必修三：42 種群的數(shù)量變化

1、第二節(jié) 種群的數(shù)量變化 蘭陵四中高一生物組 為了直觀、簡便地研究種群的為了直觀、簡便地研究種群的 數(shù)量變動(dòng)的規(guī)律，數(shù)量變動(dòng)的規(guī)律，數(shù)學(xué)模型建數(shù)學(xué)模型建 構(gòu)構(gòu)是常用的方法之一。是常用的方法之一。 數(shù)學(xué)模型：用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的數(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)形式性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式（學(xué)案（學(xué)案P56自主預(yù)習(xí)）自主預(yù)習(xí)） 物理模型物理模型 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 概念模型概念模型 模型模型 DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 真核生物三維結(jié)構(gòu)模型等真核生物三維結(jié)構(gòu)模型等 孟德爾遺傳定律孟德爾遺傳定律 種群增長模型等種群增長模型等 人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換

2、模型 血糖調(diào)節(jié)的模型等血糖調(diào)節(jié)的模型等 1.細(xì)菌是真核生物細(xì)菌是真核生物 還是原核生物？還是原核生物？ 思考回答思考回答 2細(xì)菌的繁殖的細(xì)菌的繁殖的 方式是什么？方式是什么？ 細(xì)菌增長的數(shù)學(xué)模型研究細(xì)菌增長的數(shù)學(xué)模型研究 時(shí)間（時(shí)間（min）細(xì)胞數(shù)細(xì)胞數(shù) 0 20 40 60 80 100 20 21 22 23 24 25 分裂分裂 細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量 細(xì)菌的分裂生殖細(xì)菌的分裂生殖 分裂過程分裂過程 你知道你知道2小時(shí)后小時(shí)后 有多少細(xì)菌嗎？有多少細(xì)菌嗎？ 用什么辦法描用什么辦法描 述細(xì)菌數(shù)量變述細(xì)菌數(shù)量變 化？化？ 一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法 在營養(yǎng)和生存空間

3、沒有限制的情況下，某在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每個(gè)細(xì)菌每 20分鐘分裂繁殖一代討論：分鐘分裂繁殖一代討論： n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？ 72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？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？ 解：解：n n 60min x72h60min x72h20min20min216216 N Nn nn n 2 2216216 時(shí)間 分鐘 2040 60 80 100 120 140 160 180 分裂 次數(shù) 細(xì)菌 數(shù)量 數(shù)量 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 128 8 256 9 512 222123

4、242526272829 20406080100120140 160180分鐘分鐘 細(xì)菌種群增長曲線細(xì)菌種群增長曲線 細(xì)菌數(shù)量/個(gè) 分鐘分鐘 細(xì)菌種群增長曲線細(xì)菌種群增長曲線 細(xì)菌個(gè)數(shù)細(xì)菌個(gè)數(shù) 橫坐標(biāo)是自變量，縱坐標(biāo)是因變量，注意標(biāo)明單位。橫坐標(biāo)是自變量，縱坐標(biāo)是因變量，注意標(biāo)明單位。 “增長率增長率”和和“增長速率增長速率”一樣嗎？一樣嗎？ 增長率與增長速率是增長率與增長速率是不同不同的。的。增長率是增長率是指新增加指新增加 的個(gè)體數(shù)占原來個(gè)體數(shù)的比例，是一個(gè)百分比，無的個(gè)體數(shù)占原來個(gè)體數(shù)的比例，是一個(gè)百分比，無 單位；單位；增長速率增長速率是指新增加的個(gè)體數(shù)與時(shí)間的比值，是指新增加的個(gè)體數(shù)

5、與時(shí)間的比值， 即即dNdNdtdt，有單位（如個(gè)，有單位（如個(gè)/ /年等）。年等）。 例如，某一種群的數(shù)量在某一單位時(shí)間例如，某一種群的數(shù)量在某一單位時(shí)間t t（如一（如一 年）內(nèi)，由初數(shù)量年）內(nèi)，由初數(shù)量N No o（個(gè)）增長到末數(shù)量（個(gè)）增長到末數(shù)量N Nt t（個(gè)），（個(gè)）， 則這一單位時(shí)間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計(jì)算則這一單位時(shí)間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計(jì)算 分別為：分別為： 增長速率增長速率 末數(shù)初數(shù)末數(shù)初數(shù) 單位時(shí)間單位時(shí)間 N Nt tN No o( (個(gè)個(gè)) ) T T( (年年) ) 100增長率增長率 末數(shù)初數(shù)末數(shù)初數(shù) N Nt tN No o N No oN No

