种群的数量变化

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？本节聚焦本节聚焦第二节第二节 种群的数量变化种群的数量变化假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代分钟就通过分裂繁殖一代。 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 1个个细菌每细菌每2020分钟分裂繁殖一代

2、。讨论：分钟分裂繁殖一代。讨论：n n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？7272小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？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？n nn nn n解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216n nn nn n 2 2216216不会。可以用实验计数法来验证。不会。可以用实验计数法来验证。 以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，将数学以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，将

3、数学公式（公式（n nn n2 2n n）变为曲线图）变为曲线图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。时间时间（min)min)2020404060608080100100120120140140160160180180分裂次数分裂次数细菌数量细菌数量（个）（个）248163264128 256512123456789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或观察等，通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正对模型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

4、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，细菌种群资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的的增长不受种群密度增加的影响影响n n代表细菌数量，代表细菌数量，n n表示第表示第几代几代 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下步骤：学形式建立数学模型一般包括以下步骤：自然界中有这种类型吗？自然界中有这种类型吗？理想条件（实验室条件）下细菌数量增长曲线

5、理想条件（实验室条件）下细菌数量增长曲线细菌的数量个1859年，年，24只只野兔野兔 6亿只以上亿只以上的野兔的野兔近近100100年后年后实例实例1 1：澳大利亚野兔：澳大利亚野兔例例2 2 在在2020世纪世纪3030年代时，人们将环颈雉引入到年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿。在美国的一个岛屿。在1937194219371942年期间，环颈年期间，环颈雉种群快速增长。雉种群快速增长。某海岛上环颈雉种群增长曲线某海岛上环颈雉种群增长曲线自然界确有类似的细菌自然界确有类似的细菌在在理想条件理想条件下种群数量下种群数量增长的形式，如果以时增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量间为横坐标

6、，种群数量为纵坐标画出曲线，曲为纵坐标画出曲线，曲线大致呈线大致呈“”型。型。二、种群增长的二、种群增长的“j”j”型曲型曲线线出现这种增长曲线的出现这种增长曲线的种群有哪些条件？种群有哪些条件？1 1、产生条件、产生条件 理想状态理想状态（ 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年后该种群年后该种群的数量，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，第二年是种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第一年的倍。

7、倍。食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等；食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等；例：我国自例：我国自1393139319901990年以来人口统计数年以来人口统计数据如下：据如下：以上人口增长曲线符合哪种类型？以上人口增长曲线符合哪种类型？按照此曲线发展下去将会出现什么状况按照此曲线发展下去将会出现什么状况? ? 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？“j”j”型增长曲线能一直持续下去吗？型增长曲线能一直持续下去吗？年份年份 13931393 15781578 17641764 18491849 19281928 19821982 19901990亿亿0.60

8、.60.60.62.02.04.14.14.74.710.310.3 11.611.6 例例 生态学家高斯的实验：生态学家高斯的实验：种群经过一定时间种群经过一定时间的增长后，的增长后，数量趋数量趋于稳定的增长于稳定的增长曲线，曲线，称为称为“s s”型曲型曲线线大草履虫种群的增长曲线大草履虫种群的增长曲线大草履虫的增长呈大草履虫的增长呈“s”s”型曲线的原因有哪些？型曲线的原因有哪些？存在环境阻力存在环境阻力自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）食物和空间食物和空间有限有限、种内竞争不断加剧种内竞争不断加剧、捕食者数量不断捕食者数量不断增加增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增，导致该种群

9、的出生率降低，死亡率增高。高。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就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。会停止，有时会稳定在一定的水平。三、种群增长的三、种群增长的“s”s”型曲线型曲线种群数量达到环境所允许的种群数量达到环境所允许的最大值最大值（k k值值）后，）后，将停止增长并在将停止增长并在k k值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 k k值：值：在环境条件不在环境条件不受破坏的情况下，受破坏的情况下，一定空间中所能维一定空间中所能维持的持的种群最大数量种群最大数量称为称为环境容纳量。环境容纳量。a种群数量达到种群数量达到k k值时，值时，种群种群 增长

10、停止增长停止种群数量在种群数量在 k/2k/2值时，值时，种群种群增长最快增长最快种群数量小于种群数量小于k/2k/2值时值时种群种群增长逐渐加快增长逐渐加快种群数量大于种群数量大于k/2k/2值时值时种群种群增长逐渐减慢增长逐渐减慢1 1、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？2 2、对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？、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，能得到什么启发？从环境容纳量的角度看，能得到什么启发？3 3、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值维持稳定吗？值维持稳定吗？ 思考与讨论思考与讨论建立自然保护区

