(共34张PPT)
第1章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化
问题探讨
我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。
1、第n代细菌数量的计算公式是什么？
Nn=2n
2、72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
n＝ 60min ×72h／20min＝216（代）
N216＝1 X ２n ＝2216
0
时间/min
细菌数量/个
100
200
300
400
500
20
40
60
80
100
120
140
160
180
合作探究：请根据表格信息，将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图。
时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量（个） 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512
3.类型及优缺点：
(1)数学公式
(2)曲线图
科学、精确、不够直观
直观、不够精确
观察分析
提出问题
做出假设
建立
数学模型
对模型进行检验修正
研究方法
研究实例
细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？
在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响
Nn=2n
N代表细菌数量，n表示第几代
观察、统计细菌数量，对模型进行检验或修正
1.定义：
一、建构种群增长模型的方法
——建立数学模型
用来描述一个系统或它的性质的数学形式,可以是公式也可以是坐标图等。
2.步骤：
1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
资料1
二、种群的“J”形增长
资料2
20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内， 1937—1942年期间该种群数量的增长如左图所示
食物和空间条件充裕，没有天敌，气候适宜等
理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。
①实验室条件下；
②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 。
二、种群的“J”形增长
1.模型假设：
2.适用对象：
3.数学公式：
Nt=N0 λt
曲线式：
N0 ：为起始数量
t ：为时间
Nt ：表示t年后该种群的数量
λ：该种群数量是一年前种群数量的倍数
时间(t)
种群数量Nt
4.“J”形增长的特点：
种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
项目 种群数量变化 年龄结构
λ>1
λ＝1
λ<1
增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
λ >1
λ <1
λ =1
种群数量
时间
0
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
中国人口数据增长曲线
世界人口数据增长曲线
二、种群的“J”形增长
人口在20世纪大部分时期呈现出“J”形增长
探究：如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？
【实例】生态学家高斯的实验：
在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。
（1）为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？
由于随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。
（2）这种类型的种群增长称为什么？
种群的“S”形增长
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。
①资源和空间有限
②种群密度增大时
出生率降低
死亡率升高
1.“S”形增长的含义：
2.“S”形增长形成原因：
③种内竞争加剧
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
3.适用对象：
一般自然种群的增长
4.环境容纳量：
一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K 值。
三、种群的“S”形增长
5.“S”曲线的分析：
B
C
D
E
A
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢。
(1)AB段：
(2)BC段：
(3)C点：
(4)CD段：
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速。
种群数量为K/2，增长速率达到最大
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；
调整期
加速期
转折期
减速期
(5)DE段：
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。
饱和期
B
C
D
E
A
合作探究：请以时间为横坐标，种群增长速率为纵坐标，画出种群“S”形增长的增长速率曲线。
S型曲线增长速率曲线
增长速率
时间
t1
t2
①增长速率先增大后减小，最后为0。
②当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。
K/2
K
A
B
C
D
E
B
C
D
E
A
合作探究：同一种群的K值是固定不变的吗？
不是，生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
在环境条件没有变化的情况下，种群数量在K值上下波动，动态平衡。
三、种群的“S”形增长
野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？
保护大熊猫的根本措施是什么？
建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。
野生大熊猫的栖息地遭到破坏，食物和活动范围缩小，K值降低。
6.K值和K/2值的运用：
场景1
三、种群的“S”形增长
怎样做才能最有效的灭鼠？
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
如断绝或减少它们的食物来源；
养殖或释放它们的天敌，等等。
①降低环境容纳量
②在K/2前捕杀
防治有害生物的根本措施。
场景2
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？
应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为在这个水平上种群增长率最大。
场景3
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
——“黄金开发点”
“J”形增长 “S”形增长
产生条件
增长特点
K值
曲线
食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等理想条件。
资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。
每种群数量以一定倍数增长，种群增长速率越来越快。
种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，此后增长减缓，到K值时停止增长。
温故知新：“J”与“S”增长的比较
时间(t)
种群数量
t0 t1 t2时间
增长速率
时间
种群数量
t/2
t
无
有K值
练 习
1.[2024山东滨州期末] 下面两种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果。以下分析错误的是( )
图1、图2都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律
B. 图1中A点与图2中的C点对应
C. 图1中B点与图2中的D点对应
D. 图1、2中的B、C点都可以表
示种群达到了环境容纳量
D
01002003004001234567时间/天酵母数环境阻力食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候不适寄生虫传染病等K值:环境容纳量（生存斗争中被淘汰的个体数）“J”形曲线与“S”形曲线的比较
练 习
2.关于下图中种群数量变化的说法,错误的是( )
A.种群“J”形曲线只有在理想条件下才能出现
B.种群呈“S”形增长过程中,在达到
之前就是“J”形增长
C.自然状态下种群数量达到600时,种
群的增长率为0
D.环境条件变化时,种群的K值也会发
生相应变化
B
在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。
四、种群数量的波动
对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中
某地区东亚飞蝗种群数量的波动
处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年飞蝗大发生的概率最大。故河北蝗区常出现“先涝后旱，蚂蚱成片”，“大水之后，必闹蝗灾”的情况。
种群数量的爆发：
种群数量的下降：
当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。
种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
▲对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。
实验原理
提出问题
作出假设
在理想条件下，种群的增长呈“J”形曲线；
在各种资源有限或者存在环境阻力的情况下，种群增长呈“S”形曲线。
通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的
培养液中的酵母菌数量一开始呈“ ”形增长；随着时间的推移， 酵母菌数量呈“ ”形增长。
S
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
J
对培养液中酵母菌数量定时检测并记录。
将试管放在28℃的恒温箱中培养7天
培养
将酵母菌接种到支试管中
接种
每天取样计数酵母菌的数量，连续观察7天并记录这7天的数值。
计数
将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中
准备
方法步骤
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板
（4）酵母菌计数
血细胞计数板正面
计数区
计数室
25×16型
A1
A2
A3
A4
A5
16×25型
A1
A3
A2
A4
计数室：
共400小格，
容积为0.1mm3。
即1×10-4mL。
计数板正面
血细胞计数板
抽样检测法
A1
A2
A3
A4
A5
=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数
每个计数室共有400小格，总容积为0.1mm3 =1×10-4mL
酵母菌的计数:每毫升培养液中的酵母菌细胞数是多少？
酵母细胞个数/mL
1、检测员将1mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0．1 mm3。
现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻 个／mL。
5n×105
=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数
酵母细胞个数/mL
稀释：将酵母菌培养液进行适当的稀释；若菌液不浓，可不必稀释。
镜检计数室：在加样前，先对计数板的计数室进行镜检 。
若有污物，则需清洗后才能进行计数。
加样品：在清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片，再用无菌细口滴管将稀释的酵母菌液由盖玻片边缘滴入一小滴（将计数室充满即可），让菌液沿缝隙自行渗入计数室。注意不可有气泡产生。
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（4）酵母菌计数的操作
注意事项：
进行计数前，应先将试管摇匀，目的是使酵母菌在培养液中混合均匀，以减少计数误差。
显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应取相邻两边及顶角计数。
若一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清时，则可将培养液稀释一定倍数后再计数。
本实验无对照实验，酵母菌每天的数量变化可形成前后对照。
血球计数板使用后，切勿用硬物洗刷，可采用浸泡和冲洗的方法清洗。
典例追踪
2 为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作，其中正确的是( )
A. 将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养
B. 将培养液静置一段时间后，用滴管从锥形瓶中吸取一定量的培养液
C. 在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液
D. 将计数板放在载物台中央，立即在显微镜下观察、计数
A
感谢观看
202X/01/01
