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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节种群数量的变化,第二节种群数量的变化,第,2,节 种群数量的变化,一、建造种群增长模型的方法,二、种群增长的“,J”,型曲线,三、种群增长的“,S”,型曲线,四、种群数量的波动和下降,第2节 种群数量的变化一、建造种群增长模型的方法,1,、用来描述一个系统或它的性质的数学形式,-,数学模型,物理模型,数学模型,概念模型,2,、数学模型的表现形式,（,1,）数学方程式,（,2,）曲线图,精确,更直观,一、建构种群增长模型的方法,-,数学模型,模型,DNA,双螺旋结构模型 真核生物三维结构模型等,孟德尔遗传定律 种群增长模型等,人体细胞与外界环境的物质交换模型,血糖调节的模型等,1、用来描述一个系统或它的性质的数学形式-数学模型物理模,数学模型的建构步骤：,研究实例,研究方法,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,N,n,=2,n,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,提出,合理的,假设,观察研究对象，,提出问题,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,数学模型的建构步骤：研究实例 研究方法 细菌每20min分,增长速度,v,(,个,/20min),2,4,8,16,32,64,128,256,512,4-2=2,4,8,16,32,64,128,256,增长率,r,(,个,/20min,个,),(4-2)/2=1,1,1,1,1,1,1,1,N,t,=N,0,t,100,200,300,400,500,600,20,40,60,80,100,180,时间,0,增长速度v248163264128256512 4-2=24,1859,年，,24,只,野兔,6,亿只以上,的野兔,近,100,年后,实例,1,：,澳大利亚野兔,二、,种群增长的“,J”,型曲线,:,1859年，24只野兔,澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢？,。,没有天敌。,充足的食物。,广阔的生活空间,思考,1,：,澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢？。没有天敌。,20,世纪,30,年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。,19371942,年间数量增长：,实例,2,：,20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国,“J”,型增长的数学模型,1,、模型假设：,理想状态,在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害,等条件；,（,N,0,为起始数量，,t,为时间，,N,t,表示,t,年后,该种群的数量，,为年均增长率）,2,、种群,“,J,”,型增长的数学模型公式：,N,t,=N,0,t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍。,“J”型增长的数学模型 1、模型假设：理想状态在食物和,例如某种动物种群的起始数量为,N0,，每年的增长率保持不变，第二 年的种群数量是第一年的,倍，则一年后该种群的数量应为：,N1=N0,，,二年后该种群的数量为：,N2=N1 =N0 2,，,t,年后则为：,Nt=N0 t,例如某种动物种群的起始数量为N0，每年的增长率保持不变，,种群的个体数量,时间,指数增长,种群增长的“,J”,型曲线,根据入值判断种种群动态,入,入,入,入,1,1,0,1,0,呈,J,型增长曲线,稳定状态,种群下降,无繁殖现象,下一代灭亡,种群的个体数量时间指数增长种群增长的“J”型曲线根据入值判断,种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“,J”,型曲线。,J,型曲线产生的原因：,理想条件下：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈,J,型曲线增长。,J,型曲线的特点：,增长率不变，无限增殖。,种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J,“,J”,型增长能一直持续下去吗？,达尔文,估计，一对象，如果保证食物和其他条件，在没有其他生物或天敌危害的情况下，,740,750,年后就可以繁殖成具有,19000000,个个体的巨大种群，但是这一现象并没有在自然界中发生,存在环境阻力,“J”型增长能一直持续下去吗？达尔文估计，一对象，如果保证食,高斯实验：,生态学家曾经做过这样一个实验：在,0.5 mL,培养液中放入,5,个大草履虫，然后每隔,24 h,统计一次大草履虫的数量。经过反复实验，得出了如上图所示的结果。从上图可以看出，大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是,375,个，这就是该实验种群的,K,值。,高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5 mL培养液,三、种群增长的“,S”,型曲线,产生条件：,自然条件,(,现实状态,),食物等资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，,种内斗争,不断加剧，天敌数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。,增长特点：,种群数量达到环境所允许的最大值（,K,值,），将停止增长并在,K,值左右保持相对稳定。,存在环境阻力,种群密度越大 环境阻力越大,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。,三、种群增长的“S”型曲线产生条件：自然条件(现实,种群增长速率不断低,种群数量,K/2 K,值时，,3.对种群增长的“S”型曲线的分析,种群数量达到,K,值时，,种群增长速率为零,但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。,种群数量在,K/2,值时，,种群增长速率最大,种群数量由,0K/2,值时，,种群增长速率增大,K/2,转折期，增长速率最快,K,值：,环境容纳量,加速期，个体数量增加，增长加速,潜伏期，个体数量较少增长缓慢,减速期，增长缓慢,饱和期，增长速率为零,种群增长速率不断低种群数量K/2 K值时，3.对种群增长的,S,型曲线产生原因：,环境条件如空间、食物、天敌等制约。