种群数量变化

外界环境性别比例出生率、死亡率迁入率、迁出率决定密度大小种群密度预测变化方向影响数量变动直接影响种群数量1第2节种群数量的变化第4章种群与群落21、用来描述一个系统或它的性质的数学形式---数学模型物理模型数学模型概念模型2、数学模型的表现形式（1）数学方程式（2）曲线图精确更直观一、建构种群增长模型的方法----数学模型模型DNA双螺旋结构模型真核生物三维结构模型等孟德尔遗传定律种群增长模型等人体细胞与外界环境的物质交换模型血糖调节的模型等3一、建构种群增长模型在营养和生存空间没有限制的情况（理想条件）下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：1、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？2、n代细菌数量的计算公式？解：n＝60minx72h／20min＝216

Nn＝2216Nn＝1×２n4建立数学模型一般包括以下步骤数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达细胞每20min分裂一次资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn＝２n观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正53、在营养和生存空间无限的条件（理想条件）下，某种细菌每20min通过分裂繁殖一代，现设细菌的分裂是同步的，计算一个细菌产生的后代在不同时间、世代的数量，填表：时间(min)20406080100120140160180世代t123456789细菌数量Nt24816326412825651264、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。曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？直观，但不够精确7图示曲线是在理想条件下对细菌数量增长的推测，曲线呈“J”型。自然界中有此类型吗？8实例二：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。实例一：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（下图）。9

自然界确有类似的细菌在理想条件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，曲线大致呈“Ｊ”型。10二、种群增长的“J”型曲线1、产生条件：理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。2、种群“

J”型增长的数学模型公式：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。）（λ=1+（出生率-死亡率））11出生率＞死亡率λ>1种群数量不断上升时间(t)种群数量NtN0λ>1时：出生率<死亡率0<λ<1种群数量不断下降时间(t)种群数量NtN00<λ<1时：出生率=死亡率λ=1种群数量稳定时间(t)种群数量NtN0λ=1时：3、Nt=N0

λt

的相关分析：时间(t)种群数量NtN0λ=0时：雌体未繁殖λ＝0种群在下一代灭亡12种群数量时间λ>1λ>1λ=10<λ<1Nt（t）3、Nt=N0

λt

的相关分析：注：对于刚进入适宜环境的种群而言，其增长可以当成“J”型增长，如澳大利亚的野兔、美国的环颈雉。133、Nt=N0

λt

的相关分析：增长率：当年的增长量与年初数据的比值（%），没有单位。其实就是出生率—死亡率。即：Nt-Nt-1Nt-1X100%=Nt-1.λ-Nt-1Nt-1X100%=λ-1注:“J”型增长曲线的特点之一是增长率恒定不变，为λ-1增长率时间λ-1143、Nt=N0

λt

的相关分析：增长速率：单位时间的增长量，有单位如：个/年。即：dNdt=Nt-Nt-11=Nt-1.λ-Nt-11=Nt-1（λ-1）=（λ-1）N0

λt-1增长速率时间（λ-1）N0

λt-1注:“J”型增长曲线的特点之二是增长速率也呈指数增长曲线，实质就是“J”型曲线的斜率15在有限资源环境下，随着种群密度的增加，资源的缺乏，种群的数量能一直保持“J”型增长吗？三、种群增长的“

S”

