(共35张PPT)
第1章
第2节
种群数量的变化（第一课时）
图片中的手越白意味着越脏，越黑意味着越干净
任务1：问题探讨
假设：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20
min就通过二分裂繁殖一代。
1.
根据假设计算出1个细菌在不同时间产生后代的数量，记录在自己设计的表格中。
时间（min)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
分裂次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
数量（个）
2
4
8
16
32
64
128
256
512
任务1：问题探讨
3.
72
h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
Nn＝1×２n
＝2216
Nn=1×２n
2.
写出第n代细菌数量的计算公式：
理想条件下，一个细菌3天繁殖后代的总质量约是地球质量的1.765×1025倍！
任务1：问题探讨
4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线。
任务1：问题探讨
4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线。
任务1：问题探讨
4.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的增长曲线。
任务1：问题探讨
数学公式与曲线图各有什么优缺点？
第n代细菌数量的计算公式：
Nn=1×２n
曲线图：直观，但不够精确。
数学公式：精确，但不够直观。
一、建构种群增长模型的方法
种群增长数学模型的作用：
能够描述、解释和预测种群数量的变化。
数学模型：
用来描述一个系统或它的性质的数学形式，可以为公式、坐标图等。
细菌每20
min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？
在资源和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
观察研究对象，
提出问题
提出合理的假设
建立数学模型一般包括以下步骤：
研究方法
研究实例
一、建构种群增长模型的方法
Nn=N0×2
n。Nn代表繁殖n代后细菌数量，N0为细菌起始数量，n代表繁殖代数
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
建立数学模型一般包括以下步骤：
研究方法
研究实例
一、建构种群增长模型的方法
资料1：1859年，澳大利亚某农场中放生了24
只野兔。
一个世纪之后，澳大利亚野兔超过6
亿只。
后来，黏液瘤病毒控制了野兔的种群数量。
资料2：20世纪30年代，
环颈雉引入某地小岛。
5年间增长如图所示。
二、种群的“J”形增长
理想条件——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。
1.
模型假设
2.
数学公式
t年后种群的数量为
Nt=N0×λt
（N0为该种群的起始数量，
t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是前一年种群数量的的倍数。）
二、种群的“J”形增长
二、种群的“J”形增长
动物迁入适宜其生活的新环境后，一段时间内种群的数量变化；外来入侵物种的种群数量变化。
种群的数量每个世代（年）以一定的倍数增长，后一世代（年）种群数量是前一世代（年）种群数量的λ倍，种群数量的增长速率越来越快。
3.
增长特点
二、种群的“J”形增长
4.
实例
外来入侵物种紫茎泽兰
在中国外来入侵物种中名列第一位的紫茎泽兰，原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，大约20世纪40年代，紫茎泽兰由中缅边境传入中国云南南部。现在，云南80%面积的土地都有紫茎泽兰分布，对当地生物多样性造成了严重破坏。
二、种群的“J”形增长
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24
h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。
三、种群的“S”形增长
在有限的资源和空间条件下，当种群密度增大时，种内竞争不断加剧，种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率和出生率相等时，种群的增长就会停止，稳定在一定水平。
1.
模型产生原因
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
K2
种群增长速率的变化
种群数量
=N0，
?K/2，
=K/2，
?K/2，
=K，
增长速率为0
增长速率逐渐增大
增长速率最大
增长速率逐渐减小
增长速率为0
三、种群的“S”形增长
除起点和终点外,“S”形曲线种群增长速率一直大于0。
种群增长速率的变化
种群数量
=N0，
?K/2，
=K/2，
?K/2，
=K，
三、种群的“S”形增长
增长速率为0
增长速率逐渐增大
增长速率最大
增长速率逐渐减小
增长速率为0
一定资源和空间下，当种群密度增大时，种内竞争不断加剧，种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率和出生率相等时，种群增长停止，稳定在一定水平（K值）。
种群经过一段开始期后，呈加速增长，数量达到K/2时增长最快，此后开始减速增长，到K值时停止增长。
1.
模型产生原因
2.
增长特点
三、种群的“S”形增长
东北豹濒临灭绝的关键原因是什么？
3.
实践应用
最根本原因是东北豹栖息地遭到破坏，导致其食物和活动范围缩小，K值降低。
三、种群的“S”形增长
建立自然保护区，给东北豹更宽广的生活空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。
保护东北豹的根本措施是什么？
三、种群的“S”形增长
3.
