種群數(shù)量的變化

1.種群最基本的數(shù)量特征是什么？

2.能夠直接決定種群大小變化的特征是什么？

3.能夠預(yù)測(cè)種群變化方向的特征是什么？

4.能夠間接影響種群個(gè)體數(shù)量變動(dòng)的特征是什么？

種群密度出生率和死亡率、遷入率和遷出率年齡組成性別比例復(fù)習(xí)回顧決定種群的大小和密度種群密度種群數(shù)量出生率和死亡率性別比例年齡組成預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)直接影響遷入率和遷出率影響數(shù)量變動(dòng)影響影響種群的各種特征之間有什么關(guān)系？請(qǐng)用相應(yīng)的文字和箭頭來說明。第二節(jié)種群數(shù)量的變化時(shí)間／min020406080細(xì)菌數(shù)量12481620212223241003225N代2Ｎ代數(shù)親本1代2代3代4代5代一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法

在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論：①n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？②72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？③在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？Nn＝２n解：n＝60minx72h／20min＝216

Nn＝２n＝2216③細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長(zhǎng)?？梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。將數(shù)學(xué)公式（Nn＝2n）變?yōu)榍€圖時(shí)間分鐘20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量

248163264128256512曲線圖：直觀，但不夠精確數(shù)學(xué)公式：精確，但不夠直觀曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？在描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化時(shí)，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。觀察研究對(duì)象，提出問題提出合理的假設(shè)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)細(xì)胞每20min分裂一次資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響Nn＝２n觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正數(shù)學(xué)模型用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式．建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：思考：以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何？實(shí)例一：澳大利亞的野兔1859年，24只野兔近100年后6億只以上的野兔

在20世紀(jì)30年代時(shí)，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個(gè)島嶼，在1937～1942年期間，這個(gè)環(huán)頸雉種群的增長(zhǎng)大致符合“J”型曲線（右圖）。

實(shí)例二二．種群增長(zhǎng)的“Ｊ”型曲線自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量的增長(zhǎng)，會(huì)如圖中J型曲線增長(zhǎng)。其理想條件是什么？氣候適宜食物充足空間充裕外無天敵人口增長(zhǎng)也會(huì)如此嗎？實(shí)例三理想條件下的種群增長(zhǎng)模型二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線起始數(shù)量為No，每年的增長(zhǎng)率都保持不變，第二年的種群數(shù)量是第一年的λ倍，那么，一年后該種群的數(shù)量應(yīng)為：N1=N0λN2=N1λ

=N0λ2二年后該種群的數(shù)量應(yīng)為：t年后該種群的數(shù)量應(yīng)為建立數(shù)學(xué)方程式模型Nt=N0λt根據(jù)Nt=N0λt畫出坐標(biāo)曲線：“J”型曲線適用范圍：1、實(shí)驗(yàn)室條件2、當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境時(shí)存在環(huán)境阻力———

自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高．當(dāng)出生率與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平．“J”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？有實(shí)例證明嗎？三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線高斯實(shí)驗(yàn)：在0．5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)．得出了如圖所示的結(jié)果。K/2·轉(zhuǎn)折期，增長(zhǎng)速率最快K值：環(huán)境容納量加速期，個(gè)體數(shù)量增加，增長(zhǎng)加速調(diào)整期，個(gè)體數(shù)量較少增長(zhǎng)緩慢減速期，增長(zhǎng)緩慢穩(wěn)定期，增長(zhǎng)速率為零環(huán)境容納量:在環(huán)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(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。同一種群的K值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境的影響。種群的增長(zhǎng)率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比例。是個(gè)百分比，無單位種群的增長(zhǎng)速率：在單位時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量的改變數(shù)值。有單位，如個(gè)/年等例如：某一種群的數(shù)量在一年內(nèi)，由初始數(shù)量a個(gè)增加到b個(gè)。則這一年內(nèi)種群的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率分別是：增長(zhǎng)率：(b-a)個(gè)/a個(gè)×100%（無單位）增長(zhǎng)速率：(b-a)個(gè)/1年（單位：個(gè)/年）第1小時(shí)的增長(zhǎng)率：（8-1）/1×100%=700%第2小時(shí)的增長(zhǎng)率：（64-8）/8×100%=700%第3小時(shí)的增長(zhǎng)率：（512-64）/64×100%=700%第1小時(shí)的增長(zhǎng)速率：（8-1）=7/小時(shí)第2小時(shí)的增長(zhǎng)速率：（64-8）=56/小時(shí)第3小時(shí)的增長(zhǎng)速率：（512-64）=448/小時(shí)第1天的增長(zhǎng)率：（30-5）/5×100%=500%第2天的增長(zhǎng)率：（130-30）/30×100%=333%第3天的增長(zhǎng)率：（340-130）/130×100%=161%第4天的增長(zhǎng)率：（375-340）/340×100%=4.44%第1天的增長(zhǎng)速率：（30-5）=25/天第2天的增長(zhǎng)速率：（130-30）=100/天第3天的增長(zhǎng)速率：（340-130）=210/天第4天的增長(zhǎng)速率：（375-340）=35/天20③種群數(shù)量變化曲線與種群增長(zhǎng)速率曲線的關(guān)系⑴圖乙的fg段相當(dāng)于圖甲的ac段⑵圖乙的g點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的c點(diǎn)⑶圖乙的gh段相當(dāng)于圖甲的cd段⑷圖乙的h點(diǎn)相當(dāng)于圖甲的de段K/2abcdghfe甲乙種群增長(zhǎng)的“Ｓ”型曲線0—K/2時(shí)逐漸增大K/2—K時(shí)逐漸減小在K/2時(shí)達(dá)到最大在K時(shí)增長(zhǎng)速率為0增長(zhǎng)速率變化：種群數(shù)量變化：在K值時(shí)達(dá)到最大t0t1t2種群數(shù)量“S”型增長(zhǎng)曲線（種群數(shù)量）K/2K種群數(shù)量增長(zhǎng)速率時(shí)間D:出生率＝死亡率，即種群數(shù)量處于K值。B:出生率與死亡率之差最大，即種群數(shù)量處于K/2值。右圖表示某種在不同生態(tài)環(huán)境內(nèi)的增長(zhǎng)曲線模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：1、若在不受環(huán)境限制的條件下增長(zhǎng)，該種群數(shù)量呈____曲線增長(zhǎng)。但由于受環(huán)境阻力的制約，結(jié)果種群數(shù)量呈___曲線增長(zhǎng)。XY2、圖中陰影部分代表:___________________________。3、當(dāng)種群數(shù)量增長(zhǎng)接近環(huán)境負(fù)載___值時(shí)，種群的增長(zhǎng)速率為___，此時(shí)種群數(shù)量變化特點(diǎn)是_________，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是_____________和______________。在____點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率最大，此時(shí)的年齡組成可能為_____型。在漁業(yè)生產(chǎn)中，一般在___以上捕撈，且使捕撈后剩余量控制在___點(diǎn)。K零A不再增長(zhǎng)種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇天敵數(shù)量增多增長(zhǎng)K/2A環(huán)境阻力、在生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體數(shù)原因是_________________________。而防治蝗災(zāi)應(yīng)在害蟲數(shù)量________

