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第27讲
种群及其动态
第九单元 生物与环境
选修二
种群的数量特征
1
种群数量的变化及影响因素
2
考点
培养液中酵母菌种群数量的变化
3
种群的数量特征
1
种群的数量特征
1
一、种群的数量特征
1.种群
生活在一定自然区域内，同种生物的全部个体。
一个水池里的全部鱼
×
一个鱼缸里的全部金鱼
√
①一定地域内
概念要点：
②同种生物构成
③全部个体的总和
种群是物种繁殖、进化的单位
一、种群的数量特征
2.种群密度
如何描述种群数量特征？
种群密度
出生率和死亡率
迁入率和迁出率　
年龄结构和性别比例
种群在 或 中的个体数。
种群密度是种群最基本的数量特征。
（1）计算公式：种群密度=
种群的个体数
空间大小（面积或体积）
单位面积
单位体积
（2）研究种群密度的意义
濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。
种群的数量特征
1
二、种群密度的取样调查
1.逐个计数法
在调查 、 的种群时，可以逐个计数。
分布范围较小
个体较大
如调查某山坡上的珙桐（湖北神农架的国家一级保护植物）密度
【注意】数量较少的濒危生物，即使分布范围较大，也可以采用逐个计数法计算种群密度。
二、种群密度的取样调查
2.估算法（抽样调查）
在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取 的方法。
估算
整个草原如何调查？
（3）黑光灯诱捕法
（1）样方法
（2）标记重捕法
（4）抽样检测法
二、种群密度的取样调查
2.估算法（抽样调查）
（1）样方法
① 概念（调查程序）
在被调查种群的分布范围内， 选取 个 ，通过计数每个样方的个体数，求得每个样方的种群密度，
以 作为该种群的种群密度估算值。
随机
若干
样方
所有样方种群密度的平均值
②适用范围
适合调查植物，以及 、 的动物。
活动能力弱
活动范围小
样方法
蚜虫
跳蝻
样方是人为划定的一个区域
（1）样方法
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
1.为什么选双子叶草本植物为调查对象？
因单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认。
单子叶植物叶片条形或披针形，平行脉
双子叶植物网状脉
（1）样方法
步骤：取样→计数→求平均值
样方的取样关键：
随机取样，不能掺入主观因素
2.为什么强调随机取样？
为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。
3.样方的多少会影响调查结果吗？
样方的多少与被调查地段的总面积呈 相关；一般来说，选取的样方越少， ；选取的样方越多，求得的种群密度 。
正
越接近实际值
误差越大
4.样方应多大为宜？
以调查对象大小、数量来定。
草本1m2，灌木9m2，乔木100m2
（1）样方法
常见取样方法：
五点取样法
等距取样法
调查总体为非长条形时
调查总体为长条形时
所选样方位置上有块大石头，需要换个位置取样吗？
不需要
（1）样方法
计数原则：
同种生物个体无论大小都要计数，若正好在边界线上，应
“计上不计下，计左不计右” ，即只计数相邻两边及夹角上的个体。
10个
9个
（1）样方法
步骤：取样→计数→求平均值　　
估算这块草地中蒲公英的密度（ ）
样方1m2 1 2 3 4 5
株数(株)
密度 4
7
6
4
7
5.6株/m2
10m
10m
（1）样方法
①要做到随机取样，不能掺入主观因素。
②样方数量不宜太少，大小适合。
③选熟悉又容易计数的植物，一般不选丛生或蔓生的单子叶植物，
而选择个体数目容易辨认的双子叶植物。
注意事项：
如果调查草原上马的种群密度，还能用样方法么？
不能，
马活动能力强，活动范围大。
估算法—标记重捕法
在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回。第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为25条，由此估算该池塘中共有鲫鱼的条数为多少？
约386条
种群数量(N)
首捕标记数(M)
重捕总数(n)
重捕中标记数(m)
=
25
91
=
106
N
N=
①概念
在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记
（M个）后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物（n个）中标记个体数（m个）占总个体数的比例，来估算种群密度。
N
=
（2）标记重捕法
（2）标记重捕法
②适用范围
活动能力强，活动范围大的动物。
让标记个体在群体中随机分布，时间太短会导致重捕个体中被标记个体偏多，计算结果偏小。
时间太长，标记个体有可能迁出、或死亡
（2）标记重捕法
①选择区域要随机，不能主观选择；
4.被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡现象。
②重捕的地域与方法与初捕相同；
③每次捕获的样本数量不能太少，以减小偶然误差；
注意事项：
（2）标记重捕法
对标记的要求：
①标记物不易脱落
②不影响被标记生物的正常生理活动
③标记物不能过于醒目
第一次捕捉：M
第二次捕捉：n个
有标记的：m
总数N
计算公式：
=
N
=
计算结果偏大
计算结果偏大
1）易被天敌捕食
结果偏大
2）易被人捕捉
结果偏小
（2）标记重捕法
思考：重捕时，捕获的标记个体受伤死亡，会影响统计结果吗？
计算公式：
=
N
=
不影响
思考：若某种动物被捕捉过一次后更难捕捉，则统计结果较实际
种群密度偏大还是偏小？
偏大
