關于種群數量的變化PPT4.2種群數量的變化怎樣建構種群數量增長的模型？種群的數量是怎樣變化的？什么是環境容納量？影響種群數量變化的因素有哪些？第2頁,共61頁，2024年2月25日，星期天在食物(養料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數量變化是怎樣的呢？思考第3頁,共61頁，2024年2月25日，星期天問題探討在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代第4頁,共61頁，2024年2月25日，星期天在營養和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：1、72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？2、n代細菌數量的計算公式？Nn＝1×２n解：n＝60minx72h／20min＝216Nn＝2216一、建構種群增長模型第5頁,共61頁，2024年2月25日，星期天觀察研究對象，提出問題提出合理的假設通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達細胞每20min分裂一次資源空間無限多，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響Nn＝２n觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正數學模型用來描述一個系統或它的性質的數學形式．建立數學模型一般包括以下步驟：第6頁,共61頁，2024年2月25日，星期天一、建構種群增長模型的方法248163264128256512123456789

3、填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產生后代的數量第7頁,共61頁，2024年2月25日，星期天4.以時間為橫坐標，細菌數量為縱坐標，畫出細菌的數量增長曲線。20406080100120140160時間/分鐘細菌數量/個曲線圖：直觀，但不夠精確數學公式：精確，但不夠直觀曲線圖與數學方程式比較，有哪些優缺點？第8頁,共61頁，2024年2月25日，星期天自然界的確有類似細菌在理想狀態下種群數量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“J”型。第9頁,共61頁，2024年2月25日，星期天實例一理想條件下的種群增長模型1859年，一位英國人來到澳大利亞定居，他帶來了24只野兔。讓他沒有想到的是，一個世紀之后，這24只野兔的后代竟達到6億只以上。漫山遍野的野兔與牛羊爭食牧草，啃嚙樹皮，造成植被破壞，導致水土流失。后來，人們引入了黏液瘤病毒才使野兔的數量得到控制。第10頁,共61頁，2024年2月25日，星期天種群遷入一個新環境后，常常在一定時期內出現“J”型增長。例如，在20世紀30年代時，人們將環頸雉引入到美國的一個島嶼，在1937～1942年期間，這個環頸雉種群的增長大致符合“J”型曲線（右圖）。

實例二理想條件下的種群增長模型第11頁,共61頁，2024年2月25日，星期天二．種群增長的“Ｊ”型曲線如圖中J型曲線增長。其理想條件是什么？氣候適宜食物充足空間充裕沒有天敵人口增長也會如此嗎？第12頁,共61頁，2024年2月25日，星期天世界人口的指數增長曲線實例三理想條件下的種群增長模型第13頁,共61頁，2024年2月25日，星期天實例四理想條件下的種群增長模型第14頁,共61頁，2024年2月25日，星期天二、種群增長的“J”型曲線①產生條件：

理想狀態——食物充足，空間不限，環境適宜，沒有天敵等；②增長特點：

種群數量每年以一定的倍數增長，第二年是第一年的λ倍。③量的計算：t年后種群的數量為Nt=N0λt

（N0為起始數量，t為時間，Nt表示t年后該種群的數量，λ-1為年均增長率）

④適用情形：

實驗室條件下、當一個種群剛遷入到一個新的適宜環境時的最初一段時間第15頁,共61頁，2024年2月25日，星期天計算：某一地區2001年人口普查時有10萬人，2002年比2001年增長1％。請預測，按照此生長速度，2006年該地區的人口將有多少？Nt＝10×（1+1％）2006-2001第16頁,共61頁，2024年2月25日，星期天在大自然中食物有限空間有限種內斗爭種間競爭天敵捕食環境阻力種群密度越大，環境阻力越大、“J”型增長能一直持續下去嗎？第17頁,共61頁，2024年2月25日，星期天大草履蟲數量增長過程如何？高斯（Gause，1934）把5個大草履蟲置于0.5mL的培養液中，每隔24小時統計一次數據，經過反復實驗，結果如下：高斯對大草履蟲種群研究的實驗第18頁,共61頁，2024年2月25日，星期天種群增長的“S”型曲線A種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩定的增長曲線，稱為“S”型曲線．第19頁,共61頁，2024年2月25日，星期天①產生條件：存在環境阻力：

自然條件（現實狀態）——食物等資源和空間總是有限的，種內競爭不斷加劇，捕食者數量不斷增加。導致該種群的出生率降低，死亡率增高．當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩定在一定的水平．種群增長的“Ｓ”型曲線②增長特點：

種群數量達到環境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩定。第20頁,共61頁，2024年2月25日，星期天環境容納量:在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。

同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境的影響。

N≈K／2，此時種群增長速度最快，可提供的資源數量也最多，而又不影響資源的再生。資源有限條件下的種群增長第21頁,共61頁，2024年2月25日，星期天種群數量“S”型增長曲線（種群數量）K/2K種群數量增長速率時間D:出生率＝死亡率，即種群數量處于K值。B:出生率與死亡率之差最大，即種群數量處于K/2值。第22頁,共61頁，2024年2月25日，星期天種群增長的“Ｓ”型曲線④在生產中的應用K/2種群增長曲線的生產生活中的應用：①有害動物的防治，應通過降低其環境容納量②受保護動物的拯救和恢復，應通過改善其棲息環境，提高K值。③生產上的捕獲期應確定在種群數量略比K/2多時最好；而殺蟲效果最好的時期在潛伏期（

