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知识回顾
1、种群
2、种群密度
3、种群最基本的数量特征是_________。还有_______________________。
4、调查种群密度的方法有___________和____________。
5、年龄组成的类型有________、________、_________。
6、种群的空间特征有__________、____________、__________。
第四章 种群和群落
第2节 种群数量的变化
一、构建种群增长模型
1、n代细菌数量的计算公式是什么？
2、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
3、在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？
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。
一、构建种群增长模型
建立数学模型一般包括以下步骤：
1、观察研究对象，提出问题
2、提出合理的假设
3、根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
4、通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
一、构建种群增长模型
通过计算一个细菌在不同时间产生后代的数量，可以构建数学模型：
数学公式为： 增长曲线为：
时间（min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数
数量（个）
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Nn＝２n
二、种群增长的“J”型曲线
实例一：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
二、种群增长的“J”型曲线
实例二：在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937－1942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。
二、种群增长的“J”型曲线
①产生条件：理想状态下——食物充足，空间充裕，气候适宜，没有天敌等。
②增长特点： 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
③建立模型：t年后种群的数量为 Nt=N0 λt
（N0 为起始数量，t 为时间，Nt 表示t年后该种群的数量，λ表示第二年是第一年的λ倍）
④建立曲线图模型
种群的增长率
时间
种群的增长速率
三、种群增长的“S”型曲线
实例：生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。
经过反复实验，得出了如图所示的结果。
三、种群增长的“S”型曲线
1、概念：在资源有限的条件下，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。
2、产生条件：
自然条件(现实状态)下，食物和空间等资源总是有限的。
当种群密度增大时，种内斗争不断加剧。
天敌数量不断增加。
导致：种群的出生率降低，死亡率增高，当死亡率与出生率相等时，种群的数量稳定在一定的水平。
种群数量
时间
K
种群数量
时间
种群增长速率
时间
K
t0
t1
t2
三、种群增长的“S”型曲线
种群数量为K：
种群增长速率为零,种群数量最大，种内斗争最剧烈。
种群数量为 K/2：
种群增长速率最大
K值：环境容纳量
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的最大数量。
增长速率最快
增长期：个体数量增加，增长加速
适应期：个体数量较少，增长缓慢
稳定期：增长减慢
出生率=死亡率
增长速率为零
a
b
c
K
种群增长“S”型曲线
3、“S”型曲线的增长特点分析
三、种群增长的“S”型曲线
4、“S”型曲线中种群增长速率曲线的分析
K/2
a
b
c
d
g
h
f
e
甲
乙
t0
t1
t2
f--g对应甲图___________，种群数量增长速率逐渐__________。
g 点对应甲图______点，种群数量为______，种群数量增长速率最大。
g--h对应甲图__________，种群数量增长速率逐渐_________。
h 点对应甲图______点，种群数量增长速率为_______。
c
a--c
增加
K/2
c--d
减少
d
0
比较“J”型和“S”型曲线的联系与区别
J型曲线 S型曲线
条件
种群增长速率
有无K值
曲线
环境资源无限
环境资源有限
持续上升
先升后降
无K值，
保持持续增长
有K值
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
J
S
b
a
环境阻力
三、种群增长的“S”型曲线
5、种群增长“S”型曲线在生产生活中的应用
K
种群增长“S”型曲线
① 有害动物的防治，应通过降低其环境容纳量。
② 受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，提高K值。
三、种群增长的“S”型曲线
5、种群增长“S”型曲线在生产生活中的应用
K
种群增长“S”型曲线
③ 生产上的捕获期应确定在种群数量略比K/2多时最好。
④ 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K／2水平。这是因为在这个水平上种群增长量最大。
⑤ 杀虫效果最好的时期在潜伏期（ K/2以下）。
四、种群数量的波动和下降
大多数种群的数量总是在波动之中的；在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
影响种群数量变化的因素：
外因
内因：出生率和死亡率、迁入率和迁出率
自然因素：气候、食物、被捕食、传染病等
人为因素：人类活动等
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
1、实验目的
(1)通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型，解释种群数量的变化规律。
(2)学会使用血球计数板进行计数。
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
2、实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
3、实验步骤
将酵母菌接种到培养液中混合均匀并培养，每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
无菌培养
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
血细胞计数板
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
血细胞计数板
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
4、实验结果分析
增长曲线：
酵母菌数量
五、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
5、注意事项
从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡数次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。
显微镜计数时，对于压线的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。
每天计算酵母菌数量的时间要固定。
若一个小方格内酵母菌过多，溶液要进行定量稀释。
课堂小结
1、种群增长的“J”型曲线的产生条件_____、_____、_____、______。
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：_________。
3、种群增长的“S”型曲线的产生条件_____、_____、______。
K
种群增长“S”型曲线

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