第32讲 种群的增长方式、种群的数量波动及调节.ppt

1、构建知识网络,第32讲 种群的增长方式、种群的数量 波动及调节,（2）种群的数量变化 ,基本要求,1区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式，阐明隐含在“J”形曲线和“S”形曲线中的信息。 2举例说出环境容纳量的概念。,发展要求,通过“活动：探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”，概述数学建模的一般过程，利用实验结果建立酵母菌种群数量变化的生物数学模型，并据此解释种群的数量变化。,说明,“小资料：海洋鱼类的最大捕获量”只作为背景资料供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体内容。,1区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式，阐明隐含在“J”形曲线和“S”形曲线中的信息。,生物迁入一个新的环境后，一定

2、较短时期内的增长可看做“J”型增长,两种增长方式的差异，主要在于环境阻力对种群数量增长的影响(如图)。,种群每增加1个，环境阻力增加1/K，环境阻力相当于“拥挤程度”。,K值与K2在实践中的应用,2举例说出环境容纳量的概念（与环境条件的关系）。,增长率（自然增长率）是个百分率，没有“单位”，而增长速率有“单位”，“个（株）/年”。举例：“一个种群有1000个个体，一年后增加到1100”，则该种群的增长率为 （1100-1000/1000*100%=10%。而增长速率为 （1100-1000）/1年=100个/年。增长率和增长速率没有大小上的相关性。,增长率：增长率是指单位时间内种群数量变化率，

3、即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。 增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数出生率死亡率（出生数死亡数）/（单位时间单位数量）。 在“J”型曲线增长的种群中，增长率保持不变 (增长倍数现有个体数原有个体数，增长率 1， “J”型不变，增长率也不变） ； 而在“S”型增长曲线中增长率越来越小。,种 群 数 量,增 长 率,时间,时间,种 群 数 量,时间,增 长 率,K/2,t1 t2 t3,t1 t2 t3,J,S,S,J,把图记住！,增长速率：增长速率是指单位时间种群增长数量，即指种群在单位时间内净增加的个体数。增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间=（出生数死亡数）/单位

4、时间。 种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率，不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。 在“J”型曲线增长的种群中，增长速率是逐渐增大。 在“S”型曲线增长的种群中，“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率，斜率越大，增长速率就越大，且斜率最大时在“ 1/2K”。之后增长变慢，增长速率是逐渐减小。在“S”曲线到达K值时，增长速率就为0.,种群数量,J,J,S,S,把图记住！,1.下图表示一个生物群落中甲、乙两个种群的（S型）增长速率随时间变化的曲线，下列叙述中不正确的是 （ ）,B,A.甲、乙两种群可能为竞争关系，甲的竞争力小于乙，其竞争强度：弱强弱 B.t1t2时间内

5、甲、乙种群呈“S”型增长，甲种群从t2开始出现环境阻力 C.t2t3时间内甲种群出生率下降，死亡率上升，但出生率仍大于死亡率 D.t3t5时间内甲、乙两种群的年龄结构不同,解析 t2之前就有环境阻力。,负增长速率表示 种群数量下降,（2009年安徽）用奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：,根据表中的数据分析，下列结论正确的是（ ） A第1325天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快 B第1729天，成虫增长率上升死亡率下降 C第2137天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关 D第137天，成虫数量呈“J”型增长,解析：一个新的种群引入到一个新环境中，开始的适应期种群的数量增

6、长缓慢，随后增长加快,这时幼年个体 多，种群处于增长型。当种群数量达到一定数量时环境的压力越来越大，此时种群密度增大，种内竞争加剧，增长率下降，整个种群的发展过程符合“S”型增长。,C,例7（2009年江苏）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（ ）,A4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长 B4个试管内的种群同时达到K值 C试管内种群的K值与试管不同 D试管内的种群数量先于试管开始下降,解析：当种群刚迁入一个新的环境的时候，若环境适宜种群生存，由于这时种群

7、数量不多，环境中的食物、空间等适宜，没有环境阻力，因此种群初始阶段都经历了J型增长。然后环境阻力慢慢增大，种群开始S型增长，K值指的是环境容纳量，到达K值的时间是由环境阻力的大小决定的，因此B中4个试管内的种群到达K值的时间不同。号试管内的环境阻力最大，因此最先达到K值并有毒物质积累，最先开始下降。,B,2.（2010苏州模拟）如图表示种群在 理想环境中呈“J”型增长；在有环 境阻力条件下，呈“S”型增长，下 列关于种群在某环境中数量增长曲 线的叙述，正确的是 （ ） A.当种群数量达到e点后，种群数量增长率为0 B.种群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

8、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值为400 解析 当种群数量到达e点后，种群数量不再增加，因此增长率为0；出现环境阻力是在c点之后；阴影部分表示被淘汰的个体数量；该种群的K值为200。,A,特别提醒 1.一定体积培养液中微生物种群数量变化规律不同于开放 环境中的两曲线模型，它属于封闭环境中种群的数量变 化，因后期无外源物质和能源的补充，其数量变化“S” 形曲线多了一个衰亡期。如图：,3.(2008江苏高考，31)为研究酵母菌种群密度的动态变化，某同学按下表所列条件进行了A、B、C和D共4组实验，用1 000 ml锥形瓶作为培养器皿，棉塞封口，在25下静置培养，其他