11、，改善大熊猫的栖息环境，提高环境建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将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；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。养殖或释放它们的天敌。 大多数种群的数量总是在大多数种群的数量总是在波动之中波动之中的，在的，在不利条件之下，还会急剧下降，不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡甚至灭亡。四、种群数量的波动和下降四、种群数量的

12、波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动1 1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是的是b2 2、种群的指数增长（、种群的指数增长（j j型）是有条件的，条件之一是型）是有条件的，条件之一是a a在该环境中只有一个种群在该环境中只有一个种群b b该种群对环境的适应比其他种群优越得多该种群对环境的适应比其他种群优越得多c c环境资源是无限的环境资源是无限的d d环境资源是有限的环境资源是有限的c课堂练习课堂练习3 3下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生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

13、源的长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加限制使种内斗争增加a acdcd段（增长速度慢）段（增长速度慢）b bdede段（速度加快）段（速度加快）c cefef段（变化速率加快）段（变化速率加快）d dfgfg段（速度逐渐变慢）段（速度逐渐变慢）da4 4、“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，一旦进入自然生态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种态水域，就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其进入湖泊生态系统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点种群数量变化的特点 b c d b c d 5 5、下图是某

14、一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：线图，请回答：(1)(1)图中表示种群数量最大的点是图中表示种群数量最大的点是_。(2)(2)图中表示种群增长速度最快的点是图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)(3)该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。年开始的。(4)(4)既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪力不受

15、破坏，应该使该动物中群体的数量保持在图中哪一点所代表的水平上一点所代表的水平上? ? _。d24bb 单细胞单细胞真核真核生物生物 生长周期生长周期短短，增殖速度，增殖速度快快五、探究培养液中酵母种群数量的变化五、探究培养液中酵母种群数量的变化 种群数量的变化包括种群数量的变化包括增长增长、波动波动、稳定稳定、下降下降等等 “s”s”型曲线有一个型曲线有一个k k值，即值，即环境容纳量环境容纳量。 种群数量的增长也受到许多环境因素（如种群数量的增长也受到许多环境因素（如温度温度、培养液的培养液的phph、培养液的养分、培养液的养分种类种类和和浓度浓度、代谢产代谢产物物等）的影响。等）的影响。实

16、验原理：实验原理： 种群的数量变化有一定的规律。种群的数量变化有一定的规律。在理想在理想条件下，种群呈条件下，种群呈“j”j”型增长，在有限的环型增长，在有限的环境下，种群呈境下，种群呈“s”s”型增长。型增长。 酵母菌生长周期短，增殖速度快且世代酵母菌生长周期短，增殖速度快且世代间不重叠，在实验室条件下，用液体培养间不重叠，在实验室条件下，用液体培养基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量基培养酵母菌，可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。随时间变化的情况。 血球计数板是一种专门用于计算较大单血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。细胞微生物的一种仪器。 计数时，常采用计数时，

17、常采用样方法样方法。 对于压在小方格界线上的酵母菌应取对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻相邻两边及顶角两边及顶角计数。计数。 计数方法：计数方法：第第 1 1 天天第第 4 4 天天第第 6 6 天天第第 7 7 天天死亡死亡活菌数活菌数酵母菌的种群数量变化曲线图：酵母菌的种群数量变化曲线图：试管试管编号编号培养液培养液/ml/ml无菌水无菌水/ml/ml酵母菌母酵母菌母液液/ml/ml温度温度（）a a10100.10.12828b b10100.10.15 5c c10100.10.12828 针对针对“培养液中酵母菌种群数量的动态变培养液中酵母菌种群数量的动态变化化”，有人提出了新的问

18、题，某同学按下表完，有人提出了新的问题，某同学按下表完成了有关实验。成了有关实验。 温度、营养物质对酵母菌生长的影响温度、营养物质对酵母菌生长的影响 温度、营养物质对酵母菌生长的影响温度、营养物质对酵母菌生长的影响 种群数量种群增长的种群增长的“j”型曲线型曲线 （在（在理想状态下理想状态下的种群增长）的种群增长）种群增长的种群增长的“s”型曲线型曲线 （在（在有限环境下有限环境下的种群增长）的种群增长）六、六、“j”j”型曲线和型曲线和“s”s”型曲线的比较型曲线的比较阴影部分代表阴影部分代表环境阻力（资源有限、天敌等）环境阻力（资源有限、天敌等），根据达尔文自然选择学说，可表示为根据达尔文

