種群數(shù)量的變化高二上學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修2

第2節(jié)種群數(shù)量的變化實(shí)例：澳大利亞本來并沒有兔子。1859年，歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵，而且生態(tài)環(huán)境條件適宜。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子就遍布整個(gè)大陸。【思考】

澳大利亞野兔能指數(shù)增長的特殊原因是什么？食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件

思考：此條件下，種群的數(shù)量變化規(guī)律是怎樣的呢？在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過分裂繁殖一代。問題探討討論1：n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是什么？討論2：72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？討論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)公式增長嗎？細(xì)菌每20min分裂一次資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長不受種群密度增加的影響Nn=2nN代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正構(gòu)建數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：研究實(shí)例研究方法觀察研究對象，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)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的數(shù)量增長曲線。20406080100120140160時(shí)間/分鐘細(xì)菌數(shù)量/個(gè)數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為數(shù)學(xué)方程式、曲線圖等形式。試想我們已經(jīng)學(xué)過哪些？種群增長的“J”型曲線①產(chǎn)生條件：

理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有天敵。②模型：③公式：t年后種群的數(shù)量為Nt=N0

λt

（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ第二年是第一年的倍數(shù)）增長率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù))/原有個(gè)體數(shù)×100%(無單位)；增長速率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù))/增長時(shí)間(有單位，如個(gè)/年)。請根據(jù)“J”形增長數(shù)學(xué)公式，分別構(gòu)建“J”形增長種群的增長率和增長速率的曲線模型。種群增長率O

種群增長速率④增長特點(diǎn)：

時(shí)間時(shí)間O6.

λ的理解

：增長率=λ-1當(dāng)λ>1時(shí)，種群呈J型增長當(dāng)λ=1時(shí)，種群數(shù)量保持穩(wěn)定出生率等于死亡率當(dāng)λ<1時(shí)，種群數(shù)量下降（1）實(shí)驗(yàn)室條件下5.模型適用范圍:（2）當(dāng)一個(gè)種群剛遷入一個(gè)新的適宜環(huán)境時(shí)最初一段時(shí)間只有λ＞1且為定值時(shí)，種群增長才為“J”形增長?！舅伎肌慨?dāng)λ＞1時(shí)，種群一定呈“J”形增長嗎？典型例題科研小組對某地兩個(gè)種群的數(shù)量進(jìn)行了多年的跟蹤調(diào)查，并研究Nt+1/Nt隨時(shí)間的變化趨勢，結(jié)果如下圖所示（圖中Nt表示第t年的種群數(shù)量，Nt+1表示t+1年的種群數(shù)量）。下列分析正確的是（

）

A.乙種群在t3時(shí)數(shù)量最少B.甲種群在t4后種群的出生率大于死亡率C.甲種群在0～t2段的年齡組成為增長型D.乙種群在t1～t3段的種群數(shù)量一直在減少B種群增長的“S”型曲線①產(chǎn)生條件：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，死亡率增高．

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．種群增長速率不斷降低種群數(shù)量K/2→K值時(shí)，種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群增長速率為零,但種群數(shù)量達(dá)到最大，且種內(nèi)斗爭最劇烈。種群數(shù)量在K/2值時(shí)，種群增長速率最大種群數(shù)量由0→K/2值時(shí)，種群增長速率增大K值：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。K/2轉(zhuǎn)折期，增長速率最快K值：環(huán)境容納量加速期，個(gè)體數(shù)量增加，增長加速潛伏期，個(gè)體數(shù)量較少增長緩慢減速期，增長緩慢飽和期，增長速率為零b.有害生物的防治：（1）K值的應(yīng)用a.野生生物資源保護(hù)：減小環(huán)境阻力，增大K值。(如：為防鼠害而封儲糧食、清除生活垃圾、保護(hù)鼠的天敵等)增大環(huán)境阻力，降低K值。5.K值與K/2的應(yīng)用務(wù)必及時(shí)控制種群數(shù)量，嚴(yán)防達(dá)到K/2值處(若達(dá)K/2值處，可導(dǎo)致該有害生物成災(zāi)，如蝗蟲的防控)(2)K/2的應(yīng)用a.資源開發(fā)與利用：捕撈后數(shù)量要維持在K/2

