必修3-4.2種群數(shù)量的變化

1、2問題探討問題探討 在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。P653248163264128 256 5121234567891、n代細菌數(shù)量的計算公式是：2、72小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？Nnn解：n （min min）xhNn1n 討論：3、填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。44、以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。時間/min細菌細胞數(shù)量/個5數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等形式。 描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化，常常需要建立數(shù)學(xué)模

2、型。一、建構(gòu)種群增長模型的方法6一、建構(gòu)種群增長模型的方法1、觀察提出問題2、提出合理假設(shè)3、數(shù)學(xué)形式表達 （建立數(shù)學(xué)模型） 4、檢驗或修正建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：數(shù)據(jù)分析表格式數(shù)學(xué)方程式：Nn=2n坐標式（曲線圖、柱狀圖）方程式精確曲線圖直觀7細菌的數(shù)量個 理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有此類型嗎？二、種群增長的“J”型曲線81859年，24只野兔 6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔食物充足、無天敵、空間廣闊9 在20世紀30年代，人們將其引入美國的一個島嶼。在19371942年期間，這個種群數(shù)量的增長如上圖所示。 實例2：環(huán)頸雉10自然界確有類似細菌在理想條件下

3、種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標，曲線則大致呈“ J ”型美國某島嶼環(huán)頸雉種群數(shù)量的增長二、種群增長的“J”型曲線11“J”型增長的數(shù)學(xué)模型 1、模型假設(shè)： 理想狀態(tài)空間不限，食物充足，氣候適宜，沒有敵害等；（N0為起始數(shù)量， t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。） 2、種群 “J”型增長的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的倍，假設(shè)N0為種群的起始數(shù)量，Nt表示t年后種群的數(shù)量。Nt為多少？123、模型的適用范圍：（1）實驗室條件;（2）當一個種群剛遷入一個新的適宜環(huán)境時。13n問題：“

4、J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？ 存在環(huán)境阻力不能，自然界的資源和空間總是有限的；當種群密度增大時，種內(nèi)斗爭就會加??；捕食者增加等。當種群數(shù)量增加到一定階段時，種群數(shù)量就會穩(wěn)定在一定的水平。14生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過這樣一個實驗：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，得出了如圖所示的結(jié)果。三、種群增長的“S”型曲線15三、種群增長的“S”型曲線K=3751.概念：2.K值：如：大草履蟲種群的增長曲線在資源和空間有限時，種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線稱為“S”型曲線。在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量成為環(huán)

5、境容納量，又稱K值。163.產(chǎn)生條件： 自然條件(現(xiàn)實狀態(tài))食物等資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內(nèi)斗爭不斷加劇，天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。4.增長特點： 種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值，既環(huán)境容納量（K值），將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。 存在環(huán)境阻力 種群密度越大 環(huán)境阻力越大 當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平三、種群增長的“S”型曲線17種群增長速率不斷減小種群數(shù)量K/2 K值時，5.對種群增長的“S”型曲線的分析種群數(shù)量達到K值時，種群增長速率為零，但種群數(shù)量達到最大，且種內(nèi)斗爭最劇烈。種群數(shù)量在 K/2值時

6、，種群增長速率最大種群數(shù)量由0K/2值時，種群增長速率增大K/2C點，增長速率最快K值：環(huán)境容納量BC段，種群個體數(shù)量（基數(shù)）增加，增長加速AB段，種群個體數(shù)量（基數(shù)）較少，增長緩慢D點，增長速率為零ABCDCD段，增長變慢18種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長）種群增長的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長）Nt=N0 t K219種群增長的“S”型曲線n問題：種群數(shù)量達到K值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？環(huán)境條件的改變，K值也隨之發(fā)生改變，即改善環(huán)境條件可使K值增大，如環(huán)境條件受到破壞，則K值將會減小。20K值應(yīng)用1、怎樣做才能提高大熊貓的數(shù)量？提高K值：建立自然保護區(qū)，改

7、善大熊貓的棲息環(huán)境。2、怎樣做才是有效的滅鼠措施？降低有害動物種群環(huán)境容納量（K值）：如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵等。211、為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)獲得最大捕魚量，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平?大于K/2時捕撈，捕撈后保持在K/2水平；既可獲得較大捕獲量，又可保持種群的高速增長，不影響資源的再生。K/2值應(yīng)用K/2值，增長速率最快22K/2值應(yīng)用K/2值，增長速率最快2、滅鼠問題 器械捕殺、藥物捕殺的缺點采用投藥滅鼠的方法，若毒殺約一半的老鼠，而活下來的老鼠數(shù)量正相當于其種群指數(shù)的生長期