思考：若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，
则估算值偏____。
小
（2）标记重捕法
误差分析：主要取决于重捕中标记个体数（m）偏大或偏小
a. m值变大导致种群数量（N）偏小：如重捕时间太短，初捕个体未充分融入或标记物过于明显，使其第二次捕捉时更易被捕到。
b. m值变小导致N偏大：
①标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。
②标记物影响动物的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。
③标记物易脱落，从而导致m值变小。
④调查期间被标记的动物放回后部分死亡。
（2）标记重捕法
“三看法”选择适合的种群密度调查方法
一看
个体数量
少
直接计数
二看
生物类型
植物
样方法
二看
生物类型
活动能力小
样方法
多
动物
活动能力大
标记重捕法
实战演练：要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度，
你将分别采取什么办法？说说你做出选择的理由。
鼠：标记重捕法
蚯蚓：样方法
二、种群密度的取样调查
2.估算法（抽样调查）
（3）黑光灯诱捕法
②适用范围
对于有_______的昆虫，可以用___________________的方法来估算它们的种群密度。
①原理
黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线的电光源。 黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。
黑光灯进行灯光诱捕
趋光性
二、种群密度的取样调查
3.其他方法
（1）红外触发相机
（2）动物的声音
秧鸡
鸮
二、种群密度的取样调查
3.其他方法
（3）动物粪便——微卫星DNA分子标记
课堂小结
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
--最准确
二、种群密度的取样调查
经标记重捕法估计，该种群的种群密度为88.4只/hm2 ，那环境因素稳定不变的情况下，你能预估一段时间后该种群的种群密度的变化情况吗？
“种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。”
种群的数量特征
1
三、种群的其他数量特征
1.出生率和死亡率
为什么东北豹、大熊猫等动物在人为保护的措施下，种群数量仍不能迅速增长，而鼠、蝗虫等动物，尽管人们采取各种防除措施，却仍然数量繁多，屡屡为害？
一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。种群出生率高是种群出现快速增长的重要内因。
三、种群的其他数量特征
1.出生率和死亡率
（1）概念
（2）举例
在 内 的个体数目占该种群
的比值即 。
2015年我国总人口为13.7亿。
2015年出生人口为1655万人，则出生率为 。
2015年死亡人口为 975万人，则死亡率为 。
单位时间
新产生（或死亡）
个体总数
出生率（死亡率）
12‰
7 ‰
增长率=
出生率-死亡率
三、种群的其他数量特征
1.出生率和死亡率
（3）意义
出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。
直接决定种群密度的大小。
出生率和死亡率 种群密度
出生率>死亡率
出生率=死亡率
出生率<死亡率
增加
降低
不变
三、种群的其他数量特征
2.迁入率和迁出率
（1）概念
（2）意义
在 内 的个体数占 的
即迁入率（迁出率）。
单位时间
迁入（迁出）
该种群个体总数
比值
种群
迁入
迁出
迁入率和迁出率也是决定种群大小和种群密度的直接因素。
三、种群的其他数量特征
2.迁入率和迁出率
迁入率和迁出率 种群密度
迁入率＞迁出率
迁入率=迁出率
迁入率＜迁出率
增加
降低
不变
（3）与实践的联系
如果研究一座 人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。
城市
三、种群的其他数量特征
3.年龄结构
一个种群中 的个体数目比例。
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
幼多老少
比例适中
老多幼少
增长型
稳定型
衰退型
（1）概念
（2）类型
各年龄期
3.年龄结构
年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？
年龄组成为衰退型的呢？
不一定，因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
（3）意义
可预测种群密度和数量的变化趋势。
但是这种趋势不一定能实现
3.年龄结构
类型 增长型 稳定型 衰退型
年龄特征 幼年个体 ， 老年个体 。 各年龄期个体数 。 幼年个体 ，
老年个体 。
发展趋势 出生率 死亡率，种群密度 。 出生率 死亡率， 种群密度 。 出生率 死亡率，种群密度 。
图示
多
少
比例相当
少
多
＞
增大
≈
相对稳定
＜
减小
衰退型
稳定型
增长型
年龄结构通过影响 和 来影响种群密度。
出生率
死亡率
年龄结构的几种表示方法
A
B
C
幼年
成年
老年
D
E
F
A ,
B ,
C ,
D ,
E ,
F 。
增长型
稳定型
衰退型
增长型
稳定型
衰退型
三、种群的其他数量特征
4.性别比例
（1）概念
（2）类型
指种群中 数目的比例。
雌雄个体
雌雄相当型
雌多雄少型
雌少雄多型
多见于高等动物
多见于人工控制的种群
多见于营社会生活的昆虫
注意：这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体，如工蜂就不计算在内。
