人教高中生物必修三4.2-种群数量的变化 课件

(共36张PPT)
第2节
种群数量的变化
学习内容
建构种群增长模型的办法
种群增长的“J”型曲线
种群增长的“S”型曲线
种群数量的波动和下降
自我检测
一、建构种群增长模型的办法
㈠、模型构建的形式及意义
1、表现形式及意义
通过
和数学方程式表现种群数量变化，
属于
模型，可以用来描述、
和
种
群数量变化。
2、数学模型：描述一个系统或它性质的数学公式
☆阅读P65数学模型建构的过程
☆完成P66的表格和曲线图
曲线图
数学
解释
预测
㈡、数学模型构建的步骤
1、观察研究对象，提出问题；
2、提出
；
3、根据实验数据，用适当的
形式对事
物的性质进行表达；
4、进一步实验或观察，对模型进行
。
合理的假设
数学
检验或修正
16世纪以来，世界人口表现为指数增长，所以一些学者称为人口爆炸
2
000年来世界人口增长曲线
二、种群增长的“J”型曲线
1、模型假设：在
食物和空间
条件充裕、气
候适宜、没有
敌害
等条件下，种群的数
量每年以
一定的倍数
增长，第二年的数
量是第一年的λ倍
2、建立模型：t年后种群数量为：
Nt=N0·λt
3、曲线：呈
J
型，无
K
值
4、增长速率保持不变
。
某海岛上环颈
雉种群的增长
种群增长的“J”型曲线
关于种群增长的“J”型曲线
◆前提条件（判断依据）
若出现以下五种情况即可判断为“J”型曲线
①理想条件下；②实验室条件下；③食物和空间条
件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满
足；④外来物种入侵早期阶段；⑤无环境阻力状况
◆公式：Nt=N0·λt（N0为该种群的起始数
量，t为
时间，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数
λ>1，种群密度增大，为增长型种群；
λ<1，种群密度减小，为衰退型种群；
λ=1，数量不变，为稳定型种群。
◆曲线及解读
曲线1
解读：
a.横坐标：时间；
纵坐标：个体数；
b.前提条件：
环境资源无限（理想条件）；
c.特点：
无K值，持续增加；
d.影响因素：
N0（即起始数量），λ值。
三、种群增长的“S”型曲线
1、成因：自然界的资源和空间总是
有限的
，
当种群密度增大时，种内竞争
加剧
，以该种群为食的动物的数量也会
增加
。使该种群的出生率
降低
，死亡率
上升
。当死亡率增加到与出生率
相等
时，种群的增长就会停止。
2、含义：种群经过一定时间的增长后，数量的增长曲线趋于稳定。
3、K值：又称
环境容纳值
，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的
种群最大数量
。
4、种群增长的“S”型曲线
达到K值不再增加的原因：
资源和空间有限；
当种群密度增大时，种内斗争加剧；
天敌数量增加，导致出生率下降；
死亡率上升，最终达到平衡。
5、曲线解读：
a.横坐标：时间；纵坐标：个体数；
b.前提条件：
环境资源有限；
c.特点：
有最大值K值，K/2时斜率最大，增长
速率最大。
6、曲线解读：
a.横坐标：时间；
纵坐标：种群增长速率；
b.特点：
先增大后减小，最后变为0
（即K值时），t1对应K/2值，t2对应K值。
（3）K值含义：即环境容纳量，是指在环境条件
不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群
最大数量。种群数量达到最大值（K值）以后保
持稳定。
7、K值与K/2在实践中的应用
保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值
改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存
K值（环境最大容纳量）
使鱼的种群数量维持在K/2，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升
灭鼠后，鼠的种群数量在K/2附近，这时鼠的种群数量会迅速增加，无法达到灭鼠效果
K/2（最大增长速率）
捕鱼
灭鼠
8、K值变动的示意图
⑴、同一种生物的K值不是
固定不变的，会受到
环境
的影响。在环境不遭受破
坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
⑵、环境遭受破坏，K值会下降；
生物生存的环境改善，K值会上升。
5.种群增长的两种曲线比较
阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分。
曲线基本呈“S”型，且表明当环境发生波动时，
种群数量也会发生波动。自然环境中的曲线与数学模型相比没有那么光滑、典型。
绵羊种群（a）和草履虫种群（b）增长实例
褐色雏蝗在1947～1951年的种群密度变化动态
（黑点示卵，“+”示若虫，“○”示成虫）
四、种群数量的波动和下降
1.影响因素
内因：
种内
关系
影响
外因
种间
关系
影响
①起始个体数（N0）
②直接决定因素：出生率和死亡率
迁入率和迁出率
③间接影响因素：性别比例和年龄组成
①
寄生
——传染病
②
捕食——食物和天敌
③
竞争和互利共生
（3）人为因素影响：种植业、养殖业的发展，砍
伐森林，猎捕动物，环境污染等。
（4）自然因素影响：气候条件等。
2.对有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及对濒危动物种群的拯救和恢复，都有重
要意义。
实例1、研究种群数量变化的规律，有利于野生生物资源的合理利用和保护。
