第二节 种群数量的变化

必修3 第4章 第二节 种群数量变化 课件

第2节

种群数量的变化

1.种群数量变化有哪些类型？ 种群数量变化有哪些类型？ 种群数量变化有哪些类型 2.怎样建立种群数量变化的数学模型？ 怎样建立种群数量变化的数学模型？ 怎样建立种群数量变化的数学模型 3.自然条件下种群数量变化表现什么样的状况 3.自然条件下种群数量变化表现什么样的状况？ 自然条件下种群数量变化表现什么样的状况？ 4.“S”型曲线的 值是不是稳定不变的值？ 值是不是稳定不变的值？ “ ”型曲线的K值是不是稳定不变的值 5.学会探究培养液中酵母菌种群数量变化 学会探究培养液中酵母菌种群数量变化

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自学导练时间/ 时间/min 细胞数 20 21 22 23 24 25

在营养和生存空间没 有限制的情况下， 有限制的情况下，某1个细菌 每20分钟分裂繁殖一代。 20分钟分裂繁殖一代。 分钟分裂繁殖一代 讨论： 讨论：

0 20 分裂 40 60 80 100 120 32 64

26 ①n代细菌数量的计算公式？ 代细菌数量的计算公式？ 细菌繁殖产生的后代数量 N n= 2 n 72小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ ②72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 x72h/20min= Nn=2n =2216

③.在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公 在一个培养基中， 式增长吗？如何验证你的观点？ 式增长吗？如何验证你的观点？ 不会， 不会，可用实验计数法来验证

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一. 构建种群增长模型的方法 数学模型 观察研究对象， 观察研究对象， 提出问题 提出合理的假设 根据实验数据， 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， 或观察等，对模型 进行检验或修正 细胞每20min分裂一次 细胞每20min分裂一次 20min 资源空间无限多， 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 N n= 2 n 观察、统计细菌数量， 观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型进 行检验或修正

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将数学公式( 将数学公式(N=2n)变为曲线图时间 20 (min) 细菌 2 数量 40 4 60 8 80 16 100 32 120 64 140 128 160 256 180 512

曲线图与数学方程式 比较，优缺点？ 比较，优缺点？ 直观， 直观， 但不够精确。 但不够精确。 你所得出的公式和增长曲 线，只是理想条件下细菌 数量增长的推测。 数量增长的推测。在自然 界中， 界中，种群的数量变化情 况是怎样的呢？ 况是怎样的呢？

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二、种群增长的“J”型曲线 种群增长的“ 实例一1859年 1859年，一个英格兰的农 民带着24只野兔， 24只野兔 民带着24只野兔，登陆澳大利 亚并定居下来，但谁也没想到， 亚并定居下来，但谁也没

想到， 一个世纪之后，这个澳洲“ 一个世纪之后，这个澳洲“客 的数量呈指数增长，达到6 人”的数量呈指数增长，达到6 亿只以上。 亿只以上。

实例二20世纪30年代， 20世纪30年代， 世纪30年代 人们将环颈雉引入到 美国的一个岛屿， 美国的一个岛屿，在 1937~1942年期间 年期间， 1937~1942年期间， 这个环颈雉种群的增 长曲线大致呈“ 长曲线大致呈“J”型。环颈雉

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理想状态下 种群增长的“ 二、种群增长的“J”型曲 ——理想状态下 线 自然界确有类似的 细菌在理想条件下种群 数量增长的形式， 数量增长的形式，如果 以时间为横坐标， 以时间为横坐标，种群 数量为纵坐标画出曲线 来表示， 来表示，曲线大致呈 “J”型。 1、产生条件 理想状态——食物充足，空间无限，气候适宜，没有敌 食物充足， 理想状态 食物充足 空间无限，气候适宜， 害等。常发生在新物种迁入的开始阶段、实验条件下。 害等。常发生在新物种迁入的开始阶段、实验条件下。 型增长的数学模型公式： 2、种群 “J”型增长的数学模型公式： Nt=N0 λt 为起始数量， 为时间， 表示t (N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数 为该种群数量是一年前种群数量的倍数。) 量，λ为该种群数量是一年前种群数量的倍数。) 特点：增长率保持不变。 3、特点：增长率保持不变。

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食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧， 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， 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。 率增高。 当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止， 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。 有时会稳定在一定的水平。 高斯对大草履虫种群研究的实验 高斯(Gause, 高斯(Gause, 1934) 1934)把5个大草 履虫置于0.5mL 0.5mL的 履虫置于0.5mL的 培养液中，每隔24 培养液中，每隔24 小时统计一次数量， 小时统计一次数量， 经过反复实验， 经过反复实验，结 果如图： 果如图：