注意：不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。
4.性别比例
（3）与实践的联系
雌蛾
雄蛾
性外激素
雄 蛾
奇怪，明明很香，怎么没看到美女啊？
人工合成的性外激素
使用性引诱剂诱杀雄虫
雌 ：雄≈1
不合理的性别比例（雌：雄>1）
种群出生率下降
性别比例通过影响出生率间接影响种群密度
4.性别比例
利用人工合成的________（信息素）诱杀某种害虫的_____个体，____________________________，就会使很多雌性个体_____________，从而使该种害虫的种群密度明显降低。
性引诱剂
雄性
改变了害虫种群正常的性别比例
不能完成交配
*注意：正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择
形成的的性别比例，并不一定是雌雄相当型。
思考：为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？
降低了种群的出生率
课堂小结
种群
数量特征
遗传特征
空间特征
种群密度
死亡率
出生率
年龄结构
性别比例
迁入率
迁出率
具有
最核心
的是
决定
决定
决定
决定
预测
影响
影响
影响
习题巩固
1.下列有关标记重捕法和样方法这两种种群密度调查方法的说法，
正确的是( )
A.调查动物的种群密度时都要采用标记重捕法
B.选取的样方一般呈长方形，样方面积可以根据情况调整大小
C.标记重捕法中种群数量的估算公式：
(初次标记个体数×重捕个体数)/重捕中标记个体数
D.样方计数时，同种生物个体无论大小都要计数，
且要计算样方边线上的所有个体
C
习题巩固
2.易错辨析
(1)同一个池塘中全部鲤鱼是一个种群(　　)
(2)出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群密度的改变
(　　)
(3)年龄结构和性别比例能预测种群数量未来的变化趋势(　　)
(4)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查(　　)
(5)运用标记重捕法调查时，个体被捕捉的概率应相等，
而与标记状况、年龄和性别无关(　　)
(6)标记物脱落会使标记重捕法调查的结果偏大(　　)
(7)性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率
间接影响种群密度的(　　)
√
√
×
×
√
√
×
习题巩固
3.黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？
分别属于生态系统中的何种信息传递？
　 原理不同。前者利用了昆虫的趋光性，后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理。前者属于物理信息，后者属于化学信息。
习题巩固
4.下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是( )
A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
B.图1中的c为种群最基本的数量特征
C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同
D.图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
C
种群数量的变化及影响因素
2
种群数量的变化及影响因素
2
一、种群数量变化的研究方法
1.研究方法
建立数学模型
2.数学模型的表现形式
Nn= 1 2n
是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
优 局限性
数学公式
曲线图
精确
不够直观
能直观地反映变化趋势
不够精确
3.建构数学模型的意义
描述、解释和预测种群数量的变化。
建立数学模型
研究实例
研究方法
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，对自己所建立的模型进行检验或修正
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
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
种群数量的变化及影响因素
2
二、种群的“J”形增长和“S”形增长曲线比较
1.种群的“J”形增长
（1）概念
自然界确有类似的细菌在理想条件下种群数量增长的形式，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”形。
*注意：该曲线的起点不是原点。
1.种群的“J”形增长
（2）模型假设
理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。
（3）种群 “J”形增长的数学模型公式：
①公式：Nt=N0 λt
②曲线式：
时间(t)
种群数量Nt
种群数量曲线
t ——时间
Nt——表示t年后该种群的数量
N0——起始数量
λ——每一代种群数量是前一代的倍数
随条件改变起点
（4）适用对象：
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 。
（5） λ值的生物学意义
1.种群的“J”形增长
项目 种群数量变化 年龄结构
λ>1
λ＝1
λ<1
λ＝0 增加
增长型
相对稳定
稳定型
减少
衰退型
【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
种群无繁殖，下一代将灭亡
只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长。
λ =1.1
λ =1.2
λ =0.8