6、o 出生率死亡率出生率死亡率 時(shí)間（min)min)2020404060608080100100120120140140160160180180 細(xì)菌數(shù)量 （個(gè)） 24816 32 64128 256512 增長速率增長速率v v ( (個(gè)個(gè)/20min)/20min) 4-2=24816 32 64128 256 增長速率越來越大增長速率越來越大 增長速率越來越大增長速率越來越大 時(shí)間（min)min) 20406080100120140160180 細(xì)菌數(shù)量 （個(gè)） 增長速率增長速率 ( (個(gè)個(gè)/20min)/20min) 248163264128 256512 4-2=248163264

7、128 256 增長率增長率 增長率穩(wěn)定增長率穩(wěn)定 (4-2)/2 =1 1111111 0 思考：同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什 么優(yōu)點(diǎn)？有什么局限性？ 時(shí)間時(shí)間 數(shù)量數(shù)量 Nn=2Nn=2n n, , N N代表細(xì)菌數(shù)量，代表細(xì)菌數(shù)量， n n代表代表“代代”。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢。能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢。 局限性：局限性：曲線圖表示的數(shù)學(xué)模型不夠精確！曲線圖表示的數(shù)學(xué)模型不夠精確！ 在描述、解釋和預(yù)測種群在描述、解釋和預(yù)測種群 數(shù)量的變化時(shí)，常常需要數(shù)量的變化時(shí)，常常需要 建立數(shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 的表現(xiàn)形式可以為的表現(xiàn)形

8、式可以為數(shù)學(xué)方數(shù)學(xué)方 程式、圖表程式、圖表等（等（P56）。）。 一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法 1.1.數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型： 是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式 4.4.數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟 2.2.數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形 式式: : 數(shù)學(xué)方程式數(shù)學(xué)方程式 圖、表圖、表 3.3.建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的意義建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的意義: : 描述、解釋和預(yù)測描述、解釋和預(yù)測 種群數(shù)量的變化。種群數(shù)量的變化。 一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法 1 1、觀察研究對(duì)象，、觀察研究對(duì)象，提提 出問題出問題 細(xì)菌

9、每細(xì)菌每2020分鐘分裂一次，分鐘分裂一次， 問題：細(xì)菌種群數(shù)量怎樣變化？問題：細(xì)菌種群數(shù)量怎樣變化？ 2 2、提出提出合理的合理的假設(shè)假設(shè) 在資源和空間無限多的環(huán)境中，在資源和空間無限多的環(huán)境中， 細(xì)菌種群的增長不受種群密度增細(xì)菌種群的增長不受種群密度增 加的影響加的影響 3 3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適 當(dāng)?shù)漠?dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式數(shù)學(xué)形式對(duì)事物的性對(duì)事物的性 質(zhì)進(jìn)行質(zhì)進(jìn)行表達(dá)表達(dá) 列出表格，根據(jù)表格畫曲線，推列出表格，根據(jù)表格畫曲線，推 導(dǎo)公式導(dǎo)公式 4 4、通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀、通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀 察等，對(duì)模型進(jìn)行察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或檢驗(yàn)或 修正修正 觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌的數(shù)量，對(duì)自己觀察

10、、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌的數(shù)量，對(duì)自己 所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正 建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟： 實(shí)例實(shí)例1：澳大利亞本來并沒有兔子。澳大利亞本來并沒有兔子。 1859年，年，24只歐只歐 洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到 了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里 的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎 不受任何限制的大量繁殖。不到不受任何限制的大量繁殖。不到10

11、0年，兔子的數(shù)量達(dá)到年，兔子的數(shù)量達(dá)到 6 億只以上，遍布整個(gè)大陸。億只以上，遍布整個(gè)大陸。 鳳眼蓮鳳眼蓮（水葫蘆）（水葫蘆） 鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，鳳眼蓮原產(chǎn)于南美， 1901年作為花卉引年作為花卉引 入中國入中國.由于繁殖迅由于繁殖迅 速，又幾乎沒有競速，又幾乎沒有競 爭對(duì)手和天敵，我爭對(duì)手和天敵，我 國目前有國目前有184萬噸萬噸. 它對(duì)其生活的水面它對(duì)其生活的水面 采取了野蠻的封鎖采取了野蠻的封鎖 策略，擋住陽光，策略，擋住陽光， 導(dǎo)致水下植物得不導(dǎo)致水下植物得不 到足夠光照而死亡到足夠光照而死亡 。 實(shí)例三：實(shí)例三：在在2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代，年代， 人們將環(huán)頸雉引入美國的人們將環(huán)