K/2以下）。第23頁,共61頁，2024年2月25日，星期天K/2的應用①資源開發與利用：種群數量達環境容納量的一半時種群增長速率最大，再生能力最強——把握K/2值處黃金開發點，維持被開發資源的種群數量在K/2值處，可實現“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”，從而不影響種群再生，符合可持續發展的原則。K/2第24頁,共61頁，2024年2月25日，星期天②有害生物防治：務必及時控制種群數量，嚴防達K/2值處(若達K/2值處，可導致該有害生物成災，如蝗蟲的防控)K/2的應用K/2第25頁,共61頁，2024年2月25日，星期天提示：從環境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養殖或釋放它們的天敵等同一種群的K值不是固定不變的，會受到環境的影響思考怎樣做才是最有效的滅鼠措施？第26頁,共61頁，2024年2月25日，星期天為了保護魚類資源不受破壞，并能持續地獲得最大捕魚量，應使被捕魚群的種群數量保持在什么水平?為什么？為了保護魚類資源不受破壞，并能持續地獲得最大捕魚量，根據種群增長的S型曲線，應使被捕魚群的種群數量保持在K／2水平。這是因為在這個水平上種群增長速率最大。第27頁,共61頁，2024年2月25日，星期天思考怎樣做才是保護大熊貓的根本措施？建立自然保護區，改善大熊貓的棲息環境，提高環境容納量。第28頁,共61頁，2024年2月25日，星期天K值是環境最大容納量。環境阻力代表自然選擇的作用，即在生存斗爭中被淘汰的個體數。農、林、牧業生產就是在這個范圍內謀求產量的提高,其潛力有一定限制。總結第29頁,共61頁，2024年2月25日，星期天比較種群增長兩種曲線的聯系與區別環境資源無限環境資源有限保持穩定隨種群密度上升而下降無，持續保持增長有K值環境阻力K值：環境容納量食物不足空間有限種內斗爭天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等第30頁,共61頁，2024年2月25日，星期天種群在沒有環境阻力的條件下呈現“J”型增長，實際上是“S”型增長的最初階段，“J”型增長是一定時間內的增長方式，最終是以”S”型增長結束，這是生態因素和物種本身相互影響的結果時間種群數量J型曲線S型曲線K值比較種群增長兩種曲線的聯系與區別第31頁,共61頁，2024年2月25日，星期天32用達爾文的觀點分析“J”、“S”曲線時間種群數量J型曲線S型曲線K值1、“J”型曲線用達爾文的觀點分析表明生物具有過度繁殖的特性。2、圖中陰影部分表示：環境阻力，種群密度越大環境阻力越大3、用達爾文的觀點分析指：通過生存斗爭被淘汰的個體數量，也即代表自然選擇的作用。“J”型曲線表明生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？第32頁,共61頁，2024年2月25日，星期天大多數種群的數量總是在波動之中的，

東亞飛蝗種群數量的波動四、種群數量的波動和下降（1）影響種群數量變化的因素：A.內部/直接因素：出生（死亡）率、遷入（出）率、年齡組成、性別比例。B.自然/間接因素：空間、氣候、食物、天敵、傳染病、自然災害等。C.人為/重要因素：對野生生物的亂捕濫獵、對種群數量的人工控制等。（2）種群數量變化的類型：增長，穩定，波動、下降等。（3）影響結果：大多數種群的數量總是在波動之中，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。第33頁,共61頁，2024年2月25日，星期天五、研究種群數量變化的意義1．合理利用和保護野生生物資源2．為防治有害生物提供科學依據魚類的捕撈蝗蟲的防治第34頁,共61頁，2024年2月25日，星期天蒼鷺的保護野豬的保護救護被困的鯨魚全力防蝗減災第35頁,共61頁，2024年2月25日，星期天C第36頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2．下圖表示接種到一定容積培養液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內斗爭增加（）

A．CD段（增長速度慢）

B．DE段（速度加快）

C．EF段（變化速率加快）

D．FG段（速度逐漸變慢）D第37頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3.（廣東廣西河南2002）在一個玻璃容器內，裝入一定量的符合小球藻生活的管養液，接種少量的小球藻，每隔一段時間測定小球藻的個體數量，繪制成曲線，如右圖所示。下列四圖中能正確表示小球藻種群數量增長率隨時間變化趨勢的曲線是（）c第38頁,共61頁，2024年2月25日，星期天4.池塘養魚時，為保護池塘生態系統和長期保持較高的產魚量，應采取的最佳方案是（）

A．大量增加餌料的投入量B．大量增加魚苗的投入量

C．及時、適量的捕撈成魚D．限制捕魚C5、種群的指數增長（J型）是有條件的，條件之一是（）A．在該環境中只有一個種群B．該種群對環境的適應比其他種群優越得多C．環境資源是無限的D．環境資源是有限的C第39頁,共61頁，2024年2月25日，星期天1.用牛奶瓶培養黑腹果蠅，觀察成蟲數量的變化，結果如下表：根據表中數據分析，下列結論正確的是(

