种群的数量变化(公开课用)

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1、种群的数量特征及其关系,种群密度,出生率 死亡率,迁入率 迁出率,年龄组成 性别比例,种群的数量变化,建构种群增长模型的方法,种群数量的变化的J型曲线和S型曲线,探究培养液中酵母菌种群数量的变化,建构种群增长模型的方法,问题探讨,在资源和空间无限多的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。中学学科网,32,16,9,8,7,6,5,4,8,3,2,4,2,1,2、用数学方程式表示：n 代后细菌的数量 N ？72小时后？,N=2n,N=2216,3、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。,1数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的 。 2建构步骤：提出问题作出合理假设

2、用 表达 。 3表达形式 (1)数学方程式：优点是 。 (2)曲线图：优点是 。,数学形式,数学形式,检验或修正,科学、准确,直观,特别提醒 : 构建数学模型需建立在统计学基础之上，必须经过大量数据统计与分析方可得出数学模型，而且对所得出的数学模型，应予以检验与修正。,一：数学模型,研究实例(见下表),种群数量的变化 J型曲线 S型曲线,实例1：澳大利亚野兔,1859年，24只野兔，近100年后，6亿多只,无天敌，食物充足，生活空间广阔,实例2：引入美国一个岛屿的环颈雉,一种群增长的“J”型曲线,若1，种群密度增大，为增长型种群；若1，种群密度减小，为衰退型种群；若1，数量不变，为稳定型种群。

3、,1、前提条件(判断依据)：,理想条件下；实验室条件下；食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足；外来物种入侵早期阶段；无环境阻力状况。,2、公式（数学模型构建）：,Nt N0 . t,【巩固1】 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(m个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，T h后，该种群的个体种数是 ( )。 Am2T Bm220 C2 Dm23T 答案 D,3、模型构建（曲线图）：,解读： a.横坐标：时间，纵坐标：种群数量； b.前提条件：环境资源无限(理想条件)； c.特点：无K值 d.影响因素：N0(即起始数

4、量)，值。,4、增长速率：,-单位时间内种群增长的数量,J型曲线的增长率= （N0.t+1 - N0.t）/ N0.t =-1,5、增长率：,=(第二年数量-第一年数量)/第一年数量,=(第二年数量-第一年数量)/时间,例 生态学家高斯的实验,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,大草履虫种群的增长曲线,P67,二种群增长的“S”型曲线,1、前提条件(判断依据)：,资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，导致出生率下降，死亡率上升，最终达到平衡。,2、公式（曲线模型构建）：,解读： a.横坐标：时间，纵坐标：个体数； b.前提条件：环境资源有

5、限； c.特点：有最大值K值，K/2时斜率最大，增长速率最大。,3、增长速率：,-单位时间内种群数量增长的数量=(第二年数量-第一年数量)/时间,4、增长率：,=(第二年数量-第一年数量)/第一年数量,解读： a.横坐标：时间，纵坐标：种群增长速率 b.特点：先增大后减小，最后变为0,(即 K值时)，t1对应K/2值，t2对, 应K值。, 增长率是指种群中增加的个体数占原来个体数的比例，通常以百分比表示，即： 种群增长率(本次总数上次总数)/上次总数。如某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，那么该种群在当年的增长率为(ba)/a。, 增长速率是指某一段时间内增加的个体数与时间的比值。在坐标

6、图上可用某时间内对应曲线的斜率表示，斜率大则增长速率快，即： 增长速率(本次总数上次总数)/时间。同样某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，其种群增长速率为(ba)/年。,5. K值与K/2在实践中的应用,最大捕捞量最大日捕获量：,6.K值变动的示意图,同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。 环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善，K值会上升。,1、阴影部分代表“环境阻力”。 2、若用达尔文进化观点解释：J型曲线代表 “过度繁殖”；阴影部分代表“在生存

7、斗争中被淘汰的个体数量”。 3、不能把S型曲线的起始部分认为是J型曲线。,7、种群增长的两种曲线比较,曲线,比较,“J”型曲线,“S”型曲线,坐标曲线,增长率,增长速率,“J ”型曲线,“S”型曲线,必记内容： 1、J型增长前提条件：食物空间充裕、气候适宜、无敌害。 2、S型增长前提条件：资源空间有限，种内斗争加剧、天敌数量增多。使出生率降低，死亡率升高。 3、种群数量波动和下降的原因：影响因素很多如：气候、食物、天敌、传染病等。 4、环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。 5、建立数学模型的步骤：观察研究对象提出合理假设用数学公式对事物性质进行