12、頸雉引入美國的 一個(gè)島嶼。在一個(gè)島嶼。在1937193719421942 年期間，這個(gè)種群數(shù)量的年期間，這個(gè)種群數(shù)量的 增長如下圖所示。增長如下圖所示。 如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)， 種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出 曲線來表示，曲線大致曲線來表示，曲線大致 呈什么型？呈什么型？ 2000年世界人口年世界人口 增長曲線增長曲線 我國我國10001990年人口年人口 數(shù)量變化數(shù)量變化 1、“J”型增長曲線型增長曲線 （1）適用范圍）適用范圍 u實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)驗(yàn)室條件下 u種群剛剛遷入一個(gè)適宜種群剛剛遷入一個(gè)適宜 生存新環(huán)境時(shí)生存新環(huán)境時(shí) （2）產(chǎn)生條件）產(chǎn)生條件 食物和空間條

13、件充裕，氣候適宜，沒有食物和空間條件充裕，氣候適宜，沒有 敵害等敵害等 （理想條件，不存在環(huán)境阻力）（理想條件，不存在環(huán)境阻力） （3）數(shù)學(xué)公式）數(shù)學(xué)公式 Nt=N0 t 種群起始數(shù)量種群起始數(shù)量 t年后種群數(shù)量年后種群數(shù)量 種群數(shù)量是種群數(shù)量是 前前1年的倍數(shù)年的倍數(shù) 時(shí)間時(shí)間(年）年） 思考？思考？種群的種群的增長率增長率隨時(shí)間如何變化？隨時(shí)間如何變化？ 種群增長率種群增長率=1 大于大于1 種群數(shù)量上升種群數(shù)量上升 等于等于1 種群數(shù)量穩(wěn)定種群數(shù)量穩(wěn)定 大于大于0小于小于1， 下降下降 等于等于0， 雌體沒繁殖雌體沒繁殖 思考？思考？種群的種群的增長速率增長速率隨隨 時(shí)間如何變化？時(shí)間如

14、何變化？ 種群的種群的增長速率增長速率不斷增大不斷增大 在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直持續(xù)一直持續(xù)按照按照 這個(gè)公式增長嗎？為什么？這個(gè)公式增長嗎？為什么？ 不會(huì)不會(huì). . 當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長就會(huì) 停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平 自然條件（自然條件（現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）狀態(tài)）食物和空間等資食物和空間等資 源總是有限的，種群數(shù)量達(dá)到一定值后，種內(nèi)源總是有限的，種群數(shù)量達(dá)到一定值后，種內(nèi) 斗爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該斗爭不斷加劇，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

15、高，增長減緩種群的出生率降低，死亡率增高，增長減緩 生態(tài)學(xué)家曾經(jīng)做過這生態(tài)學(xué)家曾經(jīng)做過這 樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5 mL0.5 mL培培 養(yǎng)液中放入養(yǎng)液中放入5 5個(gè)大草履蟲，個(gè)大草履蟲， 然后每隔然后每隔24 h24 h統(tǒng)計(jì)一次大統(tǒng)計(jì)一次大 草履蟲的數(shù)量。草履蟲的數(shù)量。 高斯對(duì)大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)高斯對(duì)大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn) 經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下： 思考：思考： 1 1、曲線形狀象什么？、曲線形狀象什么？ “S S”型曲線型曲線 2 2、大草履蟲數(shù)量增長、大草履蟲數(shù)量增長 過程如何？過程如何？ 三、種群增長的三、種群增長的“S S”型曲線型曲線 產(chǎn)生條件

16、：產(chǎn)生條件： 自然條件自然條件( (現(xiàn)實(shí)狀態(tài)現(xiàn)實(shí)狀態(tài)) )食物等資源和空間總食物等資源和空間總 是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭不斷加劇，是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)斗爭不斷加劇， 天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死 亡率增高。亡率增高。 增長特點(diǎn)：增長特點(diǎn)： 種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K K值），值）， 將停止增長并在將停止增長并在K K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。 存在環(huán)境阻力存在環(huán)境阻力 種群密度越大種群密度越大 環(huán)境阻力越大環(huán)境阻力越大 種群增長速率不斷降低種群增長速率不斷降