時(shí)進(jìn)行。既可以獲得較大的捕獲量，又不影響資源再生未達(dá)到A點(diǎn)比較種群增長(zhǎng)兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別J型曲線S型曲線前提條件種群增長(zhǎng)率種群增長(zhǎng)速率有無K值曲線環(huán)境資源無限環(huán)境資源有限保持穩(wěn)定逐漸下降至0無有K值環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量食物不足空間有限種內(nèi)斗爭(zhēng)天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等逐漸上升先上升后下降至0K值的應(yīng)用

種群增長(zhǎng)曲線的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用：

①受保護(hù)動(dòng)物的拯救和恢復(fù)：應(yīng)通過建立自然保護(hù)區(qū)，改善其棲息環(huán)境，提高K值。

②有害動(dòng)物的防治，應(yīng)通過降低K值K/2的應(yīng)用①有害生物防治：務(wù)必及時(shí)控制種群數(shù)量，嚴(yán)防達(dá)K/2值處②資源開發(fā)與利用：生產(chǎn)上的捕獲期應(yīng)確定在種群數(shù)量略比K/2多時(shí)最好，既有較大收獲量又可保持種群高速增長(zhǎng)K/2影響種群數(shù)量變化的因素：研究種群數(shù)量變化有何意義？人為因素：人類活動(dòng)等1、野生生物資源合理利用和保護(hù)—魚類的捕撈2、有害動(dòng)物的防治—蝗蟲的防治、滅鼠3、瀕危動(dòng)物種群的拯救的拯救和防護(hù)-大熊貓保護(hù)自然因素：食物、氣候、天敵、傳染病種群數(shù)量變化的類型：增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降等大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入率種群數(shù)量的變化氣候、食物、天敵、傳染病等增或減增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素1．實(shí)驗(yàn)原理(1)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長(zhǎng)受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(2)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“J”型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長(zhǎng)呈“S”型曲線。探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”1．顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)遵循“數(shù)上線不數(shù)下線，數(shù)左線不數(shù)右線”的原則計(jì)數(shù)。2．從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減小誤差。計(jì)數(shù)室計(jì)數(shù)室（中間大方格）的長(zhǎng)和寬各為1mm，深度為0.1mm，其體積為______mm3，合_________mL。1mm0.11×10-4血球計(jì)數(shù)板:一種專門計(jì)數(shù)較大單細(xì)胞微生物的儀器計(jì)數(shù)室計(jì)數(shù)室分為25中格（雙線邊）每一中格又分為16小格計(jì)數(shù)室是由___________個(gè)小格組成25×16=400如何計(jì)數(shù)？五點(diǎn)取樣法樣方法每mL培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量==A(平均每個(gè)中格酵母細(xì)胞數(shù))×25×104×稀釋倍數(shù)A1A2A5A3A41.在一個(gè)相對(duì)封閉的小型牧場(chǎng)內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個(gè)羊群數(shù)量會(huì)A、維持在一個(gè)水平上B、不斷下降C、緩慢上升D、迅速上升A課堂鞏固2.下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)曲線的正確說法是（）A．“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系B．種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的C．“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無關(guān)D．種群增長(zhǎng)不受種群密度制約3.如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體的增長(zhǎng)曲線

，用達(dá)爾文進(jìn)化的觀點(diǎn)分析，這是由于生物具有

的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長(zhǎng)曲線是

，用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示

。影響種群密度的因素有

。A過度繁殖B通過生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量出生率、死亡率、遷入、遷出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、人類活動(dòng)等時(shí)間種群數(shù)量AB4.“食人魚”是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域，就會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以下哪種曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn)ＡBCDA5.下列因素能引起種群密度增大的有