8、表达检验和修正,例题如图是某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图，图中曲线的标号与下列各点对应正确的一项是 ( ),种群数量最大的点 种群增长速率最大的点 该种群迁入后环境阻力明显增大是从哪一点开始 既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受破坏，捕获后种群数量应该在图中的哪一点,C,水葫芦刚进入我国时，其 增长符合哪条曲线_, 用达尔文进化理论解释，这是 由于生物具有_特性。 如用达尔文进化理论分析 图中的阴影部分表示_。 如果曲线表现微生物发酵过程，则种内斗争最为剧烈的 是 段 (4)人们海洋捕捞作业，既要获得最大的捕捞量，又使鱼类资源不受破坏，应使鱼类数量保持在 点上， （

9、5）防治蝗灾应将害虫数量尽量控制在 段,例题：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中去先后回答下列问题：,a,在生存斗争过程中淘汰的个体,过度繁殖,a,b,个体数,时间,A B C D E,CD,B,AB,1关于种群增长曲线的叙述，正确的是( ) A呈现“J”型曲线的种群中无种群密度的改变 B“S”型曲线的增长率最终变为0时，种群达到其环境容纳量 C如果种群数量的年增长率为0，则种群中无繁殖现象 D种群增长曲线同数学方程式一样，能精确反映种群数量的变 化趋势,分析右图曲线,下列选项错误的是 进行海洋渔业捕捞的最佳时期是时期 影响段种群数量下降的主要因素是天敌、生活空间和资源等

10、该种群数量在D点达到值 该曲线包括了细菌生长曲线中 的调整期、对数期和稳定期,时间,种群增长速率,0,8.右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是 A.在K/2时控制有害动物最有效 B.图示规律可作为控制人口增长的依据 C.该图可用于实践中估算种群最大净补冲量 D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量,1、10山东高考,2、一个动物种群，从其侵入新栖息地，经过种群增长到建立种群后，一般有几种情况，如下图中的A、B、C所示，说明各曲线的意义。 A： ； B： ； C： 。,在激烈的生存斗争中不能适应新的栖息地的环境条件，最后在新栖息地中消失,说明能够很好的适应新栖息地，

11、在新栖息地生存下来并稳定发展；,能在新栖息地生存下来；但种群数量波动较大，表明生存斗争比较激烈还没有完全适应新的栖息地；,3、下图为农业生态系统内进行农药防治（喷施DDT）和生物防治害虫过程中，害虫种群密度消长示意图，请据图回答：,(1) 点开始是生物防治。,E,(2) 图中最需要防治的时间点是 。,A、D、E,1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、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。 2实验流程,探究培养液中酵母菌数量的动态变化规律,血球计数板计数法 注意事项：

12、摇匀取样，适当稀释，适用于需借助显微镜计数的微生物。 计数方法：血球计数板有两种方格网，对于1625的方格网而言，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于2516的方格网而言，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。如图所示。,计算方法：大方格长度为1 mm，高度为0.1 mm (即规格为1 mm1 mm0.1 mm)，则每个大方格的体积为0.1 mm3(104mL)，故1 mL培养液中细胞个数(中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数)400104稀释倍数。,实验表格,本探究实验应注意如下内容： (1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数

13、上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。 (2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。 (3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 (4)溶液要进行定量稀释。 (5)计算1 mL菌液的数量时必须搞清如下等量关系： 1 mL1 cm31 000 mm3,时间,种群密度,调整期,对数期,稳定期,衰退期,适应环境,迅速增长！可用此期的酵母菌做菌种。因为性状稳定，遗传物质不变化,食物有限，生存空间有限。种内斗争加剧。,代谢产物增多，生存环境恶化。,培养液中酵母菌数量的动态变化,【例1】(2009江苏卷，19)某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量

14、的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是( ),A. 4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长 B4个试管内的种群同时达到K值 C试管内种群的K值与试管不同 D试管内的种群数量先于试管开始下降,例2将10 mL酵母菌液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表所示：,(1)表中样品的取样先后次序为：_。 (2)对酵母菌而言，10 mL该培养液的环境负荷量为_个。,2、4、1、3,1.21107,(3)若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个/mm3，产生这一结果的原因是_ _。 (4)如果把酵母菌种群数量变化用曲线描述下来，应是图中_。,(5)根据达尔文学说，酵母菌数量不能无限增长的原因是 _。,培养液中的营养物质不断被消耗，部分酵母菌因营养缺乏而死亡并解体,A,空间和营养有限，数量过多，导致种内斗争激烈,