(上课用)种群数量的变化

⑶图乙的gh段相当于图甲的cd段
⑷图乙的h点相当于图甲的de段 22
g
f
t1
h
t0
乙
t2
种群数量变化：
在K值时达到最大
增长速率变化：
0—K/2时逐渐增大 K/2 —K时逐渐减小 在 K/2时达到最大 在K时增长速率为0
K K/2
（种群数量）
种
D: 出生率＝死亡率，即 群
种群数量处于K值。
数 量
Hale Waihona Puke Baidu
B: 出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于
、
在大自然中
食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食
环境阻力
种群密度越大环境阻力越大
问题：
“J”型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力———
自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就 会加剧；捕食者增加。 当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会 稳定在一定的水平。
思考：在自然界中，种群增长的“J”型
在资源有限条件 下的情况下，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
稳定期，增
K值：环境容纳量 长速率为零
减速期，增长缓慢
环境容纳量:
K/2·
转折期，增 长速率最快
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
加速期，个体数量增加，增长大量加速数，量又称称为K值环。境容纳
理想条件下的种群增长模型
实例二
种群迁入一个新环境后， 常常在一定时期内出现 “J”型增长。例如，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（右图）。
二．种群增长的“Ｊ”型曲线
自然界确有类似的 细菌，在理想条件 下种群数量的增长 会如图中J型曲线增 长。其理想条件是 什么？
曲线应该从哪些方面进行修正呢？
高斯对大草履虫种群研究的实验
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，结果如下：
请绘制大草履虫的种群增长曲线
大草履虫种群的增长
大草履虫数量增长过程如何？ 其种群达到基本稳定的数量值称为什么？
三 种群增长的“S”型曲线
调整期，个体数量较少增长缓慢
1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
2.N≈K／2，此时种群增长速度最快，可提供的资 源数量也最多 ，而又不影响资源的再生。
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）——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．
K/2的应用
K/2
②有害生物防治：务必及时控制 种群数量，严防达K/2值处(若达K/2 值处，可导致该有害生物成灾，如 蝗虫的防控)
④适用情形： 实验室条件下、当一个种群刚迁入 到一个新的适宜环境时的最初一段时间
问题探讨 3
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？
细菌的数量不会一直按照这个公式增长， 因为培养基中的营养成分和空间有限，当 细菌数量达到一定量时，细菌种群出现生 存斗争。 可用实验计数法验证。
气候适宜 食物充足 空间充裕 外无天敌
人口增长也会如此吗？
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， 环境适宜，没有天敌等；
②增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长， 第二年是第一年的λ倍。
③量的计算：t年后种群的数量为 Nt=N0λt
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数 量，λ-1为年均增长率）
时间/ 分钟
食物充足 空间充裕 环境适宜 没有天敌
资源无限 指数生长
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。
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 的种群数量保持在什么水平?为什么？
怎样建构种群数量增长的模型？ 种群的数量是怎样变化的？ 什么是环境容纳量？ 影响种群数量变化的因素有哪些？
思考
在食物(养料)和空间条件充裕、气候 适宜、没有敌害等理想条件下，种群 的数量变化是怎样的呢？
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．
②增长特点：
种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后， 将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
种群增长的“Ｓ”型曲线
③种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系
de
K/2
c
ab 甲
⑴图乙的fg段相当于图甲的ac段
⑵图乙的g点相当于图甲的c点
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 2 4 8 16 32 64 128 256 512
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。
细菌数量/ 个
20 40 60 80 100 120 140 160
增 长 率
K/2值。
种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
时间
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 量保持在什么水平?为什么？
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 上种群增长量最大 。
大肠杆菌的分裂生殖(二分裂)
问题探讨
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
建立数学模型一般包括以下步骤：
观察研究对象，提出 问题
提出合理的假设
根据实验数据，用适 当的数学形式对事物
的性质进行表达
种群数量以什么样的规律在增长? 如: 细胞每20min分裂一次
在食物和空间条件充裕、气候适宜、 没有敌害等条件下，细菌种群的增长
不会受种群密度增加的影响。
列出表格，根据表格画曲线，推导公式。
Nn＝２n
N代表细菌数量，n表示第几代
通过进一步的实验或观 察等，对模型进行检验
或修正
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
一、建构种群增长模型的方法
3、填写下表：计算一个细菌在不同时间 （单位为min）产生后代的数量