第2節種群數量的變化我們的手上難免沾染細菌。細菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設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。1.第n代細茵數量的計算公式是什么？2.72h后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？3.在一個培養瓶中，細菌的數量會一直按照這個公式描述的趨勢增長嗎？如何驗證你的觀點？細菌繁殖產生的后代數量2.72h后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少？Nn＝1×２n＝2216Nn=1×２n1.第n代細茵數量的計算公式是什么？時間（min)20406080100120140160180分裂次數123456789數量（個）248163264128256512細菌繁殖產生的后代數量數學公式與曲線圖各有什么優缺點？第n代細菌數量的計算公式：Nn=1×２n曲線圖：直觀，但不夠精確。數學公式：精確，但不夠直觀。知識點1構建種群增長模型的方法構建種群增長模型的方法1.1數學模型概念：用來描述一個系統或它的性質的數學形式。1.2數學模型的表現形式：數學公式、曲線圖、柱形圖、餅狀圖等。1.3數學模型意義：描述、解釋和預測種群數量的變化。構建種群增長模型的方法1.4步驟：觀察研究對象，提出______。提出合理的______。問題假設細菌每20min分裂一次，怎樣計算細菌繁殖n代后的數量？在資源和生存空間沒有限制的條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響構建種群增長模型的方法根據實驗數據，用適當的______。形式對事物的_____。進行______。通過進一步____________，對模型進行___________。數學性質表達實驗或觀察檢驗或修正Nn=N0×2n。Nn代表繁殖n代后細菌數量，N0為細菌起始數量，n代表繁殖代數觀察、統計細菌數量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正總結：建立數學模型的步驟觀察分析提出問題做出假設建立數學模型檢驗修正構建種群增長模型的方法上述是對理想條件下細菌數量增長的推測。自然界中種群數量能出現類似增長嗎？資料1：1859年英國殖民者托馬斯·奧斯汀，此公在英國時就是狂熱的狩獵愛好者，于是他就委托自己的侄子從英國郵寄了一些野兔，放生了24只野兔以滿足狩獵的需求。一個世紀之后，澳大利亞野兔超過6億只。后來，黏液瘤病毒控制了野兔的種群數量。資料1：澳大利亞野兔資料2：20世紀30年代，環頸雉引入某地小島。5年間增長如圖所示。種群數量/個10001500年份5001.這兩個資料中的種群增長有什么共同點？種群數量增長迅猛，且呈無限增長趨勢。2.種群出現這種增長的原因是什么？食物充足、缺少天敵等。3.這種種群增長的趨勢能不能一直持續下去？為什么？不能，因為資源和空間有限。種群數量/個10001500年份500知識點2種群的“J”形增長時間/t種群數量（N）理想條件——食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等。2.1模型產生的原因2.2數學公式假設：種群數量每年以一定的倍數(λ)增長。種群起始數量為N0N1=N0λN2=N1λ=λ2N0N3=N2λ=λ3N0

種群的”J”形增長t年后該種群的數量該種群的起始數量每年增長倍數時間

λ=0.8λ=1.2λ=1.0λ=1.16008000 5 10 1520λ值的生物學意義圖解200400種群的“J”形增長λ＞1，種群數量增長λ=1，種群數量不變λ＜1，種群數量下降λ=當年種群數量前一年種群數量種群的“J”形增長λ=0.8λ=1.2λ=1.0λ=1.16008000 5 10 1520λ值的生物學意義圖解200400增長率增長速率含義單位時間內凈增加的個體數占原來個體數的比例單位時間內增加的個體數量計算公式增長率=（現有個體數-原有個體數）/種群原有個體數增長速率=（現有個體數-原有個體數）/增長時間舉例“一個種群有1000個個體，一年后增加到1100”，則該種群的增長速率為：“一個種群有1000個個體，一年后增加到1100”，則該種群的增長率為：×100%=10%1100-10001000=100個/年1100-10001年種群的“J”形增長2.3種群“J”形增長的其它曲線種群的“J”形增長時間種群數量種群增長速率種群增長速率時間時間時間種群數量1、條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等。2、發生時期：新物種遷入的開始階段、實驗條件下。4、特點：種群數量連續增長，增長率保持不變（入-1）。增長速率呈指數函數增長（“J”型曲線的斜率）。3、種群J型增長方式的數學模型是：Nt=N0入t如果遇到資源、空間等方面的限制，種群還會呈“J”形增長嗎？種群的“J”型增長知識點3種群的“S”形增長高斯實驗：生態學家高斯曾經做過這樣一個實驗：在0.5mL培養液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統計一次大草履蟲的數量。經過反復實驗，得出了如下圖所示的結果。從圖可以看出，大草履蟲在這個實驗環境條件下的最大種群數量是375個，這就是該實驗種群的K值。時間/d種群數量/個K=375種群的“S”形增長3.1種群的“S”形增長模型產生原因在有限的資源和空間條件下，當種群密度增大時，種內競爭不斷加劇，種群的出生率降低，死亡率升高。當死亡率和出生率相等時，種群的增長就會停止，穩定在一定水平。種群的“S”形增長種群數量K/2de時間cKOba3.2增長率與增長速率K/2t0t1t2