9、实验条件均相同，定时用血球计数板计数。根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下，请分析回答以下问题：,（1）图中曲线、和分别是 组、 组和 组的结果。 （2）B组和A组的实验结果不同的原因是B组 。,B,A,D,培养液较多，与空气接触面积较小，故供氧较少,（3）D组和B组的实验结果不同的原因是D组 。,葡萄糖浓度较低，故营养物质供应较少,解析 酵母菌的呼吸方式有两种，在有氧气且营养物质丰富的情况下，可进行出芽生殖，繁殖速度较快，如A和B实验组营养物质浓度一样，但培养液体积不一样，B组中培养液多，对锥形瓶来说，气体交换面积减少，种群获得的氧气少，不利于酵母菌的繁殖；,种群数量变化曲线包括哪

10、些阶段？K值是固定的吗？,种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。 环境遭受破坏，K值会下降；当生物的生存环境改善后， K值会上升。K值代表种群数量的一个平均值。,（3）种群的数量波动及调节 ,发展要求,1简述种群数量的非周期波动和周期波动。,种群数量的波动和调节 1.种群数量波动：种群是一个 ，种群中的个体数量随 而变化。 2.波动影响因素： 和 的变动以及_ 的改变引起的。种群数量的波动有 性波动和_ _波动。（注意书P78 周期性的理解及举例） 3.种群数量的外源性调节因素：最强烈的是 ，还有 、捕食、 和寄生物等。 4.种群数量的内源性调节因素： 、_ 等。,动态系统,时间,出生率,

11、死亡率,环境条件,周期,非周,期性,气候,食物,疾病,领域行为,内分泌调节,2说出调节种群数量的因素，讨论人类活动对种群数量变化的影响。,2.某岛屿引入外来物种野兔，研究人员调查了30年间野 兔种群数量的变化，并据此绘制了值变化曲线（如 图）。以下叙述正确的是 （ ） A.第1年至第5年间野兔种群数量保持相对稳定 B.第5年起野兔种群数量开始下降 C.第15年至第20年间野兔种群数量呈“J”型增长 D.第20年至第30年间野兔种群数量增长速率为0,D,解析 据题意分析可知，值为相邻两年的种群数量相对比值，当1时，表示种群数量在增长；当=1时，表示种群数量相对稳定；当1时，表示种群数量在下降。

12、答案 D,8.如图表示了鲸的生殖数量变化 速率、死亡数量变化速率与种 群大小的关系。图中表示生殖 数量变化速率的曲线和K点代 表的含义分别是 ( ) A.曲线1，种群的最大数量 B.曲线2，种群的最大数量 C.曲线1，某一环境条件下的种群的最大数量 D.曲线2，某一环境条件下的种群的最大数量,C,C,速,速,速,答案C,A,答案A,竞争,c,a,降低(或快速降低),自我调节能力,低,400,答案(1)竞争(2)ca(3)降低(或快速降低) (4)恢复力稳定性(或自我调节能力)低(5)400,（10重庆卷）31II 为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验（

13、各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同）： 组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化如题31图2曲线A所示。 组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。 组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少。,（1）组1中，甲种动物的种群数量主要由 和 决定；若容器内饲养液体积为20 mL，则第40天时乙种的种群密度为 。 （2）在某些生态系统中，存在与本实验类 似的种间关系。 在同一段河流中食物相同的两种 鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与图中曲线 代表的类似，其分布体现生物群落的 结构。 在玻璃温

14、室中放养食物相同的两种传粉 昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其 种间关系与图中曲线 代表类似。,死亡率,出生率,30只/ mL,水平,D和E,B和F,解析：（1）组1中，甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化为曲线A，表现为S型增长，因食物相同，饲养条件相同，所以此时乙种数量变化也应表现为S型增长，应是曲线C、D、E之一，此时甲种动物的种群数量主要由出生率和死亡率决定。 组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。因食物相同，所以甲种与乙种生物之间应属于竞争关系，各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同，此时甲种与乙种生物数量增长都应比在组1中单独培养慢，因而组1

15、中乙种生物数量增长要比组2中的高，变化曲线应为C（因D、E比F在前面增长慢），则第40天时乙种的种群数量为600只，而容器内饲养液体积为20 mL，所以此时乙种的种群密度为30只/ mL（600只/20 mL）。组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少，因组1中甲种与乙种生物数量变化曲线为A、C，所以此时乙种与丙种生物数量变化曲线应为D、E。这样一来在组2中甲种生物数量变化为曲线就是B。注此时的数量变化曲线对应物种和环境分析非常重要，是下面解题关键。,（2）在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系，注意了类似两个字非常重要，是解此小题的突破