λ =1.0
种群数量
时间
0
λ值的生物学意义图解
Nt=N0 λt
1.种群的“J”形增长
（6）增长率和增长速率
①增长率
单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例
增长率 =（现有个体数-原有个体数）/种群原有个体数
时间（t）
种群数量
种群数量曲线
Nt
N0
增长率曲线
时间
增长率
Nt=N0 λt
＝
×100％
Nt－Nt-1
Nt-1
增长率＝
末数－初数
初数
＝λ-1
增长特点
种群的增长率是一定的，种群数量没有上限。
1.种群的“J”形增长
（6）增长率和增长速率
单位时间内增加的个体数量
②增长速率
增长速率 =（现有个体数-原有个体数）/增长时间
时间（t）
种群数量
种群数量曲线
Nt
N0
Nt=N0 λt
实质就是“J”形曲线的斜率
＝
增长速率＝
末数－初数
单位时间
Nt－Nt-1(个)
t(年)
时间（t）
增长速率
增长速率曲线
=（λ-1）N0λt-1
增长速率呈指数函数增长
习题巩固
1-4年，种群数量__________
4-5年，种群数量__________
5-9年，种群数量__________
9-10年，种群数量_______
10-11年，种群数量_____________
11-13年，种群数量_____________________
前9年，种群数量第_______年最高
9-13年，种群数量第______年最低
呈“J”形增长
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
1.据图说出种群数量如何变化
习题巩固
2.温州某地乌鸦连续10年的种群数量变化情况如图所示(λ表示该种
群数量是一年前种群数量的倍数)，下列分析正确的是( )
A．第6年以前乌鸦种群数量呈“S” 型曲线增长
B．第5年和第7年的乌鸦种群数量相同
C．第3年的乌鸦种群增长速率最大
D．第3年的乌鸦种群数量最大
D
二、种群的“J”形增长和“S”形增长曲线比较
1.种群的“J”形增长
（1）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条件下。
（2）发生时期：新物种迁入的开始阶段、实验条件下。
（3）种群J形增长方式的数学模型是： Nt=N0 λt
（4）特点：种群数量连续增长； 增长率保持不变
（ λ-1 ）；增长速率呈指数函数增长（“J”形
曲线的斜率）。
如果遇到资源、空间等方面的限制，
种群还会呈“J”形增长吗？
高斯的实验
把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：
时间（天） 0 1 2 3 4 5 6
种群数量（个） 5 20 137 319 369 375 365
（1）为什么大草履虫种群没有出现
“J”形增长？
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
K=375
种群数量
时间
0
大草履虫种群的增长曲线
二、种群的“J”形增长和“S”形增长曲线比较
2.种群的“S”形增长
（1）概念
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“ ”形。
S
（2）形成原因
资源和空间有限
种群密度增大时
种内竞争加剧
出生率降低
出生率＝死亡率时，
种群稳定在一定的水平
死亡率升高
（3）适用对象
一般自然种群的增长
资源和空间有限，种内竞争加剧等。（即存在环境阻力）
（4）模型假设
2.种群的“S”形增长
（5）环境容纳量
一定环境条件所能 的种群最大数量称为 ，又称 。
维持
环境容纳量
K值
①同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
②同一环境，不同种群的K值不同。
【特点】
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。
K值并不是种群数量的最大值，种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
K
种群数量
时间
0
t1
t2
2.种群的“S”形增长
（6） “S”形增长曲线图分析
AB段：
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；
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；
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。
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大；
BC段：
C点：
DE段：
CD段：
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
2.种群的“S”形增长
（6）增长率和增长速率
① 对应的种群增长速率为0，数量最大，为K值。
E点
C点
S型曲线增长速率曲线
增长速率
时间
A
B
C
D
E
t1
t2
② 对应的种群增长速率最大，为K/2值。
S型曲线增长率曲线
增长率
0
t1
t2
时间
K
K/2
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
2.种群的“S”形增长
出生率或死亡率
时间
t0
t1
t2
出生率
死亡率
K/2
K
K
种群数量
时间
t0
t1
t2
K/2
K/2
增长速率
时间
t0
t1
t2
K
②t1之前，种群数量小于K/2值，由于资源和空间相对充裕，种群增长速率
逐渐增大；
③当种群数量为K/2值时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值；