17、低 種群數(shù)量種群數(shù)量K/2 K/2 K K值時(shí)，值時(shí)， 三、種群增長的三、種群增長的“S S”型曲線型曲線 種群數(shù)量達(dá)到種群數(shù)量達(dá)到K K值時(shí)，值時(shí)， 種群增長速率為零種群增長速率為零, ,但種群數(shù)量達(dá)但種群數(shù)量達(dá) 到最大，且種內(nèi)斗爭最劇烈。到最大，且種內(nèi)斗爭最劇烈。 種群數(shù)量在種群數(shù)量在 K/2K/2值時(shí)，值時(shí)， 種群增長速率最大種群增長速率最大 種群數(shù)量由種群數(shù)量由0 0K/2K/2值時(shí)，值時(shí)， 種群增長速率增大種群增長速率增大 K K值：值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中 所能維持的所能維持的種群最大數(shù)量種群最大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量環(huán)境容納

18、量。 K/2 K K值值：環(huán)境容納量環(huán)境容納量 28 種群數(shù)量變化曲線與種群增長速率曲線的關(guān)系種群數(shù)量變化曲線與種群增長速率曲線的關(guān)系 圖乙圖乙fgfg段相當(dāng)于圖甲段相當(dāng)于圖甲acac段段 圖乙圖乙g g點(diǎn)相當(dāng)于圖甲點(diǎn)相當(dāng)于圖甲c c點(diǎn)點(diǎn) 圖乙圖乙ghgh段相當(dāng)于圖甲段相當(dāng)于圖甲cdcd段段 圖乙圖乙h h點(diǎn)相當(dāng)于圖甲點(diǎn)相當(dāng)于圖甲dede段段 K/2 a b c d g hf e 甲甲乙乙 為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地為了保護(hù)魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地 獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù) 量保持在什么水平量保持在什么水平? ?為什么？為什么？ 魚

19、群數(shù)量超過魚群數(shù)量超過K K2 2后才后才 能捕撈，但要保證被捕能捕撈，但要保證被捕 后數(shù)量保持在后數(shù)量保持在K K2 2水平水平 以上，因?yàn)樵谶@個(gè)水平以上，因?yàn)樵谶@個(gè)水平 上上種群增長率種群增長率最大最大 。 右圖為魚塘中魚的數(shù)量增長曲線，為了使魚塘右圖為魚塘中魚的數(shù)量增長曲線，為了使魚塘 的總產(chǎn)量達(dá)到最大值，應(yīng)該做到適時(shí)捕撈。下的總產(chǎn)量達(dá)到最大值，應(yīng)該做到適時(shí)捕撈。下 列做法中正確的是列做法中正確的是 A超過超過T4時(shí)捕撈，使剩余量保持在時(shí)捕撈，使剩余量保持在K B超過超過T3時(shí)捕撈，使剩余量保持在時(shí)捕撈，使剩余量保持在3K/4 C超過超過T2時(shí)捕撈，使剩余量保持在時(shí)捕撈，使剩余量保持在K

20、/2 D超過超過T4時(shí)捕撈，使剩余量保持在時(shí)捕撈，使剩余量保持在K/4 C （2004江蘇）某海灘黃泥螺種群現(xiàn)存 量約3000噸，正常狀況下，每年該種 群最多可增加300噸，為充足利用黃 泥螺資源，又不影響可持續(xù)發(fā)展，理 論上每年最多捕撈黃泥螺的量為（ ） A、3000噸 B、1650噸 C、1500噸 D、不超過300噸 D 保護(hù)大熊貓的措施？保護(hù)大熊貓的措施？ 提高繁殖率提高繁殖率 建立自然保護(hù)區(qū)，給大熊貓更寬廣的建立自然保護(hù)區(qū)，給大熊貓更寬廣的 生活空間，保護(hù)環(huán)境，改善它們的棲生活空間，保護(hù)環(huán)境，改善它們的棲 息環(huán)境，幫助減少其環(huán)息環(huán)境，幫助減少其環(huán) 境阻力從而境阻力從而提高環(huán)境容提高環(huán)

21、境容 納量納量，是保護(hù)大熊貓的是保護(hù)大熊貓的 根本措施根本措施。 家鼠繁殖力極強(qiáng)，善于家鼠繁殖力極強(qiáng)，善于 打洞，偷吃糧食，傳播打洞，偷吃糧食，傳播 疾病危害極大，應(yīng)該采疾病危害極大，應(yīng)該采 取哪些措施控制家鼠數(shù)取哪些措施控制家鼠數(shù) 量？量？ 有害生物的控制有害生物的控制 老鼠老鼠 機(jī)械捕殺機(jī)械捕殺 施用激素施用激素 藥物捕殺藥物捕殺 施用避孕藥施用避孕藥 養(yǎng)殖或釋放養(yǎng)殖或釋放 天敵天敵 將食物儲(chǔ)存將食物儲(chǔ)存 在安全處在安全處 降低降低 繁殖率繁殖率 減少減少 數(shù)量數(shù)量 增大環(huán)境阻力增大環(huán)境阻力 降低環(huán)境容納量降低環(huán)境容納量 打掃衛(wèi)生打掃衛(wèi)生硬化地面硬化地面 在生產(chǎn)中的應(yīng)用在生產(chǎn)中的應(yīng)用 K/

