【高中生物课件】4.2-种群数量的变化

1、1、怎样建构种群数量增长的模型？、怎样建构种群数量增长的模型？ 2、种群的数量是怎样变化的？、种群的数量是怎样变化的？ 3、什么是环境容纳量？、什么是环境容纳量？ 4、影响种群数量变化的因素有哪些？、影响种群数量变化的因素有哪些？ 本节聚焦本节聚焦 时间（时间（min）细胞数细胞数 0 20 40 60 80 100 20 21 22 23 24 25 分裂分裂 细菌繁殖产生的后代数量 一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法 在营养和生存空间没有限制的情况下，某在营养和生存空间没有限制的情况下，某 1个细菌每个细菌每20分钟分裂繁殖一代。分钟分裂繁殖一代。讨论：讨论： n代细菌数

2、量的计算公式？代细菌数量的计算公式？ 72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数 量是多少？量是多少？ 在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这在一个培养基中，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？个公式增长吗？如何验证你的观点？ 解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216 N Nn nn n 2 2216216 细菌数量不会永远按这个公式 增长。可以用实验计数法来验证。 将数学公式（将数学公式（Nn2n）变为曲线图）变为曲线图 时间时间 分钟分钟 20 40 60 80 100 120 140 160

3、 180 细菌细菌 数量数量 曲线图与数学方程曲线图与数学方程 式比较，优缺点？式比较，优缺点？ 直观，直观， 但不够精确。但不够精确。 2 4 8 16 32 64 128 256 512 观察研究对象，观察研究对象， 提出问题提出问题 提出合理的假设提出合理的假设 通过进一步的实验通过进一步的实验 或观察等，对模型或观察等，对模型 进行检验或修正进行检验或修正 根据实验数据，用适根据实验数据，用适 当的数学形式对事物当的数学形式对事物 的性质进行表达的性质进行表达 细胞每细胞每20min20min分裂一次分裂一次 资源空间无限多，细资源空间无限多，细 菌种群的增长不受种菌种群的增长不受种

4、群密度增加的影响群密度增加的影响 观察、统计细菌数量，观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型对自己所建立的模型 进行检验或修正进行检验或修正 数学模型数学模型 用来描述一个系统或它的性质的数用来描述一个系统或它的性质的数 学形式建立数学模型一般包括以学形式建立数学模型一般包括以 下步骤：下步骤： 细菌的数量个细菌的数量个 理想条件下细菌数量增理想条件下细菌数量增 长的推测，自然界中有长的推测，自然界中有 此类型吗？此类型吗？ 某海岛上环颈雉某海岛上环颈雉 种群数量的变化种群数量的变化 “ J ”型增长的数学模型型增长的数学模型 1 1、条件：、条件： 理想状态理想状态食物充足，空间不限，气候

5、食物充足，空间不限，气候 适宜，没有敌害等；适宜，没有敌害等； （ N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间，N Nt t表示表示t t 年后该种群的数量，年后该种群的数量，为年均增长率。）为年均增长率。） 2 2、种群、种群 “ “ J ”J ”型增长的数学模型公式：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，第二种群的数量每年以一定的倍数增长，第二 年是第一年的年是第一年的倍。细菌繁殖问题的倍。细菌繁殖问题的是多少是多少 8 ,不是切线的斜率. 存在环境阻力存在环境阻力 自然条件（有限状态）自然条件（有限状态）食物等资源食物等资源 和空间总是有

6、限的，种内竞争不断加剧，捕和空间总是有限的，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食者数量不断增加。导致该种群的出生率降 低，死亡率增高低，死亡率增高 当出生率与出生率相等时，种群的增长当出生率与出生率相等时，种群的增长 就会停止，有时会稳定在一定的水平就会停止，有时会稳定在一定的水平 例例 生态学家高斯的实验生态学家高斯的实验 种群经过一定种群经过一定 时间的增长后，时间的增长后， 曲线，称为曲线，称为 “S”型曲线型曲线 大草履虫种群的增长曲线 P67 种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值）后，值）后， 将停止增长并在将停止增长并在

7、K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 A 三、种群增长的三、种群增长的“S”型曲线型曲线 A 13 （种群数量）（种群数量） K/2 K 种种 群群 数数 量量 增增 长长 速速 率率 1.出生率死亡率，即种群数量处于出生率死亡率，即种群数量处于K值。值。 2.出出生率与死亡率之生率与死亡率之差最差最大，即种群数量处大，即种群数量处于于K/2值。值。 3.增长速率增长速率:是指单位时间内增长的数量。其计算公式为：（这一次总数是指单位时间内增长的数量。其计算公式为：（这一次总数-上一次总数）上一次总数） / 时间时间=增长速率。同样某种群现有数量为增长速率。同样某种群现有数量为a，一年

8、后，该种群数为，一年后，该种群数为b，其种群增长速率，其种群增长速率 为：（为：（b-a）/1年年 ,增长速率就是切线的斜率增长速率就是切线的斜率 14 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地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 量保持在什么水平量保持在什么水平? ?为什么？为什么？ 为了保护鱼类资源不受破为了保护鱼类资源不受破 坏，并能坏，并能持续地持续地获得最大获得最大 捕鱼量，根据种群增长的捕鱼量，根据种群增长的 S S型曲线，型曲线，应使被捕鱼群应使被捕鱼群 的种群数量保持在的种群数量保持在K K2 2水水 平。这

