4.2种群数量的变化课

数 量
600
500 400
300
200 100 00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
时间
问题探究
5. 曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？ 曲线图：直观，但不够精确。 数学公式：精确，但不够直观。 6. 在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这 个公式增长吗？ 不会，因为营养和空间有限；可用实验计数法来 验证。
建构种群增长模型的方法
实例二：20世纪30年代,人 们将环颈雉引入美国的一个 岛屿,在1937-1942年期间数 量变化的曲线如右图。
建构种群增长模型的方法
实例三：凤眼莲原产于南美，1901年凤眼莲被作为观 赏植物引入中国栽培，30年代作为畜禽饲料引入中国 内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植。 由于繁殖迅速，又几乎 没有竞争对手和天敌 ， 在我国南方江河湖泊中 发展迅速，目前我国有 这种凤眼莲184万吨，成 为我国淡水水体中主要 的外来入侵物种之一。
环境资源无限 （理想条件下） 保持稳定
“S”型曲线
环境资源有限 （自然条件下） 随种群密度的上升 而下降 先增大，后减小 有K值
逐渐增大
无K值
种群增长的“S”型曲线
用达尔文的观点分析“J”型曲线表明生物具有什么 特性？图中阴影部分表示什么？ 1.“J”型曲线表明生物具有过度繁殖的特性。 2.图中阴影部分表示：环境阻力 用达尔文的观点分析： 通过生存斗争被淘汰的 个体数量，也即代表自 然选择的作用。
种群数量的波动和下降
人类活动对种群数量的影响：
捕鲸
研究种群数量变化的意义
1.通过研究种群数量变动规律，为有害生物的 防治提供科学依据。
全力防蝗减灾
研究种群数量变化的意义
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
竭泽而渔
乱砍滥伐
研究种群数量变化的意义
3. 为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导
②计数工具——血球计数板 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。计数时，常采用样方法。
实物图
计数室 滴液处
正面图
侧面图
培养液中酵母菌种群数量的变化
②计数工具——血球计数板
培养液中酵母菌种群数量的变化
②计数工具——血球计数板 •每块计数板由H形凹槽 分为2个同样的计数池。 •每个计数池分为9个大 方格。
1 2
2 4
3 8
4
5
6 64
7
8
9
16 32
128 256 512
2. 第n代细菌数量的计算公式？
N2=1×22=4 N3=1×23=8 N4=1×24=16 N5=1×25=32 N6=1×26=64 ………… Nn＝1×2n
N1=1×2=2
问题探究
3. 72小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ n＝ 60min x72h／20min＝216 Nn＝2n ＝2216 4.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。
种群增长的“S”型曲线
灭鼠 灭鼠后，鼠的种群数量 K/2(最大增 在K/2附近，这时鼠的 长速率) 种群数量会迅速增加， 无法达到灭鼠效果 捕鱼 使鱼的种群数量维持 在K/2，捕捞后，鱼的 种群数量会迅速回升 保证鱼生存的环境条 件，尽量提升K值
K值(最大环
境容纳量)
改变环境，降低K值， 使之不适合鼠生存
放大后的计数池
16个小格
25个中格
*
25X16 = 400小格
抽样检测： 5×16=80个小格 抽样检测： 4×25=100个小格
*
*
* *
16X25 = 400小格
* *
25个小格
* *
16个中格
每个计数室（大方格）共有400小格，总容积为0.1mm3（ul）
培养液中酵母菌种群数量的变化
计算： 每毫升培养液中的酵母菌细胞数是多少？
列出表格，根据表格画曲线，推 导公式 观察、统计细菌的数量，对自己 所建立的模型进行检验或修正
3、根据实验数据，用适 当的数学形式对事物的性 质进行表达 4、通过进一步实验或观 察等，对模型进行检验或 修正
建构种群增长模型的方法
实例一：1859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。
种群增长的“Ｊ”型曲线
3、增长特点： 种群数量连续的指数增长，呈“J”型，无最大值
4、产生情形：
①在实验室的理想状态下，如细菌培养 ②当一个种群刚迁入新的适宜环境时，如外来物种入侵
种群增长的“S”型曲线
在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增 长吗？为什么？ 不会。原因是资源和空间是有限的。 如何验证这个观点？ 生态学家高斯曾经做过 这样一个实验：在0.5ml培养 液中放入5个大草履虫，然后 每隔24h统计一次大草履虫的 数量。经过反复实验，得出 了如图所示的结果。