实践应用
控制家鼠数量有哪些思路和对应具体措施？
家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病，危害极大。
三、种群的“S”形增长
3.
实践应用
三、种群的“S”形增长
3.
实践应用
控制家鼠数量的思路和相应具体措施
（1）思路：增大死亡率。具体措施：机械捕杀、药物毒杀等。
三、种群的“S”形增长
梁杰荣等于1976年6-7月在某地采用0.2%氟乙酰胺喷雾灭鼠，当年鼠兔（高原鼠兔和中华鼢鼠）种群密度由58.66只/公顷剧降为1.88只/公顷。但3年后，种群密度恢复为165只/公顷。
3.
实践应用
控制家鼠数量的思路和相应具体措施
控制家鼠数量的思路和相应具体措施
（2）思路：降低出生率。具体措施：施用避孕药、降低生殖率的激素等。
（3）思路：降低环境容纳量。具体措施：养殖家猫捕食家鼠、搞好环境卫生、硬化地面、安全储藏食物等。
三、种群的“S”形增长
（1）思路：增大死亡率。具体措施：机械捕杀、药物毒杀等。
3.
实践应用
三、种群的“S”形增长
降低有害生物环境容纳量是防治有害生物的根本措施。
3.
实践应用
如何合理确定有益生物资源的采收量？
千岛湖捕鱼的盛况
三、种群的“S”形增长
3.
实践应用
有益生物资源的合理采收量
科学调查有益生物资源的环境容纳量，使采收后种群数量剩余
K/2
左右。此时种群具有最大增长速率，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量，是可再生资源的最佳收获策略。
三、种群的“S”形增长
3.
实践应用
小
结(共36张PPT)
第1章
第2节
种群数量的变化（第二课时）
自然条件下，任何生物的种群都与环境中其他生物密切联系。严格地说，探究单个种群数量的变化只有在实验室才有可能实现。
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.如何在实际操作中设置该实验的时间变量？
2.怎样培养酵母菌？
3.如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
（1）血细胞计数板的介绍
（2）计数过程中的注意事项
4.该实验是否需要对照和重复实验？
5.如何记录和处理实验结果？
6.据实验结果绘制的曲线图接近哪种增长模型，为什么？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
活化
纯化
扩大培养
同时接种
8瓶同时接种，培养基体积相同，接种量相同，28
℃、150
rpm/min，分别培养图示小时后，取出依次放在4
℃冰箱中保存，学生分小组同时计数。
1.如何在实际操作中设置该实验的时间变量？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
培养时间/h:
0
3
6
9
12
15
18
21
酵母菌
2.怎样培养酵母菌？为什么？
培养瓶用微孔封口膜封口，28
℃恒温、振荡培养。
微孔封口膜封口既能避免杂菌污染培养液，又能保证培养过程中的气体流通。
28
℃是酵母菌出芽生殖比较适宜的温度。
振荡有利于促进溶氧，利于酵母菌有氧呼吸供能；促进培养液中营养成分与酵母菌菌体充分接触，有利于酵母菌出芽生殖。
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
导流凹槽
两个计数室
所在区域
血细胞计数板
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板侧面观
盖上盖玻片的示意图
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板1个计数室放大
示意图
每个计数室上各刻有一方格网，每个方格网共分九个大格，中央大方格为酵母菌计数区。
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板1个大方格放大
大方格
放大
每个大方格含25个中方格，每个中方格有16个小方格，共400个小方格。每个大方格面积为1
×1
mm2，每小方格面积为1/400
mm2。
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板1个大方格放大
大方格
放大
每个大方格的容积为0.1
mm3，即0.1
μL。
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
先盖盖玻片，再将培养液滴加于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。
盖盖玻片和滴加培养液，哪个步骤在前？
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
为什么要待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数？
吸取培养液之前为什么要将培养液摇匀？
使菌体分散开来、混和均匀，减少实验误差。
酵母菌全部沉降到计数室底部，减少实验误差。
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10
个
如果小方格内酵母菌过多，怎么办？
稀释100倍
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
计数的包括活菌和死菌。可以用亚甲基蓝对菌体进行染色，被染成蓝色的是死菌，没有染色的是活菌。
计数的酵母菌都是活的吗？
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
对于压在中方格界线上的酵母菌和酵母菌芽体，应当怎样计数？
压线的菌体，计上不计下，计左不计右。离开母体的芽体，无论大小均算一个。如果正在出芽，芽体大小达到或超过母细胞一半时，芽体可算1
个。
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
如果每一个中格（一个计数室共25
个中格）平均有酵母菌40
个，用来计数的培养液稀释了100
倍，请估算每
1
mL原始酵母菌培养液有酵母菌多少个？
任务1：算一算
40×25÷0.1×1000×100
=
1×109（个/mL）
3.