④t1～t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌
数量增加，种群增长速率逐渐下降；
⑤t2时，种群数量达到K 值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。
①t0 时，种群数量N0，种群增长速率为0；
K值的表示方法和K值的变化
K/2
增长速率
时间
t0
t1
t2
K
出生率或死亡率
时间
t0
t1
t2
出生率
死亡率
K/2
K
K
种群数量
时间
t0
t1
t2
K/2
个体百分比
时间
t0
K
出生率
死亡率
种群数量达到K值时，
种群——增长停止；
种群数量在 K/2值时，
种群——增长最快。
2.种群的“S”形增长
（7） K值与K/2值在实践中的应用
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？
场景1
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
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速率最大
渔业捕捞应在 。
K/2以后
——“黄金开发点”
2.种群的“S”形增长
（7） K值与K/2值在实践中的应用
怎样做才能最有效的灭鼠？
场景2
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 捕杀。
K/2前
灭鼠时及时控制种群数量，严防达到K/2值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。
防治有害生物的根本措施。
2.种群的“S”形增长
（7） K值与K/2值在实践中的应用
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
场景3
K
种群数量
时间
0
B
C
D
E
t1
t2
A
K/2
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
野生大熊猫种群数量锐减的最根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K 值就会变小。
2.种群的“S”形增长
（7） K值与K/2值在实践中的应用
【总结】K值与K/2值的应用
K值
减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源
增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物
草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量
K/2值
渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处
K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处
种群数量的变化及影响因素
S形曲线的开始部分并非J形曲线。J形曲线从始至终都保持指数式增长，其增长率不变而增长速率持续增加。而S形曲线从始至终具有环境阻力，其增长率持续减小，而增长率先增加后减少。所以，绝不能认为S形曲线的开始部分是J形曲线。
环境阻力
下图体现了种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系
两种增长曲线的主要差异是:
按自然选择学说，它就是在生存斗争中被淘汰的个体数量。
环境阻力的不同
0
100
200
300
400
1
2
3
4
5
6
7
时间/天
大草履虫数
环境阻力
k值:环境容纳量
j形曲线
s形曲线
课堂小结
习题巩固
3.观察下图，分析下列相关叙述中，错误的是( )
A.种群呈现“J”形增长的前提条件是环境、资源
　非常优越，生存空间无限
B.呈现“S”形增长的种群，随着时间的推移，
种群增长所受的环境阻力不断加大
C.种群增长的“J”形曲线有K值，只是K值较大，
图中没有表示出来
D.在自然界中，种群的增长曲线一般是“S”形曲线
C
习题巩固
4.生物有两种繁殖策略模式：速度策略(r－策略)和环境容纳量策略(K－策略)。采取r－策略的生物通常是一些小型生物如果蝇、鼠等，适应食物或温度这些波动因素。下列说法不正确的是（ ）
A.r－策略的生物能在短时间内产生较多的后代，以便在特定的环境中占据优势
B.r－策略的种群常受到非生物因素的控制，其种群数量通常不能维持在K值附近
C.只要将沙漠蝗虫的数量控制在K/2之内，就能有效地控制近期危害非洲的蝗灾
D.虎属于K－策略的生物，其有效保护措施是改善它们的栖息环境以提高K值
C
习题巩固
5.易错辨析
(1)环境容纳量是指种群的最大数量(　　)
(2)不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值固定
不变(　　)
(3)种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变(　　)
(4)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动(　　)
(5)为有效防治蝗灾，应在种群数量为K/2时及时控制种群密度(　　)
(6)在“S”形增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率
减慢，其对应的年龄结构为衰退型(　　)
×
×
×
×
×
×
习题巩固
6.某实验小组探究培养液中草履虫的种群数量变化，实验结果统计
如下表：
时间（天） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
