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(共40张PPT)
第二节　种群数量的变化
1.种群的数量特征及其之间的关系
迁出率
迁入率
出生率
年龄组成
基本特征
死亡率

种群密度
性别比例
种群的数量特征
取决于
2.调查种群密度的方法：
问题回顾
样方法和标志重捕法
教学目标
知识方面:用数学模型解释种群数量的变化。
能力方面:说明建构种群增长模型的方法。
情感态度与价值观方面:关注人类活动对种群数量变化的影响。
学习重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。
学习难点：建构种群增长的数学模型。
大肠杆菌
培养大肠杆菌的培养基
我们手上难免沾染细菌。细菌繁殖速率很快，因而我们要常洗手，假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。
问题探讨：
1．n代细菌数量的计算公式是：
2．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？　
Nn＝2n
解：n＝ 60 min × 72 h÷20 min＝216
　　Nn＝2n ＝ 2 216
　
3.数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？如何验证你的观点？
数学模型概念:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式
类型:
数学公式法
坐标曲线法
数据分析表格式
建构种群增长模型的方法：建立数学模型
Nn＝２n
建立数学模型一般包括以下步骤：
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
通过进一步的实验或观察等，对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
细胞每20min分裂一次
资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.根据公式计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量，填入下列表格。
2.以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，将细菌的数量增长公式变为增长曲线。
20
40
60
80
100
120
140
160
180
时间/分钟
细菌数量/个
曲线图：更直观，但不够精确。
公式：更精确，但不够直观。
公式：Nn＝2n
思考1：曲线图与数学方程式比较，优缺点？
思考2：自然界中有类似增长的例子吗？
实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。
二、种群增长的“J”型曲线:
1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔
近100年后
实例1：澳大利亚野兔
无天敌; 食物充足; 生活空间广阔
原因？
实例2：引入美国一个岛屿的环颈雉
某岛屿环颈雉种群的增长（实线为实际增长曲线， 虚线为理论上的曲线）
原因？
我国自1393－1990年以来人口统计数据
实例3：与社会联系
1、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；种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
3、模型中各参数的意义：
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为该种群数量是第一年的倍数）
2、建立模型：
Nt=N0 λt
“J”型增长的数学模型
A 实验室条件
B 当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时
4、模型适用范围
“J”型增长能一直持续下去吗？
高斯的实验：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，实验结果如下：
种群增长的“S” 型曲线
“S”型曲线形成原因？
内因：种群的________率和______率_______，
其次________率和_______率_________，种群增长________，有时会________在一定水平。
外因：________________；当种群密度增加时，种内_______加剧，_____数量也会______。
资源和空间有限
增加
竞争
天敌
出生
死亡
迁出
相等
相等
迁入
停止
稳定
（一）实例
种群增长的“S” 型曲线
同一种群的K值固定不变吗？
环境容纳量（K值）
①S曲线：种群经过一定时间的增长后，数量_________
②该实验中在第 天时增长最快。
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_________数量。
趋于稳定
2、3
K值
不受破坏
最大
可变，受环境影响
⑴产生条件：
有限环境
⑵增长速率变化：
增长速率先增加后减少到0，N≈K/2时，种群增长速率最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。
有
⑶K值：
自然种群的增长规律
K/2
⑷适用范围：
S 型曲线总结
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
提高环境容纳量K值：
建立自然保护区，
改善其栖息环境
提示：同一种群的K值会受到环境的影响
K值应用
1.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？
既可获得较大捕捞量，又可保持种群的高速增长，不影响资源的再生。
大于K/2时捕捞，捕捞后保持在K／2水平。
K/2值应用
首先，降低有害动物种群的环境容纳量K值：①如将食物储藏在安全处，清除生活垃圾，断绝或减少它们的食物来源；②室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；③养殖或释放它们的天敌； 另外：器械捕杀、药物捕杀等
怎样做才是最有效的灭鼠措施？
提示：考虑K值
K值应用
采用投药灭鼠的方法，若毒杀约一半的老鼠，而活下来的老鼠数量正相当于其种群指数生长期（K/2）的数量，老鼠数量将迅速增长，很快就恢复到原来的水平。
2.灭鼠问题
器械捕杀、药物捕杀缺点
K/2值应用
老鼠
机械捕杀
药物捕杀
养殖或释放天敌
将食物储存在安全处
施用激素
施用避孕药
降低
繁殖率
减少数量
增大环境阻力
降低环境容纳量
打扫卫生
硬化地面
“J”型增长，和“S”型增长的最初阶段相似，最终是以”S”型增长结束
J和S两种增长曲线比较
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
Nt=N0 t
λ
增长率=
增长量
上一年种群数量
=
Nt-Nt-1
Nt-1
=λ-1
增长速率:种群数量在单位时间内的增加量（曲线斜率）
公式：V=(Nt-Nt-1)/t
= 出生率-死亡率
增长率和增长速率区别
环境资源有限
环境资源无限
逐渐下降至0
保持稳定
J和S两种增长曲线比较
气候、食物、天敌、传染病
（2）种群数量变化的类型：
增长，稳定，波动、下降等
自然因素：
人为因素：
人类活动等
（1）影响种群数量变化的因素：
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
种群数量的波动和下降
单细胞真核生物
生长周期短，增殖速度快
联系：探究酵母菌的呼吸方式
判断细胞的死活（探究膜的透性）
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
酵母菌的新陈代谢类型:
有氧呼吸
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
酶
无氧呼吸
酵母菌出芽生殖
兼性厌氧型
二、问题
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的。
三、作出假设
四、讨论探究思路
酵母菌菌种、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血球计数板（2mm×2mm。一般使用1mm×1mm）、滴管、显微镜等。
怎样进行酵母菌的计数
支柱 计数池 支柱
血细胞计数板正面观
盖玻片
支柱 计数池 支柱
血细胞计数板侧面观
支柱 计数池 支柱
血细胞计数板正面观
盖玻片
支柱 计数池 支柱
血细胞计数板侧面观
1mm
3mm
白细胞计数区域
白细胞计数区域
白细胞计数区域
白细胞计数区域
红细胞和血小板计数区域
血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种玻璃仪器。
计数时，常采用抽样检测。
2.吸取培养液进行计数前，建议将试管轻轻振荡。
3.是否设置对照组
分析不同条件的影响，设置对照。分析同一条件，不设置对照（有前后对照）是否需要做重复实验
4.记录结果，设置对照表
5.小方格内酵母菌数量过多如何处理
6.小方格界线上的酵母菌的计数方法
对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻两边及顶角计数。
五、制订计划
六、实施计划
第1天
第4天
第6天
第7天
死亡

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