8、（K/2）的數(shù)量，老鼠數(shù)量將迅速增長，很快就恢復(fù)到原來的水平。236. K值和 1/2K值在實踐中的應(yīng)用:24tNJNS“J”和“S”曲線的區(qū)別257、用達爾文的觀點分析“J”、“S”曲線時間種群數(shù)量J型曲線S型曲線K值(1)“J”型曲線用達爾文的觀點分析表明生物具有過度繁殖的特性。(2)圖中陰影部分表示：環(huán)境阻力； 用達爾文的觀點分析指：通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量，也即代表自然選擇的作用?！癑”型曲線表明生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？環(huán)境阻力261在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是( )B272. 為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，根據(jù)種群增長的S型

9、曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在 K/2水平。這是因為在這個水平上 ( ) A. 種群數(shù)量相對穩(wěn)定 B. 種群增長量最大 C. 種群數(shù)量最大 D. 環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量最大B283. 右圖為魚塘中魚的數(shù)量增長曲線，為了使魚塘的總產(chǎn)量達到最大值，應(yīng)該做到適時捕撈。下列做法中正確的是()A超過T4時捕撈，使剩余量保持在KB超過T3時捕撈，使剩余量保持在3K/4C超過T2時捕撈，使剩余量保持在K/2D超過T4時捕撈，使剩余量保持在K/4C29解析：一般將動植物種群的數(shù)量控制在環(huán)境容納量的一半，即K/2值時，此時種群數(shù)量增長速度最快，可提供的資源數(shù)量也最多，而又不影響資源的再生，當種群數(shù)量大于K

10、/2值時，種群增長的速度將開始下降。所以，在開發(fā)動植物資源時，種群數(shù)量大于K/2值時就可以獵取一定數(shù)量的該生物資源，而且獲得最大量，當過度獵取會導(dǎo)致種群數(shù)量小于K/2值，種群的增長速度將減慢，獲取的資源數(shù)量將減少，而且還會影響資源的再生。答案： C30 如果種群處在一個理想的環(huán)境中，沒有自然和空間的限制，種群內(nèi)個體數(shù)量的增長曲線是_,用達爾文的進化理論解釋，這是由于生物具有_特性。 如果將該種群置入有限制的自然環(huán)境中，種群內(nèi)個體數(shù)量的增長曲線是_，用達爾文進化理論分析圖中的陰影部分表_。影響種群密度的主要因素是種群的_、_、_和_4.下圖為某種群在不同生態(tài)環(huán)境中的增長曲線，仔細分析圖中去先后回

11、答下列問題：b在生存斗爭過程中淘汰的個體死亡率出生率性別比例年齡組成a過度繁殖315. 在環(huán)境不受干擾情況下，某海灘黃泥螺種群的現(xiàn)存約3000噸(環(huán)境容納量)，為充足利用黃泥螺資源，又不影響可持續(xù)發(fā)展，理論上最多捕撈黃泥螺的量為（ ）A、3000噸 B、1650噸C、1500噸 D、不超過300噸C326. 某海灘黃泥螺種群現(xiàn)存量約3000噸，正常狀況下，每年該種群最多可增加300噸，為充足利用黃泥螺資源，又不影響可持續(xù)發(fā)展，理論上每年最多捕撈黃泥螺的量為（ ）A、3000噸 B、1650噸C、1500噸 D、不超過300噸D33種群增長率：指在單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比列，是一

12、個百分比，無單位。種群增長速率：指種群數(shù)量在單位時間內(nèi)的改變數(shù)值，有單位（如個/年等）。例如：某一種群的數(shù)量在某一單位時間t（如一年）內(nèi)，由初始數(shù)量Nt-1（個）增長到末數(shù)量Nt（個），則這一單位時間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計算分別為：增長率=(Nt-Nt-1)/Nt-1100% （無單位）增長速率=（Nt-Nt-1）/t （有單位，如個/年）34種群增長率：指在單位時間內(nèi)種群數(shù)量增加的量占初始數(shù)量的比列，是一個百分比，無單位。種群增長速率：指種群數(shù)量在單位時間內(nèi)的改變數(shù)值，有單位（如個/年等）。例如：某一種群的數(shù)量在某一單位時間t（如一年）內(nèi)，由初始數(shù)量Nt-1（個）增長到末數(shù)量Nt（個）