,S,型曲线特点：,随种群密度上升，增长率下降，有最大值,即,S,型曲线上有一个渐近线,(K,值）。,曲线变化是逐渐的,平滑的,而不是骤然的。,“,S”,型曲线中有两个关键点（,K,、,K/2,）。,k/2,值的,种群的增长速率最快。,“,S”,型曲线制约因素：,资源和空间条件有限；,种群密度增大，种内竞争加剧；,以该种群为食的动物的数量也会增加。,S型曲线产生原因：环境条件如空间、食物、天敌等制约。S型曲线,种群数量,0,时间,1.“J”,形曲线,种群数量,0,时间,2.“S”,形曲线,种群增长的“,J”,型曲线,（在,理想状态下,的种群增长）,种群增长的“,S”,型曲线,（在,有限环境下,的种群增长）,两种曲线的区别与联系,种群数量0时间1.“J”形曲线种群数量0时间2.“S”形,“J”,型,曲,线,“S”,型,曲,线,个体数量,时间,环境阻力,K,（,环境允许最大值,）,两种,曲线,的区别与联系,“J”“S”个体数量时间环境阻力K（环境允许最大值）两种曲线,种群增长的“,J”,型曲线和“,S”,型曲线比较,环境资源无限,环境资源有限,保持不变,随种群密度的增大,先上升后下降,以至为零,无,有,两种曲线的区别与联系,环境资源无限环境资源有限保持不变随种群密度的增大先上升后下降,增长率,=,增长量,上一年种群数量,=,N,t,-N,t-1,N,t-1,增长速率,:,种群数量在单位时间内的增加量,公式：,V=(N,t,-N,t-1,)/t,=,出生率,-,死亡率,增长率和增长速率区别,曲线斜率,增长率=增长量上一年种群数量=Nt-Nt-1Nt-1增长速率,增长率：增长率是指单位时间内种群数量变化率，即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。,增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数出生率,死亡率（出生数死亡数）,/,（单位时间,单位数量）。在“,J”,型曲线增长的种群中，增长率保持不变；而在“,S”,型增长曲线中增长率越来越小。,增长率：增长率是指单位时间内种群数量变化率，即种群在单位时间,增长速率：增长速率是指单位时间种群增长数量。,增长速率（现有个体数原有个体数）增长时间=（出生数死亡数）/单位时间。种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率，不论是“J”型曲线还是“S”型曲线上的斜率总是变化着的。在“J”型曲线增长的种群中，增长速率是逐渐增大。在“S”型曲线增长的种群中，“增长速率”是该曲线上“某点”的切线的斜率，斜率越大，增长速率就越大，且斜率最大时在“1/2K”，之后增长变慢，增长速率是逐渐减小。在“S”曲线到达K值时，增长速率就为0.,增长速率：增长速率是指单位时间种群增长数量。,种群增长的“,J”,型曲线,种群增长的“,S”,型曲线,种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,提高,环境容纳量,K,值,：,建立自然保护区，,改善其栖息环境,提示：,同一种群的,K,值会受到环境的影响,K,值应用,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？提高环境容纳量K值：提示：,首先，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处，清除生活垃圾，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；,另外：器械捕杀、药物捕杀等,怎样做才是最有效的灭鼠措施？,提示：考虑,K,值,K,值应用,首先，降低有害动物种群的环境容纳量K值：如将食物储藏在,1.,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？,既可获得较大捕捞量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。,大于,K/2,时捕捞，捕捞后保持在,K,2,水平。,K/2,值应用,1.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,采用投药灭鼠的方法，若毒杀约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正相当于其种群指数生长期（,K/2,）的数量，老鼠数量将迅速增长，很快就恢复到原来的水平。,2.,灭鼠问题,器械捕杀、药物捕杀缺点,K/2,值应用,采用投药灭鼠的方法，若毒杀约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正,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，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,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,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、空间、传染病、天敌等,重要因素：人类的活动,人为控制（家禽，畜牧）,捕杀野生动物,滥砍乱阀,环境破坏影响生物生存,影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：食物、气候、空,完成实验,提出问题,作出假设,设计实验,分析结果，得出结论,探究培养液中酵母菌种群数量,的动态变化,该探究活动中涉及,4,个科学方法：,（,1,）数学模型法；,（,2,）抽样检测法；,（,3,）显微观察法；,（,4,）微生物培养法。,完成实验提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论该探究活动,探究培养液中酵母菌种群数量,的动态变化,关注本实验中的几个关键点：,酵母菌的计数,利用血球计数板在显微镜下直接计数，是一种常用的微生物计数法，也叫做显微镜直接计数法。,优点：直观、快速。,适用于稀释的菌悬液（或孢子悬液），即液体培养基中菌体的计数。,此法计得的是活菌体和死菌体的总和，又称为,总菌计数法,。,探究培养液中酵母菌种群数量,实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化,1,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,流程。,(1),将,10 mL,无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。,(
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