种群增长的“S”型曲线
5、种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系：
D：出生率＝死亡率，即种群数量处于K值。 B：出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。
种群增长的“S”型曲线
6、应用： ①有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量K值。 ②受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境， 提高K值。 ③生产上的捕获期应确 定在种群数量为K/2时最 好；而杀虫效果最好的 时期在潜伏期。
环境阻力
种群数量的波动和下降
影响种群数量变化的因素：
直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率
间接因素：食物、气候、天敌、疾病、自然灾害
重要因素：人类的活动
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。
飞蝗喜欢栖息在地势低洼、易涝易旱或水位不 稳定的海滩或湖滩及大面积荒滩或耕作粗放的夹荒 地上、生有低矮芦苇、茅草或盐篙、莎草等嗜食的 植物。遇有干旱年份，这种荒地随天气干旱水面缩 小而增大时，利于蝗虫生育，宜蝗面积增加，容易 酿成蝗灾，因此每遇大旱年份，要注意防治蝗虫。 东亚飞蝗种群数量的波动
1升=1立方分米=0.001立方米，
1亳升=0.001升=1立方厘米=1000立方毫米
所数小方格中细胞总数x400x104x稀释倍数 酵母细胞个数/mL= 所数的小方格数
培养液中酵母菌种群数量的变化
③计数的操作 稀释：将酵母菌培养液进行适当的稀释；若菌液不 浓，可不必稀释。 镜检计数室：在加样前，先对计数板的计数室进行 镜检。若有污物，则需清洗后才能进行计数。 加样品：在清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片，再 用无菌细口滴管将稀释的酵母菌液由盖玻片边缘滴 入一小滴（将计数室充满即可），让菌液沿缝隙自 行渗入计数室。注意不可有气泡产生。
建构种群增长模型的方法
数学模型 定义： 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 表现形式:
精确 （1）数学方程式：
（2）曲线图： 直观
建构种群增长模型的方法
建立数学模型一般包括以下步骤：
1、观察研究对象，提出 问题 2、提出合理的假设 细菌每20分钟分裂一次， 问题：细菌数量怎样变化的？
在资源和空间无限多的环境中， 细菌种群的增长不受种群密度增 加的影响
种群增长的“S”型曲线
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。
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。
种群增长的“S”型曲线
1、产生条件： 存在环境阻力 自然条件（现实状态）下，食物、空间等资源总是 有限的，当种群密度增大时，种内斗争不断加剧， 天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死 亡率增高。 种群密度越大，环境阻力越大。 2、增长特点： 种群数量达到环境所允许的最大值（K值），将停 止增长并在K值左右保持相对稳定。
问题探究
在营养和生存空间没有限制 的情况下，某种细菌每20min
就通过分裂繁殖一代。
讨论： 1、填写下表：计算1个细菌 在不同时间（单位为min）产
生后代的数量。
问题探究
1. 1个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量
时间（min) 分裂次数 数量（个） 20 40 60 80 100 120 140 160 180
种群增长的“S”型曲线
3、“S”型曲线分析：
K值：环境容纳量
饱和期，增长速率为零
减速期，增长缓慢
K/2 转折期，增长速率最快 加速期，个体数量增加，增长加速 潜伏期，个体数量较少增长缓慢
种群增长的“S”型曲线
3、“S”型曲线分析： K值：环境容纳量
K/2
◇种群数量由0→K/2时， 种群增长率持续增大 ◇种群数量在 K/2值时， 种群增长率最大， 种群有最大持续产量 ◇种群数量K/2→K值时， 种群增长率不断降低 ◇种群数量达到K值时， 种群增长率为零，但种群 数量达到最大，且种内斗 争最剧烈。
培养液中酵母菌种群数量的变化
3.讨论探究思路、制定计划、实施计划 培养酵母菌
↓
连续7天抽样检测
↓
取样
↓
用显微镜和血球计数板计数
↓
折算出总数
培养液中酵母菌种群数量的变化
酵母菌的培养： 培养液配制： 配制质量分数为5％的葡萄糖溶液（葡萄糖20g，1000 mL水），分装到5个烧杯中（200mL/烧杯） 灭菌： 用高压蒸汽灭菌锅将培养液和取样、计数时所用的滴 管分别灭菌。贴标签。 接种： 接种时要在酒精灯附近，用灭菌干净的1mL刻度吸管 每次吸取0.1mL酵母菌母液，往每个烧杯中加入。 培养： 将烧杯曲线与种群增长率曲线的关系：