)A．第13～25天，成蟲數量增長快的主要原因是個體生長加快B．第17～29天，成蟲增長率上升、死亡率下降C．第21～37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關D．第1～37天，成蟲數量呈“J”型增長C第40頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2.下圖表示出生率、死亡率和種群密度的關系，據此分析得出的正確表述是()A．在K/2時控制有害動物最有效B．圖示規律可作為控制人口增長的依據C．該圖可用于實踐中估算種群最大凈補充量D．在K/2時捕撈魚類最易得到最大日捕獲量C第41頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3.某研究所對一條河流生態系統進行了幾年的跟蹤調查，發現某種魚進入此生態系統后的種群數量增長率隨時間的變化呈現如下圖所示曲線。則在t1時該種群的年齡組成類型、能反映該種群數量變化的曲線分別是()A．衰退型和①B．增長型和②C．衰退型和③D．增長型和④B第42頁,共61頁，2024年2月25日，星期天

⑴如果種群處在一個理想的環境中，沒有自然和空間的限制，種群內個體數量的增長曲線是____。⑵如果將該種群置入有限制的自然環境中，種群內個體數量的增長曲線是_____，用達爾文進化理論分析圖中的陰影部分表示_________________________________。⑶影響種群密度的主要因素是種群的_______、_______、___________和_____________。4、下圖為某種群在不同生態環境中的增長曲線，請仔細分析圖中去先后回答下列問題：ab個體數時間ab在生存斗爭過程中淘汰的個體數死亡率出生率性別比例年齡組成第43頁,共61頁，2024年2月25日，星期天培養液中酵母菌種群數量的變化探究：第44頁,共61頁，2024年2月25日，星期天基礎回扣1、酵母菌酵母菌是單細胞真核生物。生長周期短，增殖速度快，還可以用酵母菌作為實驗材料研究（探究酵母菌的呼吸方式，判斷細胞的死活探究膜的透性）第45頁,共61頁，2024年2月25日，星期天2、種群數量的變化

種群數量的變化包括增長、波動、穩定、下降等“S”型曲線有一個K值，即環境容納量。

種群數量的增長也受到許多環境因素（如溫度、培養液的pH、培養液的養分種類和濃度、代謝產物等）的影響。第46頁,共61頁，2024年2月25日，星期天探究過程1．提出問題：2．作出假設：3．設計實驗：4．進行實驗：5．分析結果和表達交流：6．得出結論：培養液中酵母菌種群的數量是怎樣隨時間變化的？酵母菌在開始一段時間呈“J”型增長，隨著時間的推移，由于資源和空間有限，呈“S”型增長。連續培養5天，每天用顯微鏡和血球計數板計數出酵母菌種群密度各小組匯報實驗結果，結合前4天的結果，畫出酵母種群增長的曲線圖并進行分析。酵母菌在開始一段時間呈“J”型增長，但隨著時間的推移，由于資源和空間有限，將呈“S”型增長，并最終將全部死亡。第47頁,共61頁，2024年2月25日，星期天3．設計實驗：①將10mL無菌馬鈴薯培養液或肉湯培養液加入試管中；②將酵母菌接種入試管中的培養液中混合均勻；③將試管在28℃條件下連續培養5d；④每天取樣計數酵母菌數量；⑤分析結果，得出結論。第48頁,共61頁，2024年2月25日，星期天計數室計數室（中間大方格）的長和寬各為1mm，深度為0.1mm，其體積為______mm3，合_________mL。1mm0.11×10-4血球計數板:一種專門計數較大單細胞微生物的儀器第49頁,共61頁，2024年2月25日，星期天計數室計數室分為25中格（雙線邊）每一中格又分為16小格第50頁,共61頁，2024年2月25日，星期天如何計數？五點取樣法樣方法每mL培養液中酵母菌數量==A(平均每個中格酵母細胞數)×25×104×稀釋倍數A1A2A5A3A4第51頁,共61頁，2024年2月25日，星期天第1天第52頁,共61頁，2024年2月25日，星期天第4

天第6天第53頁,共61頁，2024年2月25日，星期天第7

天死亡第54頁,共61頁，2024年2月25日，星期天計數時有哪些注意事項？①從試管中吸出培養液進行計數之前，要將試管輕輕震蕩幾次；如果酵母菌濃度過大，應先稀釋。②對于壓在中格界線上的酵母菌，一般只取相鄰兩邊及夾角計數；③對于已經出芽的酵母菌，芽體達到母細胞大小一半時，即可作為兩個菌體計算；已死亡的酵母菌不計數※。④每個樣品一般計數三次，取其平均值。第55頁,共61頁，2024年2月25日，星期天在計數前，還應有哪些步驟？需注意些什么？培養液配制滅菌接種培養無菌操作培養條件第56頁,共61頁，2024年2月25日，星期天怎樣進行酵母菌的計數？

對一支試管中的培