型曲线大草履虫种群的增长[例]生态学家高斯的实验：高斯（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，结果如图：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．16K/2·转折期，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，增长缓慢稳定期，增长速率为零，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。注：1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。2.自然种群呈“S”型增长的原因主要是：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．1、关于“S”型增长曲线的分析：171、关于“S”型增长曲线的分析：增长率：由于在理想条件下的“J”型曲线的增长率都只才是一个固定值即：λ-1，所以，对于环境阻力逐渐增大的“S”型曲线而言，其增长率会逐渐减小直到为0，即当达到K值时（出生率等于死亡率时），种群数量不再增长，增长率为0.增长率时间t0t1t2t0t1t2K/2181、关于“S”型增长曲线的分析：增长速率：由于就是该曲线的斜率，故其随时间的变化曲线如图：t0t1t2K/2增长速率时间t0t1t2192、K值、K/2值的应用：（1）珍稀野生动物的保护：大熊猫大熊猫食物、活动范围减少K值下降栖息地被破坏保护大熊猫的根本措施是：建自然保护区，改善栖息环境，扩大其生存空间，提高K值（2）有害动物的控制：家鼠断食、切断巢穴、养殖并释放天敌——降低K值（最有效）器械捕杀、药物捕杀20（3）渔、牧、林业资源利用由于在K/2时，种群的增长速率最大，所以在收获渔、牧、林业资源时，应该在大于K/2时进行，收获后使种群数量维持在K/2。这样便可获得最大收益。（4）农业害虫的防治：如蝗虫的防治应该在K/2之前进行。21种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线22时间种群数量K环境容纳量下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群数量变化曲线。图中的阴影部分的含义？1、环境中影响种群增长的阻力：2、数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数量该图反应出自然状态下，随着种群数量的上升，环境对其继续增长的阻力越来越大食物空间有限、种内斗争、天敌捕食、气候不适、寄生虫、传染病等23自然种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？四、种群数量的波动和下降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。东亚飞蝗种群数量的波动241、影响种群数量变化的因素：A.内部/直接因素：出生（死亡）率、迁入（出）率、年龄组成、性别比例。B.自然/间接因素：空间、气候、食物、天敌、传染病、自然灾害等。C.人为/重要因素：对野生生物的乱捕滥猎、对种群数量的人工控制等。2、种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。3、影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。25五、研究种群数量变化的意义1、有害动物的防治2、野生生物资源的保护和合理利用3、濒危动植物种群的拯救和恢复26血球计数板，通常是一块特制的载玻片，其上由四条槽构成三个平台。中间的平台又被一短横槽隔成两半，每一边的平台上各刻有一个方格网，每个方格网共分九个大方格，中间的大方格即为计数室，微生物的计数就在计数室中进行。六、探究培养液中酵母菌种群数量的变化对酵母菌计数的方法——抽样检测

(血球计数板直接计数法)27方格网计数室（规格25×16）1mm28每一个大方格边长为1mm，则每一大方格的面积为1mm2，盖上盖玻片后，载玻片与盖玻片之间的高度为0．1mm，所以计数室的容积为0．1mm3。计数室的刻度一般有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格即：16X25；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格即：25X16。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16×25=400小方格。29微生物计数室（25×16）每mL菌数＝每小格平均菌体数

×400×10000×稀释倍数=每中格平均菌体数

×25×10000×稀释倍数=每中格平均菌体数

×16×10000×稀释倍数或如何求出1mL原液中菌体总数：(25X16)(16X25)30实验操作：(1)盖片：将血球计数板用擦镜纸擦净,在中央的计数室上加盖专用的厚玻片。

(2)滴加：将稀释后的酵母菌悬液,用吸管吸取一滴置于盖玻片的边缘,使菌液缓缓渗入,多余的菌液用吸水纸吸取,稍待片刻,使酵母菌全部沉降到血球计数室内.。（样品稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每小方格内含有4-5个酵母细胞为宜,）（3）镜检计数：静止5分钟后，将血球计数板置于显微镜载物台上，先用低倍镜找到计数室所在位置，然后换成高倍镜进行计数。每个计数室选5个中格（25×16格式）或4个中格（16×25格式）中的菌体进行计数。位于格线上的菌体一般只数上方和左边线上的。如遇酵母出芽，芽体大小达到母细胞的一半时，即作两个菌体计数。对每个样品计数三次,取其平均值,按公式计算每1ml菌液中所含的酵母菌个数。31计数结果各中方格中的菌数1mL菌液中总菌数三次平均数12345初始值第1次N0第2次第3次第1天N1…第7天N7实验表格设计32分析结果，得出结论种群数量Nt（D）时间ABAB段原因：