第2节 种群数量的变化(公开课优质课件)

种 群 数 量 增 长 率
B
D
时间
（6）与生活的联系
思考：在池塘中养鱼，渔民总是希望自己捕的
鱼越多越好，但是为了考虑池塘的鱼可持续发展， 捕鱼应该选择在种群数量是多少时最好？
K
超过种群的数量K/2时开始捕鱼
K/2
捕到数量下降到K/2时停止
思考：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？
2.“S”型： 在自然条件下，J型曲线能一直增长下去吗？ 实验2：高斯（Gause，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：
“S”型增长曲线
（1）数量变化特点 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定 （稳定于“K值”）
（2）适用范围 资源和空间有限的种群（自然种群）
1.概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 2.步骤：
研究实例 细菌每20分钟 分裂一次 在资源和空间无限的环 境中，细菌种群的增长 不受影响的情况下 研究方法 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 通过进一步实验或 观察等对模型进行 检验或修正
讨论5：
当种群数量呈现增长趋势时，能否通过该数 学模型得出种群数量增长率的变化规律？
增长率始终为“λ-1”
二、种群数量变化的类型
1.“J”型：
资料1： 1859年，一个英格兰的 农民带着24只野兔，登 陆澳大利亚并定居下来， 但谁也没想到，一个世 纪之后，这个澳洲“客 人”的数量呈指数增长， 达到6亿只之巨。
时间 种群数量 初始 5 1天 2天 3天后 后 后 19 81 325 … …
思考1：
仔细观察表格，你能发现什么规律？
思考2：
若假设后一天的数量始终是前一天数量的 4倍，你能否在假设的基础上建立数学模型 解决实验中的问题：7天后大草履虫的数量
提示： 45的值为1024 46的值为4096 47的值为16384
Nn =
2n
观察、统计细菌数量， 对自己建立的模型进行 检验或修正
3.建立数学模型，解决实际问题：
实验1：有人在适宜条件下培养大草履虫，并且每天 更换培养液，保证大草履虫有充足的营养和生存空间， 最先放入5只大草履虫，每天记录其数量变化如下表 所示，请问一周（7天）后，该大草履虫种群的数量 大约为多少？
b.种群刚刚迁入一个新环境时
（3）形成原因
理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没 有敌害等（不存在环境阻力）
（4）数学模型
Nt=N0 λ
t
假设1：理想状态 假设2：后一年的数量始终是前一年的λ 倍 （5）增长率随时间变化曲线 λ-1
（6）与生活的联系 ——中国的人口增长是否属于“J”型增长？
答：81920
思考3：
若N0为某种群起始数量，Nt表示经过t天后该 种群的数量，且后一天的数量始终为前一天数 量的λ倍，试建立表示该种群数量变化的一般 公式并作出曲线
Nt
Nt=N0 λ
t
N0 t
思考4：
除了利用建立的数学模型来预测7天后的 种群数量之外，我们还能利用该数学模型来 解决哪些生物学问题？ 预测变化趋势，计算增长率等
（3）形成原因 种群密度增加 （环境阻力）
种内斗争加剧
死亡率升高 出生率降低
（种群数量）
增长率降低
（4）“K”值
思考：
K值是否固定不变呢？
（5）增长率随时间变化曲线
K 种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线
K/2
（种群数量）
D: 种群数量处于K值， 增长率为0 B: 种群数量处于K/2值， 种群增长率最大
波动型曲线
（1）数量变化特点 种群数量在“K”值附近波动 （3）形成原因
气候、食物、天敌、传染病、人类活动等
总结：
种群数量
种群增长的“J”型曲线
种群增长的“S”型曲线
（在理想状态下的种群增长） （在有限环境下的种群增长）
阴影部分代表被 环境阻力（自然 选择）淘汰掉的 那部分种群数量。
练习1：图示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有 环境阻力条件下，呈“S”型增长，下列关于种群 在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是（ A） A．当种群数量到达e点后， 种群数量增长率为0 B．种群增长过程中出现 环境阻力是在d点之后 C．图中阴影部分表示克服 环境阻力生存下来的个体数量 D．若该种群在c点时数量为 100，则该种群的K值是400
练习2：在一个玻璃容器内，装入一 定量的符合小球藻生活的管养液， 接种少量的小球藻，每隔一段时间 测定小球藻的个体数量，绘制成曲 线，如右图所示。下列四图中能正 确表示小球藻种群数量增长率随时 间变化趋势的曲线是（ D）
练习3：下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错 误的是（ D ） A．通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B．达到K值时种群增长率为零 C．种群增长受自身密度的影响 D．种群的增长速率逐步降低
第2节 种群数量的变化
在 营养和生 存空间没有 限制的情况 下，某种细 菌20min就通 过分裂增殖 一次。
任务1：计算1个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表： 时间（min） 20 细菌数量 2 40 4 60 8 80 16 100 120 140 160 180 32 64 128 256 512
资料2： 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。
“J”型增长曲线
（1）数量变化特点 种群每年以一定的倍数增长 （2）适用范围
a.实验室中营养充分的情况
增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占个体
总数的比率。（不是J、S型曲线斜率） 增长率＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数。
增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数。
（就是J、S型曲线的斜率） 增长速率＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提 高环境容纳量。
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？
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。
3.波动型曲线： 种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？
任务2：用公式表示出第n代的细菌数量Nn（20min时为第一代）： Nn=2n 任务3：利用表格中数据画出细菌的种群增长曲线（p66）：
思考：
真实情况下细菌的数量变化真如公式和曲线 图所示吗？
用细胞计数仪 对细菌数量进 行精确计数发 现，大约17小 时后，细菌数 量不再增多
一、研究种群数量变化的方法—构建数学模型