新第4章第2节 种群数量的变化

1. 取相同试管若干支，分别加入5mL肉汤培养液塞上 棉塞。 2. 灭菌后，冷却至室温，分别标记1、2、3…… 3. 将酵母菌母液分别加入试管各5mL，摇匀后用血球 计数板计数起始酵母菌个数(No)，做好记录。 4. 将各试管送进恒温箱28℃下培养 5. 每天同一时间各组取出本组的试管，用血球计数板 计数酵母菌个数，并作记录，连续观察7天
野猪的保护
全力防蝗减灾
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
作出假设 酵母菌种群的数量随时间呈S型增长变化
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
实验数据记录表：
取样 时间 酵母菌 数量
1
2
3
4
5
6
7
取样1 取样2
取样3 平均数量
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
制定计划
时间（min） 0
细胞数
20
分裂
20
40 60 80 21
22
23 24 25
100
细菌繁殖产生的后代数量
讨论：在营养和生存空间没有限制的情况下， 某种细菌每20分钟分裂繁殖一代 (1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时 间的数量:
时间 20 分钟
40
60 80
100
120
140 160 180
种群数量 自然界确有类似细菌在理想 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．
讨论：出现这种增长曲线
的条件有哪些？
时间
二、种群增长的“J”型曲线:
1、实例
实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧
洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到 了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里 的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎 不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到 6 亿只以上，遍布整个大陆。
2.提示： （1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐 标，根据表中数字画曲线。 （2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。 （3）作为食物的植物被大量吃掉，导致 食物匮乏；自然灾害等。
拓展题 这是涉及最大持续产量的问题。关于最大 持续产量，可以查阅生态学专著。还可以请教 有经验的人或访问相关网站，了解单位面积水 面应放养的鱼的数量。
一、建构种群增长模型的方法 3. 类型： ⑴数据分析表格式
时 间 细菌数量 20 40 60 80 100 120 140 160 180
⑵数学增长模型的方法 3. 类型： ⑴数据分析表格式 方程式——精确 ⑵数学方程式 Nn=2n ⑶曲线图、柱状图 曲线图——直观
二、种群增长的“J”型曲线
实例2：凤眼莲（水葫芦）
凤眼莲（水葫芦）
凤眼莲原产于南美， 1901年作为花卉引 入中国.由于繁殖迅 速，又几乎没有竞 争对手和天敌，我 国目前有184万吨. 它对其生活的水面 采取了野蛮的封锁 策略，挡住阳光， 导致水下植物得不 到足够光照而死亡 。
实例3:
20世纪30年代,人们将环颈 雉引入美国的一个岛屿
在Faroe Islands上，
捕鲸现场成了血的海洋
与社会的联系 五、研究种群数量变化意义
（1）为害虫的预测及防治提供科学依据。
（2）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （3）拯救和恢复濒危动物种群
（4）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。
云 豹 的 保 护
苍鹭的保护 救 护 被 困 的 鲸 鱼
基础题：1. 在食物充足、空间广阔、气候 适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈 “J”型增长。 例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马 种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件 较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节 性的“J”型增长。在有限的环境中，如果种群 的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增 长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧， 因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长， 这就是“S”型增长。 例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群 增长，常常具有“S”型增长的特点。
例( 05全国卷II） 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持 续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使 被捕鱼群的种群数量保持在 K/2水平。这是因为在这个 水平上 A. 种群数量相对稳定 B. 种群增长量最大 C. 种群数量最大 D. 环境条件所允许的种群数量最大
种群数量 K K/2
时间
• 下图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的 种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确 的是 ①环境中影响种群增长的阻力 ②环境中允许 种群增长的最大值 ③其数量表示种群内迁出的个 体数 ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④ ★
2. 建立数学模型的步骤：
观察研究对象， 提出问题 提出合理的假设
细菌每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
根据实验数据，用适 当的数学形式对事物 的性质进行表达
通过进一步的实验或观察等， 对模型进行检验或修正
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
Nt=N0 λ
t
（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．）
理想化的情况在自然界中并不存在。
那么，到底有哪些因素会影响到种群 数量的变化呢？
三、种群增长的“S”型曲线
1、产生条件：存在环境阻力：
存在环境阻力———
自然条件（现实状态）——食物等资源 和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，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。 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。
可以理解为J型曲线 S形曲线的前一段有可能接近理想状况，但因为 环境阻力的存在，实际情况一般不能跟J型曲线 完全符合。
D、“J”型曲线和“S”型曲线的比较 相同点 ：只研究种群 数量变化的增长 不同点：形成条件、 适用范围、 增长率变化
P67思考与讨论
思考
讨论：从环境容纳量（K值）的角度思考：
（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
三、种群增长的“S”型曲线
[例]生态学家高斯的实验：
三、种群增长的“S”型曲线 2、证明：高斯实验
375
大草履虫种群的增长曲线
3、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。
三、种群增长的“S”型曲线
3、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。
建立自然保护 区，改善大熊 猫的栖息环境， 提高环境容纳 量。
家鼠的繁殖力很强，种群 数量每天可增加1.47%。 ①理论上，在某一区域，10只 家鼠在100天后的数量将会达到 多少？ 100
10×（1+1.47%）
②你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数 量才是最有效的？
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，等等。
能否将数学公式（N=2n)变为曲线图？
时间 20 分钟 细菌 数量
40
60 80
100
120
140 160 180
2
4
8 16
32
64 128 256 512
500
曲线图与数学方程式比 较，优缺点？ 直观， 但不够精确。
一、建构种群增长模型的方法
用来描述一个系统或它的性质的数学形式---数学模型
第2 节 种群数量的变化
在几百年前，金丝猴在许多地 区广泛分布，人口的增加和山 林的破坏使金丝猴的分布区越 来越小。现在，黔金丝猴的数 量只有500～600只，处于濒危 状态，只在贵州省的梵净山区 生存。滇金丝猴生活在云南西 北部、西藏东南端及四川西部 长江上端金沙江上游的高山中， 数量不到2000只，也处境濒危。
四、种群数量的波动和下降
1、大多数种群的数量总是在波动之中的，
东亚飞蝗种群数量的波动
2、种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下 在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡
3、影响种群数量变化的因素
直接因素(内因）：
出生率、死亡率、迁入率、迁出率
间接因素（外因）： 食物、气候、传染病、天敌
重要因素：人类的活动
自然界确有类似细 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，曲 线则大致呈“ J ”型
美国某岛屿环颈雉 种群数量的增长
“J”型增长的数学模型
2、模型假设：
理想状态——食物和空间条件充裕，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。 3、种群 “J”型增长的数学模型公式：
三、种群增长的“S”型曲线
问题： 种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？ 环境条件的改变，K值也随之发生改变，即改 善环境条件可使 K 值增大，如环境条件受到破 三、种群增长的“S”型曲线 坏，则K值将会减小。
三、种群增长的“S”型曲线
理想条件下：实验室条件下 当一个种群刚迁入一个 新的适宜环境时
时间
6、
K
种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
（种群数量）
D: 出生率＝死亡率，即 种群数量处于K值。
种 群 数 量 增 长 速 率
时间
6、
K
种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
（种群数量）
D: 出生率＝死亡率，即 种群数量处于K值。
种 群 数 量 增 长 速 率
时间
6、