实例2、种群数量变化规律在鱼类的捕捞、放养过程中的应用。
实例3、种群数量的增长规律在害虫害兽防治方面的应用。（如：灭鼠。投药灭鼠，并且要努力降低环境对老鼠的负载能力，比如严密封存粮食、及时清理生活垃圾、保护老鼠天敌等，这样才能从根本上限制老鼠数量的增长。）
种内关系——种内互助
“社会性”群聚的昆虫
意义：
有利于群体取食、御敌、生存。
“非社会性”群聚的动物
种内关系——种内斗争
植物的种内斗争：
表现在：对水分、养料、光照、空气等
无机环境因素的需求上。
动物的种内斗争：
表现在：为食物、栖所、配偶或其他因素的
矛盾而斗争。
种内关系——种内斗争
对个体有害，但对种的生存有利。
意义：
探究：
培养液中酵母菌种群数量的变化
1、提出问题
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化？
分析酵母菌生长的条件与种群数量增长之间的关系
例如，不同温度、通氧、通CO2等条件下酵母
菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖
和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？等
2、作出假设
3.讨论探究思路
通过讨论能明白实验设计的基本原理，在具体
操作时做到心中有数。
4.制订计划
本实验时间较长（7天），因此事前一定要做
好周密的计划，定程序、定时间、定人员。
5.实施计划
按计划的工作流程认真操作，做好实验记录
6.分析结果，得出结论
将记录的数据用曲线图表示出来，讨论分析实
验的结果与假设是否一致。
实验:培养液中酵母菌种群数量的变化
一、酵母菌数量测定方法
直接计数法：
借助显微镜观察测定
优点：快速
提问:有哪些缺点?
缺点：不能区分细菌的死活
㈠、实验原理
酵母菌的种群属于封闭种群类型。在自然条件下，开放种群的大小会随着生物个体的迁入或迁出而变大变小。在开放种群中，各种物质可通过种群进行循环。但在封闭种群中，情况有些不同，测定封闭种群的增长率比开放种群的增长率要容易得多。通过细胞计数就能知道酵母菌种群数量变化是如何随时间而发生变化的。
二、实验设计
㈡、实验假设
1、酵母菌种群数量随时间增长而增大，达到环境容纳量，后随时间增长而减少。
2、酵母菌种群数量随时间增长而保持稳定。
3、酵母菌种群数量随时间增长而减少。
㈢、实验预期
培养皿内的酵母菌种群数量随时间增长而增加，达到环境容纳量后随时间增长而减少
㈣、实验步骤：实验从第0天—第7天。
1、用标记笔把两支螺旋盖的试管标上A和B
2、在你的记录本上画好与表2.1类似的数据表。
计数
试管
第0天
A?
B
第1天
A?
B
第2天
A??
?B
第3天
A??
B
第4天
A?
??B
第5
天A??
B
第6天
A??
B
第7天
A??
B
第一样品
?
?
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第二样品
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总数
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平均数
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稀释倍数
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平均数×
稀释倍数
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浑浊度读数
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估算的数目
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用血球计数板计数酵母菌悬液的酵母菌个数。
(1)样品稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每小方格内含有4-5个酵母细胞为宜，一般稀释10倍即可。
(2)将血球计数板用擦镜纸擦净，在中央的计数室上加盖专用的厚玻片。
(3)将稀释后的酵母菌悬液，用吸管吸取一滴置于盖玻片的边缘，使菌液缓缓渗入，多余的菌液用吸水纸吸取，稍待片刻，使酵母菌全部沉降到血球计数室内。
(4)计数时，如果使用16格×25格规格的计数室，要按对角线位，取左上、右上、左下、右下4个中格（即100个小格）的酵母菌数。如果规格为25格×16格的计数板，除了取其4个对角方位外，还需再数中央的一个中格(即80个小方格)的酵母菌数。
计数器(血球计数板）测定法
0.052cm2×25
0.1ml菌液
菌液滴
染色
（或不染色）
面积
1cm
2
血球计数板
提问：数了125个小格中有90个细菌，样品中的细菌浓度是多少？
(90个÷125)
400
/
0.1ml
=2880个/ml
适用范围：测定个体较大的细菌或原生动物
细菌个体若太小、过多，由于每一小格中细菌层层叠加，相互遮挡，难以准确计数。
数数细菌（或其他微生物或细胞）数目，（一般数125个小格），折算样品细菌浓度；
显微镜直接计数法
每毫升原液所含菌体数（个）=每小方格平均菌体数×400×10×1000×稀释倍数
不足：
不能区分死细胞和活细胞，应用范围较窄
一些小的细胞在显微镜下很难看到；
样品中菌液浓度不能低于106个/mL
不能用于菌丝体或呈链状而不分散的微生物测定。
㈤、实验结论
㈥、实验分析