第2節(jié)__種群數(shù)量的變化(一輪復習)AA

1、本節(jié)聚焦本節(jié)聚焦一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法二、種群增長的二、種群增長的“J”J”型曲線型曲線三、種群增長的三、種群增長的“S”S”型曲線型曲線四、種群數(shù)量的波動和下降四、種群數(shù)量的波動和下降五、研究種群數(shù)量變化的意義五、研究種群數(shù)量變化的意義在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每某種細菌每20min20min就通過分裂增殖一次。就通過分裂增殖一次。問題探討問題探討1.n1.n代細菌數(shù)量的計算公代細菌數(shù)量的計算公式是式是_。2.72h2.72h后，由一個細菌分裂后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是產生的細菌數(shù)量是 _。Nn = 2n

2、N = 2216為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動的規(guī)律，為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動的規(guī)律，數(shù)學模型建構數(shù)學模型建構是常用的方法之一。是常用的方法之一。建構種群增長模型的方法建構種群增長模型的方法數(shù)學模型：數(shù)學模型：1. 概念：用來描述一個系統(tǒng)或概念：用來描述一個系統(tǒng)或它的它的性質的數(shù)學形式。性質的數(shù)學形式。2. 建立數(shù)學模型的步驟：建立數(shù)學模型的步驟：一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法1 1、觀察研究對象，、觀察研究對象，提出提出問題問題細菌每細菌每2020分鐘分裂一次，分鐘分裂一次，問題：細菌數(shù)量怎樣變化的？問題

3、：細菌數(shù)量怎樣變化的？2 2、提出提出合理的合理的假設假設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，細菌種群的增長不受種群密度增細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)實驗數(shù)據(jù)，用適、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)漠數(shù)臄?shù)學形式數(shù)學形式對事物的性對事物的性質進行質進行表達表達4 4、通過進一步實驗或觀、通過進一步實驗或觀察等，對模型進行察等，對模型進行檢驗或檢驗或修正修正觀察、統(tǒng)計細菌的數(shù)量，對自己觀察、統(tǒng)計細菌的數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正所建立的模型進行檢驗或修正建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：一、建構種群增長模型的方法一、建構種群

4、增長模型的方法時間時間（min)min)2020404060608080100100120120140140160160 180180分裂次數(shù)分裂次數(shù)數(shù)量數(shù)量（個）（個）2 24 48 8161632326464128128 256256 5125121 12 23 34 45 56 67 78 89 93. 類型：類型：曲線圖曲線圖數(shù)據(jù)分析表格式數(shù)據(jù)分析表格式數(shù)學方程式數(shù)學方程式Nn=2n方程式方程式精確精確曲線圖曲線圖直觀直觀一、建構種群增長模型的方法一、建構種群增長模型的方法二、種群增長的二、種群增長的“J”J”型曲線型曲線時間時間（min)min)2020404060608080100

5、100120120140140160160 180180數(shù)量（個）數(shù)量（個）2 24 48 8161632326464128128 256256 5125121 12 24 416168 832326464 128128 256256增長速率增長速率v v( (個個/20min)/20min)種群的種群的增長速率增長速率不斷增大不斷增大想一想：想一想：一定時間內，一定時間內，理想條件下細菌數(shù)理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有此類型嗎？量增長的推測：自然界中有此類型嗎？1859年，年，24只只野兔野兔 6億只以上億只以上的野兔的野兔近近100100年后年后澳大利亞野兔澳大利亞野兔環(huán)頸雉環(huán)頸

6、雉種群增長種群增長500500100010001500150039391937193740404242年年種群數(shù)量種群數(shù)量“J”“J”型增長的應用：實驗室條件下、外來物種入型增長的應用：實驗室條件下、外來物種入侵早期階段、無環(huán)境阻力狀況。侵早期階段、無環(huán)境阻力狀況。二、種群增長的二、種群增長的“J”J”型曲線型曲線N Nt t=N=N0 0 t t 二、種群增長的二、種群增長的“J”J”型曲線型曲線增長率增長率（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）原有個體數(shù)增長速率（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）單位時間 O 種種群群增增長長率率O 種種群群增增長長速速率率“ J ”“ J ”型曲線型曲線增長率和增長速率增長率和增