16、口。 在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与实验中的组3中的乙种和丙种生物相似，由于是种间关系是两种生物，应是两条曲线D和E。其分布体现生物群落的水平结构。 在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与实验中的组2中的甲种和乙种生物相似，由于是种间关系是两种生物，应是两条曲线B和F。,6下图表示某处于平衡状态的生物种群因某些变化导致种群中生物个体数量改变的四种情形，有关产生这些变化的原因的分析中，不正确的是,A若图所示为草原生态系统中的某羊群，则a点后的变化原因可能是过度放牧 B若图所示为某湖泊中草鱼的数量，则b点

17、后的变化原因就是草鱼的繁殖能力增强 C图中c点后发生的变化表明生态系统的抵抗外来干扰的能力有一定限度 D图曲线可用于指导灭虫，如果将害虫仅消灭到K/2的数量，就达不到理想效果,B,2.每组做两个样品：分别标记为样品1和样品2（求平均数）。配制样品1：用记号笔标记有螺旋盖的试管A、B，在试管A和试管B中分别加入10mL无菌葡萄糖溶液，在试管A中加入0.1mL酵母菌贮用培养液，试管B不加（对照）。用同样方法配制样品2。 3. 对试管A进行细胞计数。,拧紧试管盖将试管A倒转数次，使酵母细胞分布均匀。用滴管从试管A中取1滴培养液到血细胞计数板的大方格区，盖上盖玻片。在显微镜高倍镜下镜检计数。镜检计数方

18、法：大方格内细胞的计数顺序为左上_右上_右下_左下(此为16中格X25小格型）。压在中方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数。酵母细胞若有粘连，要数出团块中的每一个细胞。出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2，则算独立个体。计数总数不少于300个细胞。,算出试管内细胞总数。计算方法：细胞数除以大方格数为每大方格内的细胞数。每大方格内的细胞数乘以2500便是每毫升体积内的细胞数每大方格面积为2mm2mm，盖玻片下的液体厚度为0.1mm，则每大方格的体积是220.1=0.4（mm3），1mL=1cm3=1000mm3，所以，（细胞数0.4mm3）（1000mm3 1cm3）=2500细胞数/cm

19、3。每毫升体积内的细胞数乘以10为试管（10mL）内的细胞总数。,4. 对试管B重复步骤3，进行细胞计数。 5. 对样品2进行步骤3和4。 6. 用比浊计测定各试管的浑浊度。 7. 将两位同学实验所得数据填入记录表，并计算两次计数（样品1、2）的平均值。在坐标纸上开始绘种群数量变化曲线。横坐标（x轴）代表浑浊度（0100），纵坐标（y轴）代表酵母细胞数（105109）。在坐标纸上标记浑浊度读数和试管A中的酵母数。,8. 第二天，重复步骤37，在坐标纸上标记当天样品的浑浊度读数与酵母数。用直尺连接两个标记点（第1、2天），依据此线的延长线估算此后两天的酵母数量。9. 以后的两周内（双休日除外），

20、每天重复步骤6，对试管A和B的浑浊度进行测定，填写记录表，在坐标纸上做出标记。10.第四天和第七天，重复步骤3和4，对试管A和B进行细胞计数。如果种群数量增长很快，方格内细胞数目多于300个或数不过来，可以用稀释的方法进行细胞计数。用移液管将0.9mL水移到一清洁试管中，与试管A中的液体混合均匀后，用移液管取0.1mL培养液加入该试管中，混合均匀后在显微镜下观察计数。如有必要，可以再稀释一次。即0.1mL培养液加1.9mL水混合后计数（稀释）。稀释后如何计算细胞数？把计算结果填在记录表上，在坐标纸上作浑浊度读数的曲线和试管A酵母数曲线，并根据标记修正你估算的曲线。,讨 论1. 本实验通过对显微

21、镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞的数量。怎样操作可以提高读数的准确性和估算数的准确性？ 2. 试管B的作用是什么？如何解释试管B中样品的浑浊度变化？ 3. 为什么整个实验过程中只选择这4天进行细胞计数？ 4. 在一张新的坐标纸上画直角坐标，以培养天数为横坐标，以每次测得的酵母数为纵坐标，依据实验所得的A和B的数据，用两种不同颜色的笔分别画出两个样品的曲线图。试说明图中各线的相似之处和不同之处，分析样品种群的增长是否有共同的趋势。 5. 影响酵母种群增长的因素可能是什么？ 6. 你收集的实验数据与你在实验前所做的预测结果一致吗？ 7.如果你想研究温度对酵母种群增长的影响，如何设计实验？你还

22、想研究哪些与种群增长有关的问题？,利用计数板可在显微镜下对微生物细胞进行直接计数。计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数室内。计数室由2516400个小室组成，容纳液体的总体积为04mm3。现将0.lmL酵母菌样品加0.9mL无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室，盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液。,现观察到图中所示a、b、c、d、e 5个大格80个小室内共有酵母菌440个，则上述ImL酵母菌样品中约有菌体_个。为获得较为准确的数值，减少误差，你认为可采取的做法是_。,将样液稀释100倍，采用血球计数板（规格为1mm1mm0.1mm）计数，观察到的计数室细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是个/mL。,该血球计数板规格为1mm1mm0.1mm，并且是2516型的，可采用五点取样法，即取四角和最中间的5个中方格（80个小方格）计数，并采取 “数上线不数下线，数左线不数右线”的原则处理，