如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
本实验有前后对照，可以不单设对照组。如果担心培养过程中有污染，则需要单设不接种酵母菌的空白对照组。
4.
本实验需要设置对照和重复吗？
本实验需要设置重复以减少实验误差。
如果全班同学所测量的酵母菌来自同一培养样品，可以取全班同学计数的平均值作为实验结果，或者每名同学计数3
个或3
个以上计数室求平均值。
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
5.如何记录和处理实验结果？
全班同学分成若干组，每组计数一个培养时段。每人计数一个计数室，以小组计数平均值作该时段估值。
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
0
h
9
h
12
h
18
h
15
h
21
h
6
h
3
h
学生姓名
左上中格
右上中格
正中中格
左下中格
右下中格
计数室估算值（个/0.1
μL）
个人记录表格
培养时间
学生1
学生2
学生3
学生4
学生5
小组估算值
（个/
mL）
小组统计表格
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
全班汇总表格：单位（109
个/
mL）
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
培养时间
0
h
3
h
6
h
9
h
12
h
15
h
18
h
21
h
菌体浓度
全班汇总表格：单位（109
个/
mL）
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
培养时间
0
h
3
h
6
h
9
h
12
h
15
h
18
h
21
h
菌体浓度
0.10
0.47
2.57
4.41
5.95
6.51
6.62
6.54
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
6.根据实验结果绘制出坐标曲线图
随培养时间继续延长，培养液的环境容纳量会持续下降，酵母菌种群数量将下降。
四、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
进一步探究
请你对影响酵母菌种群增长的因素做出推测，并设计实验进行验证。
提示：实验结果受到菌种、培养温度、pH、通O2量、培养液中营养物质种类及比例、培养液浓度等各种内外因素的影响，可以选择其中的一个或两个为自变量进一步探究。
五、种群的“J”形和“S”形增长比较
“J”形增长
“S”形增长
产生条件
增长特点
增长速率坐标图
联系
“J”形增长
“S”形增长
产生条件
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。
增长特点
每个世代的种群数量以一定倍数增长，后一世代种群数量是前一世代种群数量的λ倍，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。
增长速率坐标图
联系
“S”形增长是“J”形增长在自然界环境阻力作用下发展的必然结果。
五、种群的“J”形和“S”形增长比较
五、种群的“J”形和“S”形增长比较
种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。“S”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。
五、种群的“J”形和“S”形增长比较
种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。“S”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。
环境阻力减小，K值增大；
五、种群的“J”形和“S”形增长比较
种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。“S”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。
环境阻力减小，K值增大；环境阻力增大，K值减小。
种群的K值高低与环境阻力大小呈负相关。
孙儒泳《动物生态学原理》第二版
六、自然种群数量的变化
六、自然种群数量的变化
孙儒泳《动物生态学原理》第二版
1.
一段时期内维持相对稳定
六、自然种群数量的变化
非洲草原上的野牛、狮种群数量相对稳定
六、自然种群数量的变化
K值是种群数量在一定环境中上下波动的平衡值。
加拿大北方森林的猞猁和雪兔种群数量同步周期性波动
2.
处于规则或不规则波动中
处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。
六、自然种群数量的变化
2.
处于规则或不规则波动中
六、自然种群数量的变化
3.
持续性的或急剧的下降，甚至衰退、消亡
最后一只活体长江白鳍豚“淇淇”的标本
原因：
人类乱捕滥杀、栖息地破坏。
种群数量过少，近亲繁殖使种群适应性降低。
六、自然种群数量的变化
种群数量的变化
种群增长模型
建构种群增长模型的方法
种群的“S”形增长
种群的“J”形增长
自然种群的数量变动
条件：食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种
特点：种群数量每年以一定倍数增长
一段时间内相对稳定(接近K值）
条件：食物和空间有限
特点：种群增长速率先增大后减小，最后为0
K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量
探究培养液中酵母菌种群数量变化（验证种群数量增长模型）
持续性的或急剧的下降，甚至衰退和消亡
规则或不规则波动。（K值是种群数量波动的平均值，波动中的生物，在某些特定条件下可能出现种群爆发）
小
结