7、長速率增長速率：增長速率：種群在單位時間內凈增加的個體數(shù)增長率：增長率：指種群在單位時間內凈增加的個體數(shù)占個體總數(shù)的比率。出生率出生率死亡率死亡率 11時間時間時間時間 食物充足食物充足空間充?？臻g充裕環(huán)境適宜環(huán)境適宜沒有敵害沒有敵害資源無限資源無限指數(shù)生長指數(shù)生長理想條件下的種群增長模型理想條件下的種群增長模型v在自然界中，有限的在自然界中，有限的環(huán)境條件下，種群的環(huán)境條件下，種群的數(shù)量會不會無限增長數(shù)量會不會無限增長呢？呢？在大自然中在大自然中食物有限食物有限空間有限空間有限種內斗爭種內斗爭種間競爭種間競爭天敵捕食天敵捕食種群密度越大環(huán)境阻力越大種群密度越大環(huán)境阻力越大5只大草履蟲只大草履

8、蟲0.5ml培培養(yǎng)液養(yǎng)液每隔每隔 24小時小時統(tǒng)計一次大草履蟲數(shù)量統(tǒng)計一次大草履蟲數(shù)量大草履蟲大草履蟲高斯實驗高斯實驗高斯實驗高斯實驗根據(jù)以上數(shù)據(jù)，作圖根據(jù)以上數(shù)據(jù)，作圖時間時間/ /天天1 12 23 34 45 56 6種群數(shù)種群數(shù)量量/ /個個1717135135339339368368372372 3753757 7374374“S”型曲線：種群經過一定時間的增長后，數(shù)量型曲線：種群經過一定時間的增長后，數(shù)量 曲線。曲線。 環(huán)境容納量環(huán)境容納量（又稱（又稱 ）：在環(huán)境條件）：在環(huán)境條件 的情況下，的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量。一定空間中所能維持的種群的最

9、大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量。 K/2該實驗中在第該實驗中在第 天時天時增長速率增長速率最快，數(shù)量為最快，數(shù)量為K/2 種群增長速率不斷降低種群增長速率不斷降低種群數(shù)量種群數(shù)量K/2 K/2 K K值時，值時，種群增長的種群增長的“S”S”型曲線型曲線種群數(shù)量達到種群數(shù)量達到K K值時，值時，種群增長速率為種群增長速率為零零, ,但種群但種群數(shù)數(shù)量達到最大量達到最大，且，且種內斗爭最劇種內斗爭最劇烈烈。種群數(shù)量在種群數(shù)量在 K/2K/2值時，值時，種群增長速率種群增長速率最大最大種群數(shù)量由種群數(shù)量由0 0K/2K/2值時，值時，種群增長速率增大種群增長速率增大K/2K K值：值：環(huán)境容納量環(huán)境容納量

10、加速期，個體數(shù)量增加，增長加速加速期，個體數(shù)量增加，增長加速潛伏期，個體數(shù)量較少增長緩慢潛伏期，個體數(shù)量較少增長緩慢減速期，增長緩慢減速期，增長緩慢種種群群數(shù)數(shù)量量“S”型型增增長長曲曲線線K/2K種種群群數(shù)數(shù)量量增增長長速速率率時間時間在有限的資源和空間中，在有限的資源和空間中，隨著種群數(shù)量的增加，種隨著種群數(shù)量的增加，種群增長的阻力也會隨之增群增長的阻力也會隨之增大，由此導致種群的出生大，由此導致種群的出生率降低、死亡率增加，二率降低、死亡率增加，二者之間的差值即者之間的差值即增長率是增長率是不斷減小不斷減小 3 3、S S型曲線的增長率及增長速型曲線的增長率及增長速c cg gh hf

11、f乙乙K KK/2K/2種種群群數(shù)數(shù)量量增增長長速速率率時間時間魚類等捕撈最佳時期分析魚類等捕撈最佳時期分析 K/2時時，種群個體數(shù)量少，捕撈后很難快速，種群個體數(shù)量少，捕撈后很難快速恢復?；謴?。 K/2以后，以后，種群中每個個體得到的資源和種群中每個個體得到的資源和擁有的空間越來越少，生存壓力越來越大，擁有的空間越來越少，生存壓力越來越大，種群內某些個體因承受不了生存壓力而死亡，種群內某些個體因承受不了生存壓力而死亡，死亡率逐漸增加，所以資源浪費。死亡率逐漸增加，所以資源浪費。 對養(yǎng)殖的生物進行對養(yǎng)殖的生物進行捕撈捕撈(捕獲捕獲)時，時，捕撈后捕撈后的的種群數(shù)量要種群數(shù)量要維持在維持在K/2