22、2 種群增長曲線的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用：種群增長曲線的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用： 有害動(dòng)物的防治，應(yīng)通過有害動(dòng)物的防治，應(yīng)通過降低降低其環(huán)境容納量其環(huán)境容納量 受保護(hù)動(dòng)物的拯救和恢復(fù)，應(yīng)通過改善其棲受保護(hù)動(dòng)物的拯救和恢復(fù)，應(yīng)通過改善其棲 息環(huán)境，息環(huán)境，提高提高K K值值。 在種群數(shù)量超過在種群數(shù)量超過K/2K/2后捕獲，應(yīng)留下超過的后捕獲，應(yīng)留下超過的 K/2K/2個(gè)體數(shù)；而殺蟲效果最好的時(shí)期在種群數(shù)量個(gè)體數(shù)；而殺蟲效果最好的時(shí)期在種群數(shù)量 K/2K/2以下以下。 “J”型曲線“S”型曲線 形成條 件 增長特點(diǎn) 有無K值 食物充足，空間不食物充足，空間不 限，氣候適宜，沒限，氣候適宜，沒 有敵害等環(huán)境阻

23、力有敵害等環(huán)境阻力 食物等資源和空間有限，食物等資源和空間有限， 種內(nèi)競爭不斷加劇，捕種內(nèi)競爭不斷加劇，捕 食者數(shù)量不斷增加食者數(shù)量不斷增加 增長率增長率 增長速率增長速率 種群增長的兩種曲線比較 用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J J”、“S S”曲線曲線 時(shí)間時(shí)間 種種 群群 數(shù)數(shù) 量量 J J型型 曲線曲線 S S型型 曲線曲線 K K值值 1 1、“J J”型曲線用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析表明生物具型曲線用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析表明生物具 有有過度繁殖過度繁殖的特性。的特性。 2 2、圖中陰影部分表示：、圖中陰影部分表示：環(huán)境阻力環(huán)境阻力； 用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指：通過用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指：通過

24、生存斗爭生存斗爭被被 淘汰淘汰的個(gè)體數(shù)量，也即代表自然選擇的作用。的個(gè)體數(shù)量，也即代表自然選擇的作用。 “J J”型曲線表明生型曲線表明生 物具有什么特性？物具有什么特性？ 圖中陰影部分表示圖中陰影部分表示 什么？什么？ 在現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除在現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除 增長外，還有沒有其他變化？增長外，還有沒有其他變化？ 四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 在現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除在現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除 增長外，還有沒有其他變化？增長外，還有沒有其他變化？ 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)波動(dòng)之中的，在不利條之中的，在不利條 件之下，還

25、會(huì)急劇件之下，還會(huì)急劇下降下降，甚至，甚至滅亡滅亡。 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)?xùn)|亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng) 探究：種群數(shù)量的波動(dòng)和下降的原因是什么呢？探究：種群數(shù)量的波動(dòng)和下降的原因是什么呢？ （1 1）影響種群數(shù)量變化的因素：）影響種群數(shù)量變化的因素： A.A.內(nèi)部內(nèi)部/ /直接因素：直接因素：出生（死亡）率、遷入（出）出生（死亡）率、遷入（出） 率、年齡組成、性別比例。率、年齡組成、性別比例。 B.B.外因外因/ /間接因素：間接因素：空間、氣候、食物、天敵、傳空間、氣候、食物、天敵、傳 染病、自然災(zāi)害等。染病、自然災(zāi)害等。 C.C.人為人為/ /重要因素：重要因素：對(duì)野生生物的亂捕濫獵、對(duì)種對(duì)野

26、生生物的亂捕濫獵、對(duì)種 群數(shù)量的人工控制等。群數(shù)量的人工控制等。 （2 2）種群數(shù)量變化的類型：）種群數(shù)量變化的類型：增長，穩(wěn)定，波動(dòng)、增長，穩(wěn)定，波動(dòng)、 下降等。下降等。 （3 3）影響結(jié)果：）影響結(jié)果：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之大多數(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。中，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入種群的數(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。群特征的因素，都會(huì)引起種群數(shù)量的變化。 環(huán)境因素環(huán)境因素 種