19、自然选择学说，可表示为_。1 1、综合比较、综合比较被淘汰的部分被淘汰的部分2 2、种群的、种群的“j”j”型曲线型曲线以时间为横坐标、以时间为横坐标、种群数量为纵坐标种群数量为纵坐标以时间为横坐标、以时间为横坐标、 种群增长率为纵坐标种群增长率为纵坐标3 3、种群的、种群的“s”s”型曲线型曲线以时间为横坐标、以时间为横坐标、种群数量为纵坐标种群数量为纵坐标以时间为横坐标、以时间为横坐标、 种群增长率为纵坐标种群增长率为纵坐标例：下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速例：下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是率随时间变化的曲线，下列叙述正确

20、的是 （ ） a.a.在在t t00t t2 2时间内，种群数量呈时间内，种群数量呈“j j”型增长型增长 b.b.若在若在t t2 2时种群的数量为时种群的数量为k k，则在，则在t t1 1时种群的数时种群的数 量为量为k k/2/2 c. c.捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为t t2 2时时 d.d.在在t tt t时间内，该鱼的种群数量呈下降趋势时间内，该鱼的种群数量呈下降趋势b4 4、有关种群数量其他曲线图、有关种群数量其他曲线图图甲：幼年个体多，老年个体少，出生率死亡图甲：幼年个体多，老年个体少，出生率死亡 率，率， 种群数量增加，属种群数量增加，属增长型增长型；而图乙相反

21、，应为而图乙相反，应为衰退型衰退型。 图图a a中幼年个体少，老年个体多，为中幼年个体少，老年个体多，为衰退型衰退型。 图图b b中幼年个体多，老年个体少，为中幼年个体多，老年个体少，为增长型增长型。 图图c c中各年龄段中各年龄段比例适中比例适中，应为，应为稳定型稳定型。例例: : 如图为某地一个生物种群的年龄组如图为某地一个生物种群的年龄组成曲线图。如果有一外来物种入侵，并成曲线图。如果有一外来物种入侵，并以该种群的幼体为食，这将使该种群的以该种群的幼体为食，这将使该种群的年龄组成发生变化。则这种变化为（年龄组成发生变化。则这种变化为（ ）a思考与讨论思考与讨论1 1、影响种群数量变化的因

22、素有哪些？、影响种群数量变化的因素有哪些？直接因素：直接因素：出生率和死亡率，迁出率和迁入率出生率和死亡率，迁出率和迁入率间接因素：间接因素：食物、气候、空间、传染病、天敌食物、气候、空间、传染病、天敌重要因素：重要因素：人类的活动人类的活动（如：捕杀野生动物、乱砍滥伐、破坏环境）（如：捕杀野生动物、乱砍滥伐、破坏环境）（1 1）野生生物资源的合理利用及保护。）野生生物资源的合理利用及保护。 （2 2）为人工养殖及种植业中合理控制种）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。群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3 3）预测及防治害虫。）预测及防治害虫。2 2、研

23、究种群数量变化有何意义？、研究种群数量变化有何意义？（4 4）拯救和恢复濒危动物种群。）拯救和恢复濒危动物种群。云豹的保护云豹的保护苍鹭的保护苍鹭的保护野猪的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾全力防蝗减灾课堂练习课堂练习1 1、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第化关系。在第1010年时经调查该种群数量为年时经调查该种群数量为200200只，估算该种群只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为在此环境中的环境负荷量约为 ( )( ) a.100 a.100只只 b.200b.200只只 c.300c

24、.300只只 d.400d.400只只 d2.2.下图曲线表示在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃，下图曲线表示在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃，气候宜人，若干年后，岛上人口增长的情况。相关表述错误气候宜人，若干年后，岛上人口增长的情况。相关表述错误的是的是 ( )( ) a. a.该岛在该岛在m m年内，人口增长呈年内，人口增长呈“j j”型曲线型曲线 b.b.当人口数量接近当人口数量接近n n线时，环境阻力越来越大，线时，环境阻力越来越大，n n线是该环线是该环 境允许的最大值境允许的最大值 c.c.由由o o点降至点降至p p点的主要原因是缺乏淡水资源点的主要原因是缺乏淡水资源

25、d.d.由由p p点升到点升到q q点并稳定在点并稳定在n n线上，说明该岛上生态环境具线上，说明该岛上生态环境具 有一定的自我调节能力有一定的自我调节能力c3 3、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲、下图是某一资源动物种群迁入一个适宜环境后增长曲线图，请回答：线图，请回答：(1)(1)图中表示种群数量最大的点是图中表示种群数量最大的点是_。(2)(2)图中表示种群增长速度最快的点是图中表示种群增长速度最快的点是_。(3)(3)该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入该种群增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入_年后开年后开始的，环境阻力明显增大是在迁入后始的，环境阻力明显增大是在迁入后_年开始的。年开始的。(4)(4)既要获得最大的捕