数量（只/mL) 36 41 57 129 146 153 168 191 232 225 224
则该培养液中草履虫种群的环境容纳量（K值）是 （ ）
A.232 B.225 C.224 D.227
D
种群数量的变化及影响因素
2
三、种群数量的变化
东亚飞蝗种群数量的波动
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。
对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。
在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。
1.种群数量的波动
三、种群数量的变化
2.种群数量的爆发
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。
三、种群数量的变化
3.种群数量的下降
①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。
②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。
人类活动对自然界种群变化的影响越来越大，甚至成为了决定性因素。
三、种群数量的变化
4.研究意义
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。
（2）对有害动物的防治。
（3）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
种群数量的变化及影响因素
2
四、影响种群数量变化的因素
自然界的种群总是有盛有衰，数量处于不断变动中。
种群最基本的数量特征：种群密度
影响种群数量变化的因素？
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
非生物因素
生物因素
凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。
四、影响种群数量变化的因素
1.非生物因素
（1）阳光
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ，即主要取决于林下植物受到的 。
林冠层郁闭度低
林下光照强度高
林下植物种群密度高
林冠层郁闭度高
林下光照强度低
林下植物种群密度低
影响光合作用强度
郁闭度
光照强度
四、影响种群数量变化的因素
1.非生物因素
（2）温度
温度会影响酶的活性
温度常常通过影响________________________________等影响种群的密度。
出生率、死亡率、迁入率、迁出率
种子春季萌发
蚊类等昆虫无法越冬
鸟类秋季开始南迁
四、影响种群数量变化的因素
1.非生物因素
（3）水分
细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压
干旱缺水会使许多动植物种群的死亡率升高
蝗虫将卵产在土壤中，含水量在10%～20%时最适合它们产卵和孵化。
气候干旱会使东亚飞蝗呈爆发式增长。
四、影响种群数量变化的因素
1.非生物因素
非生物因素对种群数量变化的影响往往是_______的。
例如，春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，_________、_________也是重要因素。
综合性
日照延长
降水增多
四、影响种群数量变化的因素
2.生物因素
（1）种群内部的生物因素
随着种群的增长， 会加剧，从而使种群的增长 ，这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。
种内竞争
受到限制
种内竞争源于种群内部个体对有限食物和空间等资源的争夺，
食物和空间等资源越有限、种群密度越大，则种内竞争越 、种群增长率越 。
激烈
小
2.生物因素
（1）种群内部的生物因素
遗传变化
生理变化
行为变化
种群中繁殖能力高低是两种基因型，种群密度的较高的情况下，种群内繁殖能力较低的个体较多，在低密度情况下，种群内繁殖能力较高的个体较多。
种群数量上升时，种群内部个体之间的心理“紧张”，加强了对动物神经内分泌的刺激，影响垂体功能，导致其他激素分泌发生变化。
种群中的个体通常选择一定大小有利地段作为自己的领域，个体为争夺一定的自然资源而产生领域行为，领域行为对种群密度具有明显的调节作用。
四、影响种群数量变化的因素
2.生物因素
（2）种群外部的生物因素
森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群数量的变化。
①种间竞争
2.生物因素
（2）种群外部的生物因素
②寄生关系
作为宿主的动物被______寄生，_____或_____引起传染病，也会影响种群的_______________等特征，进而影响种群的数量变化。
寄生虫
细菌
病毒
出生率和死亡率
菟丝子寄生在大豆
螨虫
（2）种群外部的生物因素
③捕食关系
除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的
，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现出生率 、死亡率 的现象。
捕食对象
降低
升高
2.生物因素
（2）种群外部的生物因素
资料. 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里，对猞猁和雪兔的种群数量做了研究，结果如下图所示。
③捕食关系
（2）种群外部的生物因素
讨论.猞猁和雪兔种群数量变动哪个是因、哪个是果？
条件 对于 雪兔 条件 对于猞猁 猞猁种群 出生率 猞猁种群 死亡率 猞猁种群数量
雪兔↑ 食物 充足 上升 下降 上升
雪兔↓ 食物 缺乏 下降 上升 下降
猞猁↑
捕食压力增大
猞猁↓
捕食压力减小
雪兔增多