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现实状态 三、种群增长的“S”型曲 ——现实状态 种群增长的“ 线 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长 种群经过一定时间的增长后， 曲线，称为“ 型曲线。 曲线，称为“S”型曲线。 K值：在环境条件不 受破坏的情况下， 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 A 境容纳量。 境容纳量。 种群数量达到K值后，将停止增长并在K 1、种群数量达到K值后，将停止增长并在K值左右保持 相对稳定。 相对稳定。 2

、产生原因：环境条件如空间、食物、天敌等制约。 产生原因：环境条件如空间、食物、天敌等制约。 在环境阻力的作用下，增长率递减， 值时， 3、在环境阻力的作用下，增长率递减，在“K”值时， 增长率降为0 增长率降为0。 K/2,此时瞬时增长速率最大， 4、N=K/2,此时瞬时增长速率最大，种群有最大持续 产量，种群增长量最大。 产量，种群增长量最大。

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为了保护鱼类资源不受破坏， 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? 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？ 为什么？

种群数量上升； =1种群数量稳 Nt=N0 λt 。λ>1种群数量上升； λ=1种群数量稳 种群数量下降； =0,没有繁殖， 定；0<λ<1,种群数量下降；λ=0,没有繁殖， 种群在下一代中灭亡。 种群在下一代中灭亡。

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思考

同一种群的K值是固定不变的吗？ 同一种群的K值是固定不变的吗？ 受环境的影响 怎样做才是最有效的灭鼠措施？ 怎样做才是最有效的灭鼠措施？ 从环境容纳量的角度思考， 从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有 害动物种群的环境容纳量(k值),如将食物储藏在安全 害动物种群的环境容纳量(k值 (k 断绝或减少它们的食物来源； 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； 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。 的天敌，等等。 怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ 怎样做才是保护大熊猫的根本措施？ 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境， 建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境 容纳量。 容纳量。 四、种群数量的波动和下降 大多数种群的数量总是在波动之中的， 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。 之下，还会急剧下降，甚至灭亡。

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东亚飞蝗种群数量的波动

影响种群数量变化的因素有哪些呢？ 影响种群数量变化的因素有哪些呢？ 直接因素：出生率、死亡率、迁入、 直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出 间接因素：食物、气候、传染病、 间接因素：食物、气候、传染病、天敌 重要因素： 重要因素：人类的活动

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五.研究种群数量变化有何意义？ 研究种群数量变化有何意义？ 有利于野生生物资源的合理利用及保护。 (1)有利于野生生物资源的合理利用及保护。 (2)为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、 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。 适时捕捞、采伐等提

供理论指导。 (3)通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及 通过研究种群数量变动规律， 防治提供科学依据。 防治提供科学依据。 有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。 (4)有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。

苍鹭的保护 救护被困的鲸鱼

云豹的保护

野猪的保护 全力防蝗减灾

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解疑精讲探究： 探究：培养液中酵母菌种群数量的变化 酵母菌 1、酿酒和做面包都需要用到——————。它们可以用液体 —— 培养基来培养 对酵母菌种群的计数， 2、对酵母菌种群的计数，一般采用 抽样检测 的方法————————

步骤如下： 步骤如下：

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血球计数板

每个方格网共分 九个大格， 九个大格，中央 的一大格作为计 数用， 数用，一种是计 数区分为16 16个大 数区分为16个大 方格(大方格用 方格( 三线隔开), ),而 三线隔开),而 每个大方格又分 25个小方格 个小方格； 成25个小方格； 另一种是一个计 数区分成25个大 数区分成25个大 25 方格( 方格(大方格之 血球计数板是由一块比普通载玻片厚的特制玻片制 间用双线分开), 间用双线分开), 成的。玻片中有四条下凹的槽，构成三个平台。 成的。玻片中有四条下凹的槽，构成三个平台。中间的 而每个大方格又 平台较宽，其中间又被一短横槽隔为两半， 平台较宽，其中间又被一短横槽隔为两半，每半边上面 分成16个小方格。 16个小方格 分成16个小方格。 刻有一个方格网。 刻有一个方格网。 计数室

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但是不管计数区是哪一种构造，它们都有一个共同特点， 但是不管计数区是哪一种构造，它们都有一个共同特点， 即计数区都由400个小方格组成。计数区的高度为0.1mm 400个小方格组成 0.1mm, 即计数区都由400个小方格组成。计数区的高度为0.1mm, 所以每个计数区的体积为0.1mm 所以每个计数区的体积为0.1mm3,每个小方格的体积为 1/4000mm3。 操作步骤： 操作步骤： (1)用血球计数板计数酵母菌悬液的酵母菌个数. (1)用血球计数板计数酵母菌悬液的酵母菌个数. 用血球计数板计数酵母菌悬液的酵母菌个数 (2)样品稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数 样品稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数, (2)样品稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每小 方格内含有4 个酵母细胞为宜,一般稀释10倍即可. 10倍即可 方格内含有4-5个酵母细胞为宜,一般稀释10倍即可. (3)将血球计数板用擦镜纸擦净 将血球计数板用擦镜纸擦净, (3)将血球计数板用擦镜纸擦净,在中央的计数室上加 盖专用的厚玻片. 盖专用的厚玻片. 轻轻振荡试管，使酵母菌分布均匀， (4) 轻轻振荡试管，使酵母菌分布均匀，将稀释后的 酵母