時間種群數量Kabcde時間0增長率t0t1t2時間0K/2K2數量增長速率fgh增長速率先增大后減小，最后為0。當種群數量為k/2時，增長速率達到最大。種群的“S”形增長增長率0t1t2max時間1.“S”型曲線與其增長速率、增長率的關系在“S”型曲線中，種群增長速率先增大后減小，增長率逐漸減小。K/2t0t1t2

時間種群數量Kabcdet0t1t2時間0K/2K2數量增長速率fgh增長率0t1t2max時間丁2.“J”型曲線與其增長速率、增長率的關系在“J”型曲線中，種群增長速率逐漸增大，增長率保持不變。時間種群數量種群增長速率種群增長速率時間時間一定的環境條件所能維持的種群最大數量稱為環境容納量，又稱K值。3.3K值K值隨環境改變而發生變化生存空間增大和資源增多，K值會增大，否則K值會減小，甚至滅絕。種群的“S”形增長種群數量時間K1K23.4K值與K/2值在實踐中的應用：①對野生生物資源和瀕危物種的保護：建立自然保護區：提高環境容納量K/2

t0t1t2

時間種群數量Kabcde②對生物資源的合理利用：漁業捕撈應在

；K/2以后捕撈后魚的種群數量維持在

。K/2③對有害生物防治：降低環境容納量；在

捕殺。K/2前種群的“S”形增長種群“J”形增長曲線表明生物種群具有過度繁殖潛能。種群“S”形增長是生物在自然界環境阻力作用下的必然結果。陰影表示環境阻力，兩條曲線數量差表示被淘汰的個體數。環境阻力減小，K值增大；環境阻力增大，K值減小。種群的“J”形和“S”形增長比較01002003004001234567時間/天種群數量環境阻力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K值：環境容納量種群的“J”形和“S”形增長比較②但對于大多數生物的種群來說，種群數量總是在波動中。處在波動狀態的種群，在特定條件下可能出現種群爆發。如蝗災、鼠災、赤潮等。

東亞飛蝗種群數量的波動①在自然界，有的種群能夠在一段時間內維持數量的相對穩定。種群數量的波動③當種群長久處于不利條件下，種群數量會出現持續性的或急劇的下降。④當一個種群數量過少，種群可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。種群數量的波動知識點6培養液中酵母菌種群數量的變化培養液中酵母菌種群數量的變化酵母菌的繁殖方式：新陳代謝類型：兼性厭氧型出芽生殖培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數？a.血細胞計數板的介紹b.計數過程中的注意事項②該實驗是否需要對照和重復實驗？③如何記錄和處理實驗結果？④據實驗結果繪制的曲線圖接近哪種增長模型，為什么？培養液中酵母菌種群數量的變化培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數？血細胞計數板培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數？大方格的長和寬各為1mm，深度為0.1mm，1mm×1mm×0.1mm，其體積為0.1mm3，即1x104mL。培養液中酵母菌種群數量的變化大方格中方格小方格①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數？16（中格）×25（小格）25（中格）×16（小格）不管計數室是哪一種構造，其每一大方格都是由16×25=25×16=400個小方格組成。培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數？16×25型：一般取四角的四個中方格（100個小方格）計數25×16型：一般計數四個角和中央的五個中方格（80個小方格）的細胞數。每個大方格含25個中方格，每個中方格有16個小方格，共400個小方格。每個大方格面積為1×1mm2，每小方格面積為1/400mm2。培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數？25×16型計數室計數每毫升培養液中微生物數量=每個中方格平均數x25x104×稀釋倍數16×25型計數室計數每毫升培養液中微生物數量=每個中方格平均數×16×104×稀釋倍數培養液中酵母菌種群數量的變化先蓋蓋玻片，再將培養液滴加于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入。多余培養液用濾紙吸去。蓋蓋玻片和滴加培養液，哪個步驟在前？①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數培養液中酵母菌種群數量的變化為什么要待酵母菌全部沉降到計數室底部再計數？吸取培養液之前為什么要將培養液搖勻？

使菌體分散開來、混和均勻，減少實驗誤差。酵母菌全部沉降到計數室底部，減少實驗誤差。①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數培養液中酵母菌種群數量的變化用無菌水稀釋至每小格細胞數目為5~10個稀釋100倍如果小方格內酵母菌過多，怎么辦？①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數計數的包括活菌和死菌。可以用亞甲基藍對菌體進行染色，被染成藍色的是死菌，沒有染色的是活菌。計數的酵母菌都是活的嗎？培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數活細胞死細胞培養液中酵母菌種群數量的變化對于壓在中方格界線上的酵母菌和酵母菌芽體，應當怎樣計數？壓線的菌體，計上不計下，計左不計右。離開母體的芽體，無論大小均算一個。如果正在出芽，芽體大小達到或超過母細胞一半時，芽體可算1個。①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數培養液中酵母菌種群數量的變化①如何利用血細胞計數板對酵母菌進行計數【算一算】若使用的血細胞計數板(規格為1mm×1mm×0.1mm)每個計數室分為25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數，發現計數室四個角及中央共5個中方格內的酵母菌總數為20個，則培養液中酵母菌的密度為_________________________________________個/mL。（20÷5)×25×10000×100＝1×108培養液中酵母菌種群數量的變化②該實驗是否需要對照和重復實驗？本實驗有前后對照，可以不單設對照組。如果擔心培養過程中有污染，則需要單設不接種酵母菌的空白對照組。本實驗需要設置重復以減少實驗誤差。如果全班同學所測量的酵母菌來自同一培養樣品，可