13、，則這一單位時間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計算分別為：增長率=(Nt-Nt-1)/Nt-1100% （無單位）增長速率=（Nt-Nt-1）/t （有單位，如個/年）35 觀察此圖，營養(yǎng)和空間充足的情況下，大腸桿菌每20分鐘分裂一次，若初始大腸桿菌數(shù)量為1，1小時后大腸桿菌數(shù)量為8，2小時后大腸桿菌數(shù)量為64，3小時后大腸桿菌數(shù)量為512。第1小時的增長率為：第2小時的增長率為：第3小時的增長率為：（8-1）/1=700%（64-8）/8=700%（512-64）/8=700%第t小時的增長率為：36第1小時的增長速率為：第2小時的增長速率為：第3小時的增長速率為：（8-1）/小時（64-8）/

14、小時（512-64）/小時 觀察此圖，營養(yǎng)和空間充足的情況下，大腸桿菌每20分鐘分裂一次，若初始大腸桿菌數(shù)量為1，1小時后大腸桿菌數(shù)量為8，2小時后大腸桿菌數(shù)量為64，3小時后大腸桿菌數(shù)量為512。37 觀察此圖，大草履蟲初始數(shù)量為5個，第1天后的總數(shù)約為30個，第2天后的總數(shù)約為130個，第3天后的總數(shù)約為340個，第4天后的總數(shù)約接近于K值375個。第1天的增長率為：第2天的增長率為：第3天的增長率為：第4天的增長率為：（30-5）/5=500%（130-30）/30=333%（340-130）/130=161%（375-340）/340=4.44%38第1天的增長速率為：第2天的增長速率

15、為：第3天的增長速率為：第4天的增長速率為：（30-5）/天（130-30）/天（340-130）/天（375-340）/天 觀察此圖，大草履蟲初始數(shù)量為5個，第1天后的總數(shù)約為30個，第2天后的總數(shù)約為130個，第3天后的總數(shù)約為340個，第4天后的總數(shù)約接近于K值375個。39J型曲線S型曲線407.比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別環(huán)境資源無限環(huán)境資源有限無K值有K值保持穩(wěn)定逐漸降低先上升后下降至0（K/2最大）逐漸上升417.比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量J型曲線S型曲線（按自然選擇學(xué)說，就是在生存斗爭中被淘汰的個體數(shù)。）427.下圖中能夠正確表示種群“S”型增

16、長曲線的增長率的是( )D438.下列有關(guān)種群增長的S型曲線的敘述，錯誤的是( ）A通常自然界中的種群增長曲線最終呈S型 B達到K值時種群增長率為零C種群增長受自身密度的影響 D . 種群的增長速度逐步降低D449.下列對陰影部分的解釋正確的是（ ）環(huán)境中影響種群增長的阻力環(huán)境中允許種群增長的最大值其數(shù)量表示種群內(nèi)遷出的個體數(shù)其數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù) CA. B. C. D. 4510.【雙選】圖示某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增長速率隨時間變化的曲線，根據(jù)該曲線可以得出( )At3 時該種小型淡水魚的年齡組成為衰退型 Bt4 時該種小型淡水魚在新環(huán)境中逐漸消失 C該種小型淡水魚

17、在新的環(huán)境中呈“S”型增長 D . 該種魚在新湖泊中的環(huán)境容納量約為t2時該種魚數(shù)量的兩倍CD 4611.如圖所示為種群在理想環(huán)境中呈“J”型增長，在有環(huán)境阻力件下，呈“S”型增長，下列關(guān)于種群在某環(huán)境中數(shù)量增長曲線敘述，正確的是( )A47四、種群數(shù)量的波動和下降 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。東亞飛蝗種群數(shù)量的波動48有害動物的防治、野生生物資源的保護和利用，以及瀕危動物種群的拯救和恢復(fù)，都有重要意義。影響種群數(shù)量變化的因素有哪些呢？研究種群數(shù)量變化有何意義？直接因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵（環(huán)境因素）重

18、要因素：人類的活動 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數(shù)量的變化。種群數(shù)量變化的類型：增長，穩(wěn)定，波動、下降等。49藏羚羊在哭泣50亂伐森林51 培養(yǎng)液中酵母菌 種群數(shù)量的變化521、原理 用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長受培養(yǎng)液的成分、空間、PH、溫度等因素的影響。2、目的 初步學(xué)會酵母菌等微生物的計數(shù)及種群數(shù)量變化曲線的繪制。酵母菌533、步驟（理解） （1）將10ml無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中； （2）將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液中混合均勻； （3）將試管在適宜條件下連續(xù)培養(yǎng)7d； （4）每天取樣計數(shù)酵母菌數(shù)量； （5）分析結(jié)果、得出結(jié)論。54血球計數(shù)板2516型：一般計數(shù)四個角和中央的五