9、是因为在这个水平平。这是因为在这个水平 上上种群增长量种群增长量最大最大 。 1 1、同一种群的、同一种群的K K值是固定不变的吗？值是固定不变的吗？ 2 2、对大熊猫应采取什么保护措施？、对大熊猫应采取什么保护措施？ 3 3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什、对家鼠等有害动物的控制，应采取什 么措施？从环境容纳量的角度看，能么措施？从环境容纳量的角度看，能 得到什么启发？得到什么启发？ 4 4、种群数量达到、种群数量达到K K值时，都能在值时，都能在K K值维持值维持 稳定吗？稳定吗？ 对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械 捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳

10、量的角度捕杀、药物捕杀等措施。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，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；养殖或释放它们的减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的 天敌，等等。天敌，等等。 大多数种群的数量总是在波动之中的，在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。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四、种群数量的波动和

11、下降 东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动 17 1 1实验原理实验原理 (1)(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增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、长受培养液的成分、空间、pHpH、温度等因、温度等因 素的影响。素的影响。 (2)(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群在理想的无限环境中，酵母菌种群 的增长呈的增长呈“J J”型曲线；在有限的环境下，型曲线；在有限的环境下， 酵母菌种群的增长呈酵母菌种群的增长呈“S S”型曲线。型曲线。 探究探究“培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化” 18 1 1显微镜计数时，对于压在小方格界显微镜计数时，

12、对于压在小方格界 线上的酵母菌，应遵循线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数上线不数下线， 数左线不数右线数左线不数右线”的原则计数。的原则计数。 2 2从试管中吸出培养液进行计数前，从试管中吸出培养液进行计数前， 需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液 中的酵母菌均匀分布，减小误差。中的酵母菌均匀分布，减小误差。 如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和 空间的限制，种群内个体的增长曲线是空间的限制，种群内个体的增长曲线是 ， 用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有 的特征。

13、如果将该种群置于的特征。如果将该种群置于 有限的环境中，种群的数量增长曲线是有限的环境中，种群的数量增长曲线是 ， 用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表用达尔文进化观点分析，图中阴影部分表 示示 。 影响种群密度的因素影响种群密度的因素 有有 。 A 过度繁殖过度繁殖 B 通过生存斗争被淘汰的个体数量通过生存斗争被淘汰的个体数量 出生率、死亡率、迁入、出生率、死亡率、迁入、 迁出、性别比、年龄组迁出、性别比、年龄组 成、气候、食物、天敌、成、气候、食物、天敌、 人类活动等人类活动等 时间时间 种种 群群 数数 量量 A B “食人鱼食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生是一种肉食鱼，一旦进入自然

14、生 态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该 物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准 确表达其种群数量变化的特点确表达其种群数量变化的特点 B C D B C D A 21 【典例】(2011 年肇庆一模)某生物兴趣小组为了“探究培 养液中酵母菌种群数量的变化”，按如下左图装置进行了实验， 并使用如右图所示的血球计数板对培养液中的酵母菌进行计 数。请分析回答相关问题。 22 (1)排气口的胶管设计成长而弯曲的目的是_。 (2)实验的最初阶段，由于_、_ _、_，酵母菌的种群数量呈“J”型增长。 (3)在上图所示的计数室中

15、，如果一个小方格内酵母菌过 多，难以数清，应当采取的措施是_。 (4) 本实验没有另设置对照实验，原因是_ _。 为提高实验的准确性，实验时应进行_。 (5)请你设计表格记录实验数据。 23 时间 次数 1234567 1 2 3 解题思路酵母菌的种群数量在开始阶段呈“J”型增长，但 由于代谢废物的积累、营养物质的消耗等，酵母菌的种群数量 呈“S”型增长；本实验为自身对照，其实验的前后形成对照。 重复实验(取样)(4)该实验时间上形成前后自身对照 (5)见下表 答案(1)防止空气中的杂菌污染 (2)温度等条件适宜 营养物质充足 没有敌害和竞争 (3)使酵母菌分布均匀(增加稀释倍数) 24 3(

16、2011年韶关二模)有关种群和群落的叙述，正确的是( ) A图中种群开始呈“J” 型增长，达到 K 值后呈“S”型增长 B图中种群在时间相对值为 2 时的年龄组成为稳定型 C用标志重捕法调查某草原中田鼠的种群密度 D因为植物群落有分层现象，所以种植农作物时要合理 密植 25 6(2010 年深圳三模)在探究培养液中酵母菌种群数量变化 的实验中，需利用计数板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，容纳液体总体积为 0.1 mm3。 某同学操作时将 1 mL 酵母菌样品加 99 mL 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，进行观察计数。 26 (1)在实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：从 静置试管中吸取酵母菌培养液加入计数板进行计数，记录数据； 把酵母菌培养液放置在冰箱中；第七天再取样计数，记录 数据，统计分析绘成曲线。请纠正该同学实验操作中的 3 处错 误： _。 _。 _。 (2)在实验