27、群的出生率、死亡率、遷出種群的出生率、死亡率、遷出率率和遷入和遷入率率 種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化 氣候、食物、被捕食、傳染病氣候、食物、被捕食、傳染病 人類的活動(dòng)等人類的活動(dòng)等 增或減增或減 增長、波動(dòng)、下降等增長、波動(dòng)、下降等 影響種群數(shù)量變化的因素影響種群數(shù)量變化的因素 在Faroe Islands上， 捕鯨現(xiàn)場成了血的海洋 在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡 亂伐森林亂伐森林 五、研究種群數(shù)量變化的意義五、研究種群數(shù)量變化的意義 1 1、為野生生物資源的合理利用及保護(hù)提供理論指、為野生生物資源的合理利用及保護(hù)提供理論指 導(dǎo)導(dǎo) 。 既要使生物資

28、源的產(chǎn)量達(dá)到最大，又不危害生物資源的可持續(xù)發(fā)既要使生物資源的產(chǎn)量達(dá)到最大，又不危害生物資源的可持續(xù)發(fā) 展，砍伐、捕撈、狩獵后，保證種群的增長速率為最大值。展，砍伐、捕撈、狩獵后，保證種群的增長速率為最大值。 2 2、為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適、為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適 時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。 3 3、通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為有害生物的預(yù)、通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為有害生物的預(yù) 測及防治提供科學(xué)依據(jù)。測及防治提供科學(xué)依據(jù)。 降低環(huán)境的負(fù)荷量（降低環(huán)境的負(fù)荷量（K K值）。如鼠害防治可通過嚴(yán)密封存糧食、值）。如鼠害防治可通過嚴(yán)密

29、封存糧食、 清除生活垃圾、保護(hù)老鼠的天敵等措施來降低清除生活垃圾、保護(hù)老鼠的天敵等措施來降低K K值。值。 4 4、為引進(jìn)外來物種提供理性的思考。、為引進(jìn)外來物種提供理性的思考。 必須考慮所引入的外來物種是否會(huì)構(gòu)成對(duì)原來物種的危害，即是必須考慮所引入的外來物種是否會(huì)構(gòu)成對(duì)原來物種的危害，即是 否會(huì)構(gòu)成生物入侵。否會(huì)構(gòu)成生物入侵。 培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量 的變化的變化 探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn) 單細(xì)胞單細(xì)胞真核真核生物生物 生長周期短，增殖速度快生長周期短，增殖速度快 還可以用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料研還可以用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料研 究究 探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式 酵母菌酵

30、母菌 酵母菌酵母菌生長周期短，增殖速度快，在生長周期短，增殖速度快，在 實(shí)驗(yàn)室條件下，用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母實(shí)驗(yàn)室條件下，用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母 菌，可以觀察酵母菌種群數(shù)量隨時(shí)間變菌，可以觀察酵母菌種群數(shù)量隨時(shí)間變 化的情況?；那闆r。 種群的數(shù)量變化有一定的規(guī)律。在種群的數(shù)量變化有一定的規(guī)律。在 理想條件下，種群呈理想條件下，種群呈“J”“J”型增長，在有型增長，在有 限的環(huán)境下，種群呈限的環(huán)境下，種群呈“S”“S”型增長。型增長。 知識(shí)回顧：知識(shí)回顧： 一、提出問題：一、提出問題： 培養(yǎng)液中酵母菌種群是怎樣隨時(shí)間變化的？培養(yǎng)液中酵母菌種群是怎樣隨時(shí)間變化的？ 二、作出假設(shè)：二、作出假設(shè)： 酵母

31、菌在培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，由于食物，酵母菌在培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，由于食物， 空間資源等是有限的，種群增長呈現(xiàn)空間資源等是有限的，種群增長呈現(xiàn)“S”“S”型型 曲線；后期因環(huán)境急劇惡化，種群逐漸消亡。曲線；后期因環(huán)境急劇惡化，種群逐漸消亡。 三、討論探究思路三、討論探究思路 血細(xì)胞計(jì)數(shù)板血細(xì)胞計(jì)數(shù)板( (血球計(jì)數(shù)板血球計(jì)數(shù)板) ) 方法名稱：方法名稱： 使用范圍：使用范圍： 顯微計(jì)數(shù)顯微計(jì)數(shù)(抽樣檢測抽樣檢測) 調(diào)查細(xì)胞數(shù)量時(shí)；調(diào)查細(xì)胞數(shù)量時(shí)； 肉眼看不見的細(xì)菌、肉眼看不見的細(xì)菌、 酵母菌等微生物酵母菌等微生物 問題一：怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)？問題一：怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)？ 1 1、血球計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu)

