎样的呢？思考草履虫的分裂生殖通过n次分裂增殖后，n代细菌数量是多少？怎样计算？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，数学建模是常用的方法之一。建构种群增长模型的方法1、数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。表现形式包括数学方程式和曲线图2、数学建模的一般过程★提出问题★作出假设★建立模型★模型的检验与评价建构种群增长模型的方法研究实例研究方法细菌每20min分裂一次观察研究对象，提出问题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提出合理的假设Nn=2n，

N代表细菌数量，n表示第几代根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正草履虫的分裂生殖通过n次分裂增殖后，n代细菌数量是多少？怎样计算？在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂增殖一次。讨论：1、n代细菌数量的计算公式是什么？2、72H后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？Nn=N02n时间（min）20406080100120140160180细菌数量讨论：3、请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，完成表格！4、以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线食物充足空间充裕环境适宜没有天敌的理想条件种群的Ｊ型增长模型理想条件下的种群增长模型★模型中各参数的意义：N0为某种动物种群的起始数量，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。★模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、无敌害等条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。★建立模型：t年后种群数量为：

Nt=N0λt若某种群有成鼠a只（计算时作为亲代），每只雌鼠一生产仔16只，各代雌雄比为1：1。子代幼鼠均发育成成鼠，所有个体的繁殖力均相等，则理论上计算，第n代产生的子代数为

只。a×8n1859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世界人口的指数增长曲线实例三理想条件下的种群增长模型思考理想化的情况在自然界中并不存在。那么，到底有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？种群Ｊ型增长模型的几种情况总结理想条件；迁入一个新环境后的一定时期内；实验室条件下。决定种群个体数目变动的关系图总之……在大自然中食物有限空间有限种内竞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，种内竞争加剧。寄生.传染病等在自然界中，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？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请你绘制大草履虫的种群增长曲线！大草履虫种群的增长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”型曲线适应期

在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中能所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称Ｋ值．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．

“S”型曲线中,种群的增长率如何变化?讨论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。

★同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。★

N≈K/2，种群有最大持续产量，种群增长量最大

。

生产上最佳捕获期.最佳砍伐期,

使捕获后的种群数量保持在K/2时所对应的时期最好。种群增速率最大，不影响资源再生。

但杀虫最好在潜伏期。大约在1800年，人们把绵羊引入澳大利亚塔斯马尼亚岛以后的种群增长曲线。增长初期显出“S”型曲线。1850年后在170万头上下作不规律的波动。资源有限条件下的种群增长实例一两种增长曲线比较环境阻力代表的个体数就是生存斗争中被淘汰的个体数。两种增长曲线比较如下“Ｓ”型曲线“J”型曲线前题条件环境资源有限环境资源无限种群增长率随种群密度的上升而改变保持稳定有无K值有K值无K值,持续增长

⑴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。⑵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示___________________________________________。⑶影响种群密度的主要因素是种群的_______、_______、___________和_____________。

例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清仔细分析图中去先后回答下列问题：ab个体数

时间ab在生存斗争过程中淘汰的个体过度繁殖死亡率出生率性别比例年龄组成为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么？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。提示：从环境容纳量的角度思考，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。思考怎样做才是最有效的灭鼠措施？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。

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。四、种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动

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。环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入种群数量的变化气候、食物、天敌、传染病等增或减增长、波动、稳定、下降等影响种群数量变化的因素（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。

（3）通过研究种群数量变动规律，为有害动物的防治提供科学依据。五．研究种群数量变化有何意义？（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。1．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斗争最剧烈（）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、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B4．（山东）右图曲线a、b表示两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是

A．曲线a代表的种群个体一般体型较大，营养级较高

B．依据曲线b,人工养蜂时种群密度中等最好

C．对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大

D．种群密度为d时，曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈D5.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：根据表中数据分析，下列结果正确的是A.第13-25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快。B.第17-29天，成虫增长率上升，死亡率下降C.第21-37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关D.第1-37天，成虫数量成“J”型增长时间（天）15913172125293337成虫数（只）6102871131207270302327341C6．（江苏）某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“s”型增长曲线。

根据实验结果判断，下列说法错误的是A．4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长B．4个试管内的种群同时达到K值

C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同

D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降

试管号IⅡⅢⅣ

培养液体积(mL)105105

起始酵母菌数(103个)105510B7．（广东A卷）有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是A．改变培养液的pH值不影响K值（环境容纳量）大小B．用样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载玻片后对酵母菌准确计数D．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素D存活曲线：表示一个种群在一定时期内存活量的指标，也是衡量种群增长的基本参数。ⅠⅡⅢ型：凹形，幼年期死亡率很高。如，藤壶。Ⅰ型：凸形，表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡。例如，大型兽类和人的存活曲线。Ⅱ型：对角线，各年龄死亡率相等。存活曲线以环境条件和对有限资源的竞争为转移Ⅲ例8。右图为三种蜂的生存曲线。叶蜂产卵于叶；泥蜂贮存其他昆虫的幼虫为子代的食物；蜜蜂的幼虫由工蜂直接喂养。这三种蜂的生存曲线依次是（）A甲、乙、丙B乙、丙、甲C乙、甲、丙D甲、丙、乙

A

2．图中种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如图中甲)；在有环境阻力条件下呈“S”型曲线增长(如图中乙)，下列有关种群增长曲线的叙述中正确的是(

)

A．环境阻力对种群增长的影响出现在d点之后

B．若此图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害的防治应从c点开始

C．一个物种引入新的地区后，开始时一定呈“J”型曲线增长

D．若此图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到e点后，增长率为0D9.（2010山东高考理综）右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是

A．在K/2时控制有害动物最有效

B．图示规律可作为控制人口增长的依据

C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量

D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量【答案】C1．问题讨论：酵母菌的结构、代谢的特点？2．提出什么问题?作出什么样的假设?设计实验,验证假设,最后得出结论?六.探究培养液中酵母菌种群数量的变化血球计数板是由一块比普通载玻片厚的特制玻片制成的.玻片中有四条下凹的槽,构成三个平台.中间的平台较宽,其中间又被一短横槽隔为两半,每半边上面,刻有一个方格网.方格网上刻有9个大方格,其中只有中间的一个大方格为计数室,供微生物计数用.这一大方格的长和宽各为1mm,深度为0.1mm,其体积为0.1mm3.

计数室通常有两种规格.一种是大方格内分为16中格,每一中格又分为25小格;另一种是大方格内分为25中格,每一中格又分为16小格.但是不管计数室是哪一种构造;它们都有一个共同的特点,即每一大方格都是由16×25=25×16=400个小方格组成,见图.

2.培养液中酵母菌的计数方法抽样检测法：先将盖玻片放在计数室上，再用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用吸水纸吸去，静置片刻，待酵母菌细胞全都沉降到计数室底部再放在显微镜下计数。检测次数123---10123123123123123一个小方格酵母菌数每个小方格内酵母菌平均数10ml酵母菌总数检测次数123---10123123123123123一个小方格酵母菌数每个小方格内酵母菌平均数10ml酵母菌总数怎样记录结果？记录表格如何设计？次数12345678时间/d01234567酵母菌数（106.mL-1）A.28℃马铃薯培养液0.85.25.64.8