12、處，以保證持續(xù)獲取處，以保證持續(xù)獲取高產量。（種群數(shù)量高產量。（種群數(shù)量達到達到K/2時，種群增長時，種群增長速率最大，再生能力最強）速率最大，再生能力最強）思考討論思考討論1 1、同一種群的、同一種群的K K值是固定不變的嗎？值是固定不變的嗎？2 2、對保護大熊貓應采取什么措施才會事半功倍？、對保護大熊貓應采取什么措施才會事半功倍？環(huán)境條件改變，環(huán)境條件改變，K K值也隨之發(fā)生改變，即改善環(huán)境條件值也隨之發(fā)生改變，即改善環(huán)境條件可使可使K K值增大值增大；如環(huán)境條件受到破壞，則如環(huán)境條件受到破壞，則K K值將會減小。值將會減小。建立自然保護區(qū)，改善大熊貓棲息環(huán)境，提高建立自然保護區(qū)，改善大熊

13、貓棲息環(huán)境，提高K K值。值。思考討論思考討論4 4、為保護魚類資源不受破壞，并持續(xù)獲得最大捕魚量，、為保護魚類資源不受破壞，并持續(xù)獲得最大捕魚量，被捕魚群種群數(shù)量保持在什么水平被捕魚群種群數(shù)量保持在什么水平? ?3 3、對家鼠等有害動物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，、對家鼠等有害動物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，應當采取什么措施？應當采取什么措施？增大環(huán)境阻力，降低環(huán)境容納量（如封儲糧食，清除生增大環(huán)境阻力，降低環(huán)境容納量（如封儲糧食，清除生活垃圾，養(yǎng)殖它們天敵）；活垃圾，養(yǎng)殖它們天敵）；嚴防達到嚴防達到K/2K/2。種群數(shù)量種群數(shù)量達到達到K/2K/2時，種群增長速率最大，再生能力最強；時

14、，種群增長速率最大，再生能力最強；對養(yǎng)殖的生物進行對養(yǎng)殖的生物進行捕撈捕撈( (捕獲捕獲) )時，時，捕撈后捕撈后的種群數(shù)量要的種群數(shù)量要維維持在持在K/2K/2處，以保證持續(xù)獲取高產量。處，以保證持續(xù)獲取高產量。3 3、K K值和值和K/2K/2值的應用：值的應用：a.野生生物資源的保護野生生物資源的保護：保護野：保護野生生物生活的環(huán)境，減小環(huán)境阻生生物生活的環(huán)境，減小環(huán)境阻力，增大力，增大K值。值。b.有害生物的防治有害生物的防治：增大環(huán)境阻：增大環(huán)境阻力，降低力，降低K值。值。（1）K值的應用值的應用（2）K/2值的應用值的應用a.a.資源開發(fā)與利用資源開發(fā)與利用：種群數(shù)量達到：種群數(shù)量

15、達到K/2K/2時，種群增長速率時，種群增長速率最大，再生能力最強；最大，再生能力最強；b.b.有害生物防治有害生物防治：務必及時控制種群數(shù)量，嚴防達到：務必及時控制種群數(shù)量，嚴防達到K/2K/2處，甚至在處，甚至在a a點以前就應采取相應措施。點以前就應采取相應措施。用達爾文的觀點分析用達爾文的觀點分析“J”J”、“S”S”曲線曲線1 1、“J”J”型曲線用達爾文型曲線用達爾文的觀點分析表明生物具有的觀點分析表明生物具有過過度繁殖度繁殖的特性。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；用達爾文的觀點分析指：通過用達爾文的觀點分析指：通過生存斗爭生存斗爭被被淘汰淘

