(共49张PPT)
必修3 稳态与环境
种 群 数 量 的 变 化
请于2012.12.21日前食用
培养细菌的培养基
3天之后, 所形成的细菌将可铺满整个地球。
大肠杆菌
定时分装到更大的容器中，并添加培养液
思考回答
0
20
40
60
n
1．细菌繁殖了n代后的数量是多少？
细菌增长的数学模型研究
2．请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。
一、建构种群增长模型
细菌每20分钟分裂一次，蛋糕中细菌的数量是怎样随时间变化的？
资源和空间无限多，种群增长不会受种群密度增加的影响
时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
请你计算出1个细菌在不同时间产生的后代数量:
2
4
8
16
32
64
128
256
512
第n代细菌数量的计算式：
Nn=2n
Nn=2n
N代表细菌数量，n表示第几代
数学模型
一、建构种群增长模型
细菌每20分钟分裂一次，蛋糕中细菌的数量是怎样随时间变化的
资源和空间无限多，种群增长不会受种群密度增加的影响
观察、统计细菌数量，对模型进行检验或修正
观察研究对象，
提出问题
提出合理假设
根据实验数据，用适当的数学形式进行表达
进一步实验或观察，对模型检验或修正
Nn=2n
N代表细菌数量，n表示第几代
研究实例
一般步骤
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
（个）
2
4
8
16
32
64
128
256
512
增长速度v
(个/20min)
增长速度越来越快
100
200
300
400
500
600
20
40
60
80
100
180
时间
如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈Ｊ型．
种群增长的Ｊ型曲线
种群数量
时间
实例1：24只野兔 6 亿
二、种群增长的指数增长：“J”型曲线
有茂盛的牧草，没有天敌，土壤疏松，打洞方便
实例2：凤眼莲
讨论1：出现这种增长的原因有哪些？
种群增长的“J”型曲线：
①产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；
②增长特点：
种群数量每年以一定的倍数（λ）增长．
③数量的计算：t年后种群的数量为
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率．）
增长率=
第二年的总数
第一年的总数
第一年的总数
= λ－1
增长率
时间
当λ＞1时：
当0＜λ＜1时：
当λ=0时：
当λ=1时：
种群数量上升
种群数量下降
种群数量稳定
雌性个体不繁殖，无下一代
2000年世界人口增长曲线
我国1000~1990年人口数量变化
在有限的资源和空间的条件下，
种群又是怎样增长的呢
有具体的实例验证吗
高斯实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h计一次大草履虫的数量。经过反复实验得出：大草履虫在实验环境条件下的最大种群数量是375个。
（1）讨论思考：
①“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线。
②该实验中在第 天时增长率最快。
③环境容纳量（又称 ）：在环境条件 的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。
趋于稳定
2、3
K值
不受到破坏
时间
种群数量
增加空间、资源。K变大
减少空间、资源。K变小
种群增长的“S”型曲线应用：
种群数量达到K值后，数量就不在增加
K
种群增长的“S”型曲线应用：
A
增长速率：
不断增大，K/2时增长速率最大，之后开始下降。
有利种群
捕获时间：
有害种群：使其数量小于K/2
捕获量：
＞K/2
捕获后=K/2
（2）种群的“S”型增长到K值后不再继续增加的原因：
内因是：
外因是：
种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等
自然界的资源和空间是有限的
K/2
种群增长的“J”型曲线
种群增长的“S”型曲线
两种生长曲线的对比：：
今天你学会了吗？
种群增长的J型曲线
种群增长的S型曲线
曲线图
模型
时间
种群数量
时间
种群数量
Nt=N0 λt
条件
理想条件：即食物和空间充裕，气候适宜，没有敌害等。
资源和空间有限，种内竞争加剧，天敌增加
增长率
不变
先增大后减小，K/2处最大
函数式
讨论：试分析大熊猫数量日益减少的原因 你能提出保护大熊猫措施吗？
自身繁殖率低
食性单一
气候变迁
栖息地的丧失
提高繁殖率
建立自然保护区，保护环境
提高环境容纳量
讨论：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应该采取哪些措施控制家鼠数量？
提示：从环境容纳量的角度思考。
如1：将食物储藏在安全处，饿死它们。
2：室内采取硬化地面等措施，使其无处藏身。
3：养殖或释放它们的天敌，等等。
同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
A
细菌的数量／个
Ｊ型曲线
S”型曲线
种群在没有环境阻力的条件下呈现“J”型增长，实际上是“S”型增长的最初阶段。
用达尔文的观点分析“J、S”曲线
问题：“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？
时间
种群数量
J型曲线
S型曲线
K值
图中阴影部分表示：环境阻力；表示在生存斗争被淘汰的个体数量。
0
100
200
300
400
1
2
3
4
5
6
7
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
在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？
种群的数量达到K值时，都能长时间维持稳定吗，为什么？
东亚飞蝗种群数量的变化曲线
在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡
大多数种群的数量总是在波动之中的
影响种群数量变化的因素
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、传染病、天敌
重要因素：人类的活动
研究种群数量变化的意义
1、合理利用和保护野生生物资源
2、为防治有害生物提供科学依据
在Faroe Islands上，
捕鲸现场成了血的海洋
苍鹭的保护
云豹的保护
野猪的保护
救护被困的鲸鱼
全力防蝗减灾
阅读探究实验：
制作培养液（无菌）
培养酵母菌
计数（7天，每天三次）
分析得出结果
血球计数板，通常是一块特制的载玻片，其上由四条槽构成三个平台。中间的平台
又被一短横槽隔成两半，每一边的平台上各刻有一个方格网。如左图。
血球计数板直接计数
拜拜
在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？
在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？
在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如左图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（ ）
D
种群增长率
种群增长率
种群增长率
种群增长率
小球藻个体数
1. 下列环境中的生物,构成一个种群的是（ ）
A. 一个池塘中的所有鱼
B.一块农田里的所有东亚飞蝗
C. 一片森林中的鸟
D. 一条河中的草履虫
巩固练习
B
2、预测一个国家或地区的人口数量未来动态的信息主要来自于（ ）
A．现有人口数量和密度
B．目前的年龄组成
C．男女之间的性别比例
D．出生率、死亡率和迁移率
B
3．某种群中年轻的个体非常多，年老的个体很少，这样的种群密度会（ ）
A．越来越大 B．相对稳定
C．越来越小 D．绝对不变
A
4．下面关于种群的叙述不正确的是（ ）
A．种群中的个体之间可相互交配繁殖
B．一个种群由许多同种个体组成
C．种群的个体数量是经常变动的
D．种群内的个体间常因空间和食物发生竞争
D
１、种群是指——————————————————————— —————————————。 2、下列各项属于种群的有———————————————。 Ａ、一片农田中的全部水稻
Ｂ、一片森林中的全部蕨类
Ｃ、一口池塘中全部鲫鱼
Ｄ、一个院子里的全部葡萄
Ｆ、一片森林中的全部蛇
Ｇ、一个农民种的全部水稻
Ｈ、一窝蚂蚁 Ｉ、一个狼群
Ｊ、一片草原上全部老鼠
在一定的空间和时间内的同种生物个体 的总和
Ａ Ｃ Ｈ Ｉ
下图表示种群年龄组成的一种类型。
（1）此图表示_______型的种群。
（2）该种群中_______个体多，______个体少。
（3）据统计，70年代初我国人口（种群）年龄组
成与此图大体相似，所以在这以后一段时间内的
发展趋势是____________________。为此，我们
要认真执行人口的______________政策。
增长
幼年的
年老的
不断增长
计划生育
思考
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