，保證持續(xù)獲取高產(chǎn)量，因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長速率最大。b.有害生物防治：小結(jié)1：種群增長的“J”型曲線小結(jié)2：種群增長的“S”型曲線K值是環(huán)境容納量。環(huán)境阻力代表自然選擇中淘汰的個(gè)體數(shù)。小結(jié)3：K值【問題探究】K值

（是/不是）種群數(shù)量的最大值請據(jù)圖分析：該種群的K值為

。同一種群的K值是固定不變的嗎？同一種群的K

值不是固定不變的，會(huì)受到環(huán)境因素的影響。K2生物自身的遺傳特性和食物、棲息場所、天敵及其他生存條件均會(huì)影響動(dòng)物的環(huán)境容納量。不是在環(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。典型例題假設(shè)某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群S型增長，該種群的增長率隨種群數(shù)量的變化趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家禽，則應(yīng)在種群數(shù)量合適時(shí)開始捕獲，下列四個(gè)種群數(shù)量中合適的是（）A．甲點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量B．乙點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量C．丙點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量D．丁點(diǎn)對應(yīng)的種群數(shù)量D2.下列關(guān)于圖中“S”型曲線的敘述,正確的是()。A.t0~t1之間種群數(shù)量小于K/2,由于資源和空間相對充裕,沒有環(huán)境阻力B.t1~t2之間,由于資源和空間有限,當(dāng)種群密度增大時(shí),種內(nèi)斗爭加劇,天敵數(shù)量增加,種群增長速率下降C.t2時(shí),種群數(shù)量達(dá)到K值,此時(shí)出生率等于死亡率,之后種群數(shù)量一定保持不變D.在t1時(shí)控制有害生物最有效B

東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)三、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降直接因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率

外界因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動(dòng)種群數(shù)量的變化包括：增長、波動(dòng)、下降、穩(wěn)定四、探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化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，酵母菌種群的增長呈“J”

型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長呈

“S”型曲線。2.實(shí)驗(yàn)流程將500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液注入錐形瓶中將0.1g活性干酵母投入錐形瓶的培養(yǎng)液中混合均勻置于適宜的條件下培養(yǎng)（溫度25℃）每天定時(shí)取樣計(jì)數(shù)酵母菌的數(shù)量，采用抽樣檢測的方法測定1L培養(yǎng)液中酵母菌個(gè)體的平均數(shù)分析結(jié)果、得出結(jié)論：將所得數(shù)值用曲線圖表示出來，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出酵母菌種群數(shù)量的變化規(guī)律時(shí)間01234種群數(shù)量變化規(guī)律1：調(diào)整期2：對數(shù)期3：穩(wěn)定期4：衰亡期3.實(shí)驗(yàn)分析（1）酵母菌在培養(yǎng)液中數(shù)量迅速增長，經(jīng)過一段時(shí)間后，數(shù)量開始減少。開始時(shí)，培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，生存空間足夠大，環(huán)境條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增。隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，pH變化等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。（2）影響因素可能：養(yǎng)料，pH，生存空間及有害代謝廢物等。補(bǔ)充：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。中間的平臺較寬，其中間又被一短橫槽隔為兩半，每半邊上面刻有一個(gè)方格網(wǎng)。

大方格中方格小方格例1通常用血球計(jì)數(shù)板對培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)室為1mm×1mm×0.1mm方格，由400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5個(gè)酵母菌，則10mL該培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有

個(gè)。若樣液稀釋了100倍呢？2×108

；

2×108

×100

1.怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)？2.從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次。這是為什么？3.本探究需要設(shè)置對照嗎？如果需要請討論對照組應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)和操作；如果不需要，請說明理由。抽樣檢測

目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的準(zhǔn)確性，減少誤差。（可能偏高或偏低）不需要，取樣計(jì)數(shù)的時(shí)間有先后，形成前后自身對照。4.需要