16、汰的個體的個體數(shù)量，也即代表自然選擇的作用。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？圖物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？中陰影部分表示什么？J型型環(huán)境阻力環(huán)境阻力時間時間種種群群數(shù)數(shù)量量K值值增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量S型型K值值J型型環(huán)境阻力環(huán)境阻力時間時間種種群群數(shù)數(shù)量量增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量種群數(shù)量達到種群數(shù)量達到K K值后，都能在值后，都能在K K值保持穩(wěn)定嗎？值保持穩(wěn)定嗎？ 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動波動之中的之中的;在在不利條件不利條件之之下，還會急劇下，還會急

17、劇下降下降，甚至，甚至滅亡滅亡四四 種群數(shù)量的波動和下降種群數(shù)量的波動和下降研究種群數(shù)量變化的意義研究種群數(shù)量變化的意義 1、合理利用和、合理利用和保護保護野生生物資源野生生物資源 2、為、為防治防治有害生物提供科學依據(jù)有害生物提供科學依據(jù) 3 3、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、適時捕撈、采伐等提供理論指導。時捕撈、采伐等提供理論指導。野豬的保護野豬的保護全力防蝗減災全力防蝗減災增長速率（現(xiàn)有個體數(shù)原有個體數(shù)）單位時間 增長率和增長速率增長率和增長速率增長速率：增長速率：種群在單位時間內凈增加的個體數(shù)種群在單位時間內凈增加的個體數(shù)增長率增長率（現(xiàn)

18、有個體數(shù)原有個體數(shù)）原有個體數(shù)增長率：增長率：指種群在單位時間內指種群在單位時間內凈增加的個體數(shù)凈增加的個體數(shù)占占個體總數(shù)的比率。個體總數(shù)的比率。 出生率出生率死亡率死亡率探究酵母菌種群數(shù)量在營養(yǎng)條件有限的條件下酵母菌種群數(shù)量在營養(yǎng)條件有限的條件下呈呈“S”S”型增長型增長酵母菌種群數(shù)量是怎樣隨時間變化的？酵母菌種群數(shù)量是怎樣隨時間變化的？(1)將將10 mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。(2)將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液。將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液。(3)將試管放在將試管放在25條件下培養(yǎng)。條件下培養(yǎng)。(4)每天抽取計數(shù)酵母菌的數(shù)量。用顯微

19、鏡計數(shù)，估算每天抽取計數(shù)酵母菌的數(shù)量。用顯微鏡計數(shù)，估算10 mL酵母菌的初始種群數(shù)酵母菌的初始種群數(shù)N0，然后連續(xù)觀察，然后連續(xù)觀察7天，記錄每天，記錄每天的數(shù)值。結果的記錄可設計下面的表格：天的數(shù)值。結果的記錄可設計下面的表格：平均值平均值 3 2 176543210 時間時間次數(shù)次數(shù)注：設置三個重復，上表只針對一個重復而言注：設置三個重復，上表只針對一個重復而言1、方法：、方法：抽樣檢測法、顯微鏡計數(shù)法抽樣檢測法、顯微鏡計數(shù)法（1 1）抽樣檢測抽樣檢測的方法：先將的方法：先將 放在計數(shù)室上，放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于 ，讓培養(yǎng)，讓培養(yǎng)液液 。多余培養(yǎng)液用濾

20、紙吸去。稍帶片刻，。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍帶片刻，待酵母菌細胞全部沉降到待酵母菌細胞全部沉降到 ，將計數(shù)板，將計數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內的酵母菌數(shù)放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。蓋玻片邊緣蓋玻片邊緣自行滲入自行滲入計數(shù)室的底部計數(shù)室的底部蓋玻片蓋玻片（2）顯微鏡計數(shù)法）顯微鏡計數(shù)法1、方法：、方法：抽樣檢測法、顯微鏡計數(shù)法抽樣檢測法、顯微鏡計數(shù)法 血球計數(shù)血球計數(shù)板是一種板是一種專門用于專門用于計算較大計算較大單細胞微單細胞微生物的一生物的一種儀器。種儀器。 計數(shù)時，計數(shù)時，常采用常采用樣樣方法方法 計數(shù)室兩種規(guī)格 11625型的計數(shù)板 將計數(shù)室放大，可見它含16中格，一般取四角：1、4、13、16四個中方格（100個小方格）計數(shù) 。zxxk細胞個數(shù)1mL100個小方格細胞總數(shù)/ 100 40010000稀釋倍數(shù) 22516型的計數(shù)板 中央大方格以雙線