种群数量的变化(优秀课件)
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在营养和生存空间没有限制的 情况下，某种细菌每20分钟就 通过分裂繁殖一代。 1.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。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
1
2
4
3
8
4
16
5
6
64
7
8
9
数量（个） 2
32
128 256 512
种群密度越大环境阻力越大
③增长特点： 连续增长，增长率不变
种 群 增 长 率 种 群 增 长 速 率O 时间
O 时间
三、种群增长的“S”型曲线
实验：高斯把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：
三、种群增长“S”型曲线 ①条件：生存资源有限。(生 态系统中的食物、水源、空 K 逻 间等)随着种群数量的增大， 辑 每个个体所能得到的资源越 斯 来越少，种内斗争不断加剧， 蒂 捕食者数量不断增加，导致 增 该种群的出生率降低，死亡 长 率增高。当出生率=死亡率 时，种群数量就达到最大值 N0 (K值) 。 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
2．n代细菌数量的计算公式是：
Nn＝2n
3．72小时后，由一个细菌分裂产生 的细菌数量是多少？
解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216 Nn＝2n ＝ 2 216
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
160 180
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
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
观察、统计细菌数量，对 自己所建立的模型进行检 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
通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正
二、种群增长的“J”型曲线
代表环境阻力—生存斗争中被淘汰的个体数。
3.两种增长曲线的比较:
“S”型曲线 前提条件 环境资源有 限 种群增长率 随种群密度 上升而下降 有无K值 有 K值
“J”型曲线 环境资源无 限 保持稳定
无 K值
四、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：出生率和死亡率、迁入率和迁出率 间接因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动
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
讨论：在开发野生动植物资源时，将野生动植 物的种群数量控制在什么条件下，人类获取的 资源量最大，又不影响资源的再生？ 在对野生动植物资源的合理开发和利用方面， 一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半， 即1/2K时，此时种群的增长速度最快，可提 供的资源数量也最多，而又不影响资源的再 生。当种群的数量大于1/2K时，种群增长的 速度将开始下降，当过度猎取导致种群数量 小于1/2K时，种群的增长速度将减慢，获取 的资源数量将减少，而且还会影响资源的再 生。
K
c
d逻
辑 斯 蒂 增 长
b
N0
a
a:延滞期 b:指数增长期 c:减速增长期 d:稳定期（有波动）
自然环境中所有生 物的种群开始时经 过一个适应环境的 延滞期后，进入指 数增长期，然后增 长速度变慢，而达 到最高密度的稳定 期，这时种群的密 度是环境所能负担 的最高密度。 注：同一种群的K值 不是固定不变的，会 受到环境的影响。
五、研究种群数量变化的意义：
1. 对种群的数量变化做出预测，合理利用和保 护野生生物资源——鱼类的捕捞 2.通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测 及防治提供科学依据。——蝗虫的防治 3 .拯救和恢复濒危动物种群，如大熊猫。 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。
一年后该种群的数量: N1=N0 两年后该种群的数量: N2=N1= N0 2 t年后该种群的数量:
Nt=N0t
种 群 数 量
指 数 增 长
时间
小结: ①条件：理想状态——食物充足，空间充裕，环境 适宜，没有天敌等。
② J型曲线的两种情况： 实验室条件下；刚迁入一个新的适宜环境。 思考：自然界中，种群的J能持续型增长么？ 不能，原因：①食物有限②空间有限③种内 斗争④种间竞争⑤天敌捕食
三.作出假设
在环境资源有限的条件下,酵母菌的数量变化随 时间呈“S”型增长曲线
四．实验步骤： ① 将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中， 塞上棉塞。高压蒸汽灭菌后，冷却至室温. ② 将酵母菌接种到各支试管中，摇匀后用血球计 数板计数起始酵母菌的个数，做好记录 。 ③ 培养：将试管放在28℃的恒温箱中培养7天 ④ 计数：每天同一时间取样计数酵母菌的数量， 连续观察7天并记录这7天的数值。
实验：探究培养液中酵母菌数量的变化
一.实验原理 ①.用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养 液的成分,空间,温度,PH等 因素的影响. ②.在理想的条件下,酵母菌种群的增长呈“J”型 曲线；在各种资源有限或者存在环境阻力的情况 下，酵母菌种群增长呈“S”型曲线。 二.提出问题
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的?