菌悬液,用吸管吸取一滴置于盖玻片的边缘, 酵母菌悬液,用吸管吸取一滴置于盖玻片的边缘,使菌 液缓缓渗入,多余的菌液用吸水纸吸取,捎待片刻, 液缓缓渗入,多余的菌液用吸水纸吸取,捎待片刻,使酵 母菌全部沉降到血球计数室内. 母菌全部沉降到血球计数室内.

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(5)计数时,如果使用16格 25格规格的计数室 格规格的计数室, (5)计数时,如果使用16格×25格规格的计数室,要按对 计数时 16 角线位,取左上,右上,左下,右下4个中格( 100个小格 个小格) 角线位,取左上,右上,左下,右下4个中格(即100个小格) 的酵母菌数.如果规格为25 25格 16格的计数板 格的计数板, 的酵母菌数.如果规格为25格×16格的计数板,除了取其 个对角方位外,还需再数中央的一个中格( 80个小方 4个对角方位外,还需再数中央的一个中格(即80个小方 格)的酵母菌数 (6)当遇到位于大格线上的酵母菌 当遇到位于大格线上的酵母菌, (6)当遇到位于大格线上的酵母菌,一般只计数大方格的 上方和右方线上的酵母细胞( 上方和右方线上的酵母细胞(或只计数下方和左方线上 的酵母细胞). 的酵母细胞). (7)对每个样品计数三次,取其平均值, (7)对每个样品计数三次,取其平均值,按下列公式计算 对每个样品计数三次 1ml菌液中所含的酵母菌个数 每1ml菌液中所含的酵母菌个数

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计算公式 (1)16格 25格的血球计数板计算公式 格的血球计数板计算公式: (1)16格×25格的血球计数板计算公式: 酵母细胞数/ml=100 /ml=100小格内酵母细胞个 酵母细胞数/ml=100小格内酵母细胞个 /100×400× /100×400×104×稀释倍数 (2)25格x16格的血球计数板计算公式 格的血球计数板计算公式: (2)25格x16格的血球计数板计算公式: 酵母细胞数/ml=80小格内酵母细胞个数 酵母细胞数/ml=80小格内酵母细胞个数 /ml=80 /80×400× /80×400×104×稀释倍数A B

显微镜计数时， 显微镜计数时，对于压在 小方格界线上的酵母菌， 小方格界线上的酵母菌，应只计 数相邻两边(AB和AD) 数相邻两边(AB和AD)及其顶 角的酵母菌。如图： 角的酵母菌。如图：

D C

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增长速率 增长曲线酵 母 菌 数 目

时 间

0

请根据平均数据，画出增长曲线， 请根据平均数据，画出增长曲线，绘出酵母菌 的增长速率的变化曲线

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反馈形成1.如果种群处在一个理想的环境中， 1.如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间 如果种群处在一个理想的环境中 的限制， 的限制，种群内个体的增长曲线是A ,用达尔文进 过度繁殖 的特征 化的观点分析， 化的观点分析，这是由于生物具有 如果将该种群置于有限的环境中， 如果将该种群置于有限的环境中，种群的数量增长曲 用达尔文进化观点分析， 线是 B ,用达

尔文进化观点分析，图中阴影部分表 示通过生存斗争被淘汰的个体数量 。 种 影响种群密度的 群 因素有 。数 A 出生率、死亡率、迁入、 出生率、死亡率、迁入、 量 迁出、性别比、 迁出、性别比、年龄组 B 气候、食物、天敌、 成、气候、食物、天敌、 人类活动等时间

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2.在一个相对封闭的小型牧场内， 2.在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵 在一个相对封闭的小型牧场内 年后发展到500只左右， 500只左右 羊，8年后发展到500只左右，这个羊群数量会 A、维持在一定水平上 B、不断下降 C、缓慢上升 D、迅速上升 3.下列因素能引起种群密度增大的有 3.下列因素能引起种群密度增大的有——————。 A、种群中幼年个体增多 B、种群性别比例改变 C、环境中温度条件适宜 D、种群中幼年个体减少 E、环境中天敌增多 F、寄生生物减少

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4.“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域， 4.“食人鱼”是一种肉食鱼，一旦进入自然生态水域， 就会造成严重的生态灾难。 就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系 统，以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点

A

B

C

D