猞猁增多
雪兔减少
猞猁减少
食物 充足
大量吃雪兔
食物 缺乏
少量吃雪兔
如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。
③捕食关系
循环因果关系
在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。
2.生物因素
生物因素
外部的生物因素
内部的生物因素
种间竞争
寄生
捕食
种群增长
种群密度增大
种内竞争加剧
种群增长受限
遗传变化
生理变化
行为变化
四、影响种群数量变化的因素
3.制约因素
①概念: 一般来说，___________等_________对种群数量的作用
强度与该种群密度是______的。
②举例: 同样是缺少食物，种群密度______，该种群受食物短缺
的影响就_____。
（1）密度制约因素
食物和天敌
相关
越高
越大
生物因素
（2）非密度制约因素
①概念: ___________等_________以及____________等 ，
对种群的作用强度与种群密度__________。
②举例: 在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度______，
所有个体都会死亡。
气温和干旱
气候因素
地震、火灾
自然灾害
无关
高低
课堂小结
分类一
非生物因素：阳光、温度、水等
生物因素：种内竞争、种间关系
分类二
密度制约因素：食物，天敌，传染病等
非密度制约因素：
气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
生物因素一般是密度制约因素，
非生物因素多数是非密度制约因素。
种群数量的变化及影响因素
2
五、种群研究的应用
1.濒危生物的保护
调查
了解
预测
采取
种群数量特征
影响因素
生存状态
种群数量变化趋势
保护措施
建立自然保护区，提高环境容纳量。
根本措施
五、种群研究的应用
2.经济生物的高产
①研究表明：
中等强度的捕捞（捕捞量控制在 左右）有利于持续获得较大的鱼产量。
K/2
②渔网网目不应过小，否则会影响来年渔业产量。
③“休渔期”和“禁渔区”。
渔网网目过小，许多幼鱼被捕捞上来，影响鱼种群的年龄结构，从而影响种群出生率，造成来年鱼的产量。
年份
鱼塘密度/尾
网目大小
五、种群研究的应用
3.有害生物防治
（1）鼠害防治
①采用 和 的方法控制现存害鼠的种群数量。
②通过减少其获得 的机会降低其环境容纳量，
使鼠害得到有效防治。
化学
物理
食物
五、种群研究的应用
3.有害生物防治
（2）对农林害虫的防治
如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌。
化学防治
生物防治
有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。
例如：白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾的寄生性天敌昆虫（寄生在白蛾蛹内），将人工繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间，对美国白蛾等食叶害虫起到了良好的控制作用。
习题巩固
7.易错辨析
（1）非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的(　　)
（2）食物匮乏，动物种群会出现出生率降低死亡率升高的现象( )
（3）气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素(　　)
（4）引入天敌，有利于将害虫的数量控制在较低水平(　　)
√
√
√
×
习题巩固
8.下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述，
不正确的是( )
A.林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越多
B.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
C.地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关，
属于非密度制约因素
D.影响种群数量的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等
A
习题巩固
9.下图表示种群在理想环境中和有环境阻力情况下的增长曲线，
下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是( )
A.图甲为“J”形增长，每年增加的个体数量始终不变
B.图乙为“S”形增长，G点时增长速率达到最大值
C.防治蝗灾应在害虫数量达到F点时进行
D.渔业捕捞后剩余量应该在E点左右
D
培养液中酵母菌种群数量的变化
3
培养液中酵母菌种群数量的变化
3
一、实验目的
探究培养液中酵母菌种群数量的变化并总结影响种群数量变化的因素
二、实验原理
酵母菌是单细胞 生物，进行出芽生殖和有性生殖，属于 呼吸型生物，生长周期短，增殖速度快，可以用含糖的 培养基来培养，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。其中，养分、氧气、温度和代谢废物等是影响种群数量持续增长的限制因素。
真核
兼性
液体
培养液
三、提出问题
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
四、作出假设
培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长；
随着时间的推移， 酵母菌数量呈“ ”形增长。
S
五、实验设计
（1）变量分析：自变量： ；因变量： ；