小结： ①条件： 自然资源有限、空间有限、受其他生物 制约等有限条件下。 ②增长特点： 增长率先增加，后减少。种群数量 = K/2值时，增长率最大；种群数 增 长 量=K值时，增长率为零。
率
t0 0
源自文库
t1 K/2
t2 时间 K 数量
讨论 ：图中阴影部分代表的什么？ 食物不足、空间有 限、种内斗争、天 敌捕食、气候不适、 寄生虫、传染病等
时间/分钟
一、建构种群增长模型
为了直观、简便地研究种群的数量变动的 规律，数学模型建构是常用的方法之一。
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
数学方程式 曲线式
Nn＝2n
数学模型建构的一般过程
提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与评价
研究实例
细菌每20min分裂一次 在资源和空间无限多的环 境中，细菌种群的增长不 会受种群密度增加的影响
实例1：澳大利亚野兔
1859年，24只野兔
近100年后
6亿只以上的野兔
实例2：20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到 美国的一个岛屿上，在最初的5年内，较优裕的 环境条件使得该种群的增长近于“J”型曲线
二、种群增长的“J”型曲线 模型假设：食物或养料充足，生存空间充裕，气 候适宜，没有天敌等理想的环境，第二年的数量 是第一年的 倍。
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
1
2
4
3
8
4
16
5
6
64
7
8
9
数量（个） 2
32
128 256 512
种群密度越大环境阻力越大
③增长特点： 连续增长，增长率不变
种 群 增 长 率 种 群 增 长 速 率O 时间
O 时间
三、种群增长的“S”型曲线
实验：高斯把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：
三、种群增长“S”型曲线 ①条件：生存资源有限。(生 态系统中的食物、水源、空 K 逻 间等)随着种群数量的增大， 辑 每个个体所能得到的资源越 斯 来越少，种内斗争不断加剧， 蒂 捕食者数量不断增加，导致 增 该种群的出生率降低，死亡 长 率增高。当出生率=死亡率 时，种群数量就达到最大值 N0 (K值) 。 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
2．n代细菌数量的计算公式是：
Nn＝2n
3．72小时后，由一个细菌分裂产生 的细菌数量是多少？
解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216 Nn＝2n ＝ 2 216
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
160 180
研究方法
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
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
观察、统计细菌数量，对 自己所建立的模型进行检 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
通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正
二、种群增长的“J”型曲线
代表环境阻力—生存斗争中被淘汰的个体数。
3.两种增长曲线的比较:
“S”型曲线 前提条件 环境资源有 限 种群增长率 随种群密度 上升而下降 有无K值 有 K值
“J”型曲线 环境资源无 限 保持稳定
无 K值
四、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：出生率和死亡率、迁入率和迁出率 间接因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素：人类的活动
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
讨论：在开发野生动植物资源时，将野生动植 物的种群数量控制在什么条件下，人类获取的 资源量最大，又不影响资源的再生？ 在对野生动植物资源的合理开发和利用方面， 一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半， 即1/2K时，此时种群的增长速度最快，可提 供的资源数量也最多，而又不影响资源的再 生。当种群的数量大于1/2K时，种群增长的 速度将开始下降，当过度猎取导致种群数量 小于1/2K时，种群的增长速度将减慢，获取 的资源数量将减少，而且还会影响资源的再 生。
K
c
d逻
辑 斯 蒂 增 长
b
N0
a
a:延滞期 b:指数增长期 c:减速增长期 d:稳定期（有波动）
自然环境中所有生 物的种群开始时经 过一个适应环境的 延滞期后，进入指 数增长期，然后增 长速度变慢，而达 到最高密度的稳定 期，这时种群的密 度是环境所能负担 的最高密度。 注：同一种群的K值 不是固定不变的，会 受到环境的影响。
五、研究种群数量变化的意义：
1. 对种群的数量变化做出预测，合理利用和保 护野生生物资源——鱼类的捕捞 2.通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测 及防治提供科学依据。——蝗虫的防治 3 .拯救和恢复濒危动物种群，如大熊猫。 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。
一年后该种群的数量: N1=N0 两年后该种群的数量: N2=N1= N0 2 t年后该种群的数量:
Nt=N0t
种 群 数 量
指 数 增 长
时间
小结: ①条件：理想状态——食物充足，空间充裕，环境 适宜，没有天敌等。
② J型曲线的两种情况： 实验室条件下；刚迁入一个新的适宜环境。 思考：自然界中，种群的J能持续型增长么？ 不能，原因：①食物有限②空间有限③种内 斗争④种间竞争⑤天敌捕食
三.作出假设
在环境资源有限的条件下,酵母菌的数量变化随 时间呈“S”型增长曲线
四．实验步骤： ① 将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中， 塞上棉塞。高压蒸汽灭菌后，冷却至室温. ② 将酵母菌接种到各支试管中，摇匀后用血球计 数板计数起始酵母菌的个数，做好记录 。 ③ 培养：将试管放在28℃的恒温箱中培养7天 ④ 计数：每天同一时间取样计数酵母菌的数量， 连续观察7天并记录这7天的数值。
实验：探究培养液中酵母菌数量的变化
一.实验原理 ①.用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养 液的成分,空间,温度,PH等 因素的影响. ②.在理想的条件下,酵母菌种群的增长呈“J”型 曲线；在各种资源有限或者存在环境阻力的情况 下，酵母菌种群增长呈“S”型曲线。 二.提出问题
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的?
小结： ①条件： 自然资源有限、空间有限、受其他生物 制约等有限条件下。 ②增长特点： 增长率先增加，后减少。种群数量 = K/2值时，增长率最大；种群数 增 长 量=K值时，增长率为零。
率
t0 0
源自文库
t1 K/2
t2 时间 K 数量
讨论 ：图中阴影部分代表的什么？ 食物不足、空间有 限、种内斗争、天 敌捕食、气候不适、 寄生虫、传染病等
时间/分钟
一、建构种群增长模型
为了直观、简便地研究种群的数量变动的 规律，数学模型建构是常用的方法之一。
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
数学方程式 曲线式
Nn＝2n
数学模型建构的一般过程
提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与评价
研究实例
细菌每20min分裂一次 在资源和空间无限多的环 境中，细菌种群的增长不 会受种群密度增加的影响
实例1：澳大利亚野兔
1859年，24只野兔
近100年后
6亿只以上的野兔
实例2：20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到 美国的一个岛屿上，在最初的5年内，较优裕的 环境条件使得该种群的增长近于“J”型曲线
二、种群增长的“J”型曲线 模型假设：食物或养料充足，生存空间充裕，气 候适宜，没有天敌等理想的环境，第二年的数量 是第一年的 倍。