32、、血球計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu) 血球計(jì)數(shù)板是一種專門用于計(jì)算較大單細(xì)胞微血球計(jì)數(shù)板是一種專門用于計(jì)算較大單細(xì)胞微 生物數(shù)量的儀器，由一塊比普通載玻片厚的特制玻生物數(shù)量的儀器，由一塊比普通載玻片厚的特制玻 片制成的，玻片中有四條下凹的槽，構(gòu)成三個(gè)平臺(tái)。片制成的，玻片中有四條下凹的槽，構(gòu)成三個(gè)平臺(tái)。 中間的平臺(tái)較寬，其中間又被一短橫槽隔為兩半，中間的平臺(tái)較寬，其中間又被一短橫槽隔為兩半， 每半邊上面刻有一個(gè)每半邊上面刻有一個(gè)方格網(wǎng)方格網(wǎng)。 方格網(wǎng)上刻有方格網(wǎng)上刻有9 9個(gè)個(gè) 大方格，其中只有大方格，其中只有 中間的一個(gè)大方格中間的一個(gè)大方格 為為計(jì)數(shù)室計(jì)數(shù)室，供微生，供微生 物計(jì)數(shù)用物計(jì)數(shù)用。 大方格的長和寬

33、各為大方格的長和寬各為1mm1mm，深度為，深度為0.1mm0.1mm， 即即1mm1mm1mm1mm0.1mm0.1mm，其容積為，其容積為0.1mm0.1mm3 3； 大方格 中 方 格 小 方 格 16 （中格）（中格）25 （小格）（小格）25（中格）（中格）16（小格）（小格） 3、血球計(jì)數(shù)板的分區(qū)與分格血球計(jì)數(shù)板的分區(qū)與分格 不管計(jì)數(shù)室是哪一種構(gòu)造，其每一大方格不管計(jì)數(shù)室是哪一種構(gòu)造，其每一大方格 都是由都是由161625=2525=2516=40016=400個(gè)小方格組成。個(gè)小方格組成。 2 2、計(jì)數(shù)、計(jì)數(shù) 16 62525型：型： 一般取四角的四一般取四角的四 個(gè)中方格（個(gè)中方

34、格（100100個(gè)小個(gè)小 方格）計(jì)數(shù)方格）計(jì)數(shù) 25251616型：型： 一般計(jì)數(shù)四個(gè)角一般計(jì)數(shù)四個(gè)角 和中央的五個(gè)中方和中央的五個(gè)中方 格（格（8080個(gè)小方格）個(gè)小方格） 的細(xì)胞數(shù)。的細(xì)胞數(shù)。 3 3、計(jì)算、計(jì)算 b b表示培養(yǎng)液稀釋倍數(shù)；用所數(shù)小方格中細(xì)胞總數(shù)表示培養(yǎng)液稀釋倍數(shù)；用所數(shù)小方格中細(xì)胞總數(shù)/ /所數(shù)所數(shù) 小方格數(shù)小方格數(shù)是是為求得每個(gè)小方格中的細(xì)胞平均（總）數(shù)為求得每個(gè)小方格中的細(xì)胞平均（總）數(shù)。 以以1mm1mm1mm1mm0.1mm0.1mm型為例型為例 計(jì)數(shù)室容積為計(jì)數(shù)室容積為0.1mm0.1mm3 3，則每個(gè)小方格的容積為，則每個(gè)小方格的容積為 1/4000mm1/4

35、000mm3 3 酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)1mL =1mL =100100個(gè)小方格酵母個(gè)小方格酵母 菌細(xì)胞總數(shù)菌細(xì)胞總數(shù)/100/100400400100010000 0稀釋倍數(shù)稀釋倍數(shù) 例例1 1 通常用血球計(jì)數(shù)板對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn)通常用血球計(jì)數(shù)板對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn) 行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)室為行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)室為1mm1mm1mm1mm0.1mm0.1mm方格，方格， 由由400400個(gè)小方格組成。若多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算個(gè)小方格組成。若多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算 得每個(gè)小方格中平均有得每個(gè)小方格中平均有5 5個(gè)酵母菌，則個(gè)酵母菌，則10mL10mL該該 培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有 個(gè)。個(gè)。 2 2