无关变量 等。
时间
酵母菌数量
培养液的体积
酵母菌数量
时间
0
（2）材料用具
酵母菌菌种、无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液或肉汤培养液、无菌水、试管、血球计数板、滴管、显微镜等。
六、设计思路
以时间为自变量，以酵母菌种群数量为因变量。对培养液中的酵母菌数量进行定时检测并记录。
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
七、实验关键
怎样进行酵母菌的计数？
计数工具——血球计数板
抽样检测法
血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法（抽样检测法），一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
血球计数板
计数板正面
方格网
计数室
计数板侧面
每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数区。
每个计数区分为9个大方格。
血球计数板
9个大方格
规格一：25×16型
25个中方格
每个中方格有16个小方格
共有400个小方格
A1
A2
A3
A4
A5
血球计数板
25×16型
A1
A2
A3
A4
A5
1mm
1个计数室的面积为1mm2 ，1个计数室内有400个小方格。每个小方格的面积是1/400mm2
① 1/400mm2的含义
② 0.10mm的含义
计数室的深度为0.1mm
计数板侧面
每个计数室（大方格）共有400小格，总容积为0.1mm3。
血球计数板
A1
A2
A3
A4
A5
1mL=103mm3
计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。
1mL培养液中细胞个数：
X
1mL
=
0.1mm3(10-4mL)
小方格中细胞数量的平均值×400
X=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数
血球计数板
规格二：16×25型
A1
A2
A4
A3
计四角的4个中方格，共100个小方格中的酵母菌数量，记为a
计四角和正中间的5个中方格，共80个小方格中的酵母菌数量，记为a
酵母菌细胞个数/ml=
(a/100) × 400 × 104 ×稀释倍数
酵母菌细胞个数/ml=
(a/80) × 400 × 104 ×稀释倍数
A1
A2
A3
A4
A5
规格一：25×16型
八、实验步骤
酵母菌培养
液体培养基，无菌条件
取样
取样时，要振荡培养基，目的是使酵母菌均匀分布于培养基中
将含有酵母菌的培养液滴在盖有载玻片的血细胞计数板上，在显微镜下观察和计数，测定1 mL 培养液中的酵母菌个数。
观察并计数
九、显微镜计数操作步骤
将盖玻片放在计数室上
用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数室内
静置数分钟，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在在载物台中央，计数一个小方格内酵母菌数量
盖片
加酵母菌培养液
镜检计数
十、实验注意事项及误差分析
1.先将盖玻片放在计数室上，再用移液器或吸管将培养液滴在
盖玻片边缘，让培养液自行渗入的目的是？
避免因菌液过多顶起盖玻片而使计数室体积改变，另外，也可防止气泡产生。
2.待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数。
如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部，要么能看清酵母菌但看不清格线，要么能看清格线但看不清酵母菌。
3.从试管中吸出培养液进行计数前要振荡试管生物目的是？
使培养液中酵母菌分布均匀
十、实验注意事项及误差分析
7.本探究需要设置对照吗 如果需要，请讨论对照组应怎样设计
和操作；如果不需要，请说明理由。
不需要，本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数值即可。
本实验在连续培养并定时计数过程中形成自身对照。
8.本探究需要做重复实验吗
需要。对每个样品取样3次，求平均值。
十一、实验结果
第 1 天
第 3 天
第 6 天
第 7 天
怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？
死亡细胞多集结成团，
可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色）。
十一、实验结果
连续观察7天，记录每天的数值。记录结果可设计成下面的记录表：
时间次数 1 2 3 4 5 6 7
1
2
3
平均
重复组
十一、实验结果
0 1 2 3 4 5 6 7 时间/天
种群数量
数学模型
出生率>死亡率
出生率≈死亡率
出生率<死亡率
①营养物质消耗殆尽
②有害代谢产物积累
③pH改变
酵母菌数量为何会下降？
在适宜条件下 ，酵母菌种群呈“S” 形增长；
种群的增长速率是: 先增加后减少，在K/2时增长速率最大。
十二、实验结论
习题巩固
1.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具，下列有关叙述
正确的是 ( )
A.血细胞计数板可以用于调查酵母菌、病毒、细菌等生物的
种群密度
B.需在盖玻片一侧滴加样液，在另一侧用吸水纸吸引，
使样液充分渗入计数室
C.防止观察细胞沉降到计数室底部影响计数，
加样后需立即在显微镜下观察计数
D.使用后用自来水冲洗、晾干并镜检，
若有残留或沉淀物需要重新清洗
D
课堂总结
THANKS

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