36、10108 854001000010= 例例2 2 檢測員將檢測員將1 mL1 mL水樣稀釋水樣稀釋1010倍后，用抽樣倍后，用抽樣 檢測的方法檢測每毫升藍(lán)藻的數(shù)量；將蓋玻片檢測的方法檢測每毫升藍(lán)藻的數(shù)量；將蓋玻片 放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取少許培養(yǎng)液使其自放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取少許培養(yǎng)液使其自 行滲入計(jì)數(shù)室，并用濾紙吸去多余液體。已知行滲入計(jì)數(shù)室，并用濾紙吸去多余液體。已知 每個(gè)計(jì)數(shù)室由每個(gè)計(jì)數(shù)室由25251616400400個(gè)小格組成，容納液個(gè)小格組成，容納液 體的總體積為體的總體積為0 01 mm1 mm3 3。 現(xiàn)觀察到圖中該計(jì)數(shù)室所示現(xiàn)觀察到圖中該計(jì)數(shù)室所示a a、b b、c c、d

37、 d、e 5e 5個(gè)中個(gè)中 格格8080個(gè)小格內(nèi)共有藍(lán)藻個(gè)小格內(nèi)共有藍(lán)藻n n個(gè)，則上述水樣中約有藍(lán)個(gè)，則上述水樣中約有藍(lán) 藻藻 個(gè)個(gè)mLmL。 5n5n10105 5 水樣中藍(lán)藻數(shù)量= 80個(gè)小方格細(xì)胞總數(shù) /8040010000稀釋 倍數(shù) =n51000010=5 105n 例3 在用血球計(jì)數(shù)板（2mmx2mm方格）對(duì)方格）對(duì) 某一稀釋50倍樣品進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在一個(gè) 方格內(nèi)（蓋玻片下的培養(yǎng)液厚度為0.1mm） 酵母菌平均數(shù)為16，據(jù)此估算培養(yǎng)液中有酵 母菌 個(gè) 解析：該血球計(jì)數(shù)板內(nèi)培養(yǎng)液 =2mmx2mmx0.1mm=0.4mm3= 4x10-4ml, 則10ml培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)目 =

38、10 x16x50/(4x10-4)=2x107 4 4、血球計(jì)數(shù)板的使用方法步驟、血球計(jì)數(shù)板的使用方法步驟 計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)： 稍待片刻（約稍待片刻（約5min5min），待酵母菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)），待酵母菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù) 室底部后，將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)的中央，先在低倍鏡下找室底部后，將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)的中央，先在低倍鏡下找 到計(jì)數(shù)室所在位置后，再轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察、計(jì)數(shù)并記錄。到計(jì)數(shù)室所在位置后，再轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察、計(jì)數(shù)并記錄。 鏡檢計(jì)數(shù)室：鏡檢計(jì)數(shù)室： 在加樣前，先對(duì)計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室進(jìn)行鏡檢。若有污物，在加樣前，先對(duì)計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室進(jìn)行鏡檢。若有污物， 則需清洗，吹干后才能進(jìn)行計(jì)數(shù)。則需清洗，吹干后

39、才能進(jìn)行計(jì)數(shù)。 加樣品：加樣品： 將清潔干燥的血球計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室上加蓋專用的蓋玻將清潔干燥的血球計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室上加蓋專用的蓋玻 片，用吸管吸取稀釋后的酵母菌懸液，滴于蓋玻片邊緣，片，用吸管吸取稀釋后的酵母菌懸液，滴于蓋玻片邊緣， 讓培養(yǎng)液自行緩緩滲入，一次性充滿計(jì)數(shù)室，防止產(chǎn)生讓培養(yǎng)液自行緩緩滲入，一次性充滿計(jì)數(shù)室，防止產(chǎn)生 氣泡，充入細(xì)胞懸液的量以不超過計(jì)數(shù)室臺(tái)面與蓋玻片氣泡，充入細(xì)胞懸液的量以不超過計(jì)數(shù)室臺(tái)面與蓋玻片 之間的矩形邊緣為宜。多余培養(yǎng)液可用濾紙吸去。之間的矩形邊緣為宜。多余培養(yǎng)液可用濾紙吸去。 從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，要從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，要 將試管輕輕將試管輕輕震蕩震蕩幾下，這樣使酵母菌分布均幾下，這樣使酵母菌分布均 勻，防止酵母凝聚沉淀，提高計(jì)數(shù)的代表性勻，防止酵母凝聚沉淀，提高計(jì)數(shù)的代表性 和準(zhǔn)確性，求得的培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量誤和準(zhǔn)確性，求得的培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量誤 差小。差小。 問題