種群數(shù)量變化

第2節(jié)種群數(shù)量的變化火烈鳥1在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌的每個(gè)個(gè)體每20分鐘就通過分裂繁殖一代。討論：①n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？②72小時(shí)后由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？③在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？問題探討Nn＝２nn＝60minx72h／20min＝216Nn＝２n＝2216不會(huì)，因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)和空間有限；可用實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。21、數(shù)學(xué)模型：

是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。2、數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法提出問題作出假設(shè)數(shù)學(xué)表達(dá)檢驗(yàn)或修正細(xì)菌每20min分裂一次在資源和空間無限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響Nn=2n，N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正33、數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式:（1）數(shù)學(xué)方程式：（2）曲線圖：曲線圖與數(shù)學(xué)公式比較各有什么優(yōu)點(diǎn)？精確更直觀地反映出種群數(shù)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？4248163264128256512100200300400500將數(shù)學(xué)公式(N=2n)變?yōu)榍€圖:.........5實(shí)例1:澳大利亞野兔成災(zāi)1859年，24只野兔6億只以上的野兔一個(gè)世紀(jì)后6實(shí)例2、20世紀(jì)30年代,人們將環(huán)頸雉引入美國(guó)的一個(gè)島嶼,在1937-1942年期間數(shù)量變化的曲線如右圖。7實(shí)例3、2000年來世界人口增長(zhǎng)曲線8自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈“Ｊ”型．二．種群增長(zhǎng)的“Ｊ”型曲線92、產(chǎn)生條件(模型假設(shè))：理想狀態(tài)：食物和空間條件充裕，氣候適宜，沒有敵害等；Nt=N0

λt

（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，倍數(shù)λ＝第二年數(shù)量/第一年數(shù)量）

“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型3、種群增長(zhǎng)模型：1、研究對(duì)象：自然界中呈“J”型增長(zhǎng)的種群；思考：如果種群的起始數(shù)量不是一個(gè)而是N0，每年子代種群數(shù)量是上一年的λ倍，年份t代替代數(shù)n,年份t的種群數(shù)量如何計(jì)算？104、特點(diǎn)：種群數(shù)量連續(xù)增長(zhǎng)，呈“J”型，無最大值當(dāng)一個(gè)種群剛遷入新的適宜環(huán)境時(shí)，如外來物種入侵5、產(chǎn)生情形：在實(shí)驗(yàn)室的理想狀態(tài)下，如細(xì)菌培養(yǎng)水葫蘆11不能，因?yàn)樽匀粭l件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)斗爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加，即存在環(huán)境阻力，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高．當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平．

“J”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？12三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線種群數(shù)量123456100200300400K=375t/d大草履蟲種群的增長(zhǎng)曲線種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)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)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。1、實(shí)例：高斯實(shí)驗(yàn)13①產(chǎn)生條件：環(huán)境條件的制約，包括資源、空間、食物、天敵等。2、“S”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型②種群增長(zhǎng)的特點(diǎn)：種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（環(huán)境容納量，K值）后，將停止增長(zhǎng)，在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。存在環(huán)境阻力14四、種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線的比較環(huán)境資源有限(自然條件下)環(huán)境資源無限(理想條件下)隨種群密度的上升而下降保持穩(wěn)定有K值無K值逐漸增大先增大，后減小151．λ：表示相鄰兩年（生物的兩代）種群數(shù)量的倍數(shù)。在公式Nt＝N0λt中，λ＝N1／N02、增長(zhǎng)率是指新增加的個(gè)體數(shù)占原來個(gè)體數(shù)的比例。其計(jì)算公式為:(這一次總數(shù)-上一次總數(shù))/上一次總數(shù)*100%=增長(zhǎng)率.如某種群現(xiàn)有數(shù)量為a,一年后,該種群數(shù)為b,那么該種群在當(dāng)年的增長(zhǎng)率為(b-a)/a.3、增長(zhǎng)速率是指單位時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)的數(shù)量。其計(jì)算公式為：（這一次總數(shù)-上一次總數(shù)）/時(shí)間=增長(zhǎng)速率。同樣某種群現(xiàn)有數(shù)量為a，一年后，該種群數(shù)為b，其種群增長(zhǎng)速率為：（b-a）/1年。種群增長(zhǎng)速率可以看種群增長(zhǎng)曲線的斜率。幾組概念的辨析161、影響種群數(shù)量變化的因素：氣候、食物、天敵、疾病、自然災(zāi)害、人類活動(dòng)等。2、大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡。五．種群數(shù)量的波動(dòng)和下降東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)17六、研究種群數(shù)量變化的意義1、為有害生物的防治提供科學(xué)依據(jù)從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；改變地面環(huán)境；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵等。如何防治鼠害？滅鼠時(shí)，如果我們只采取殺死老鼠的辦法，且如果我們只殺死了一半老鼠，效果好不好？18都砍光了！假設(shè)你父親承包了一個(gè)水庫(kù)養(yǎng)魚，如果“竭澤而漁”會(huì)使魚蝦數(shù)量大大減少，對(duì)生產(chǎn)極為不利。如果延遲捕撈，由于環(huán)境的負(fù)載能力限制，也不能達(dá)到效益的最優(yōu)化；那什么時(shí)候是捕撈的最佳時(shí)期？為了保護(hù)森林，是不是不能砍樹？砍多少合適？192、為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。個(gè)體數(shù)量時(shí)間KK/2從S型曲線的趨勢(shì)上去看，S型曲線的增長(zhǎng)速率是先增大，后減小，最后變?yōu)?。經(jīng)研究知道，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到K/2是時(shí)，增長(zhǎng)速率最大。如果我們殺死了一半老鼠，老鼠種群的增長(zhǎng)速率達(dá)到最大，很快就恢復(fù)到原來數(shù)量。當(dāng)種群數(shù)量大于K/2時(shí)可以適當(dāng)捕撈，但捕撈剩余量不能少于K/2。203、有利于合理利用及保護(hù)野生生物資源

提高環(huán)境容納量——建立自然保護(hù)區(qū)，給它們提供良好的生存環(huán)境，充足的食物，禁止獵殺等。救護(hù)被困的鯨魚21探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化一般步驟:提出問題——作出假設(shè)——討論探究思路——制定計(jì)劃——實(shí)施計(jì)劃——分析結(jié)果，得出結(jié)論——表達(dá)和交流——進(jìn)一步探究。1、提出問題:

培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？2、作出假設(shè)：

酵母菌種群的數(shù)量隨時(shí)間呈S型增長(zhǎng)變化。223、討論探究思路、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃連續(xù)7天抽樣檢測(cè):取樣用顯微鏡和血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)折算出總數(shù)10ml培養(yǎng)液的公式：2.5×104×N(N為方格內(nèi)酵母菌數(shù))總數(shù)量＝總體積每小格體積X每小格酵母菌個(gè)數(shù)折算公式:23血球計(jì)數(shù)板的構(gòu)造24①怎樣進(jìn)行酵母菌計(jì)數(shù)？③本探究需要設(shè)置對(duì)照嗎？如果需要,請(qǐng)討論說明怎樣設(shè)計(jì);如不需要,請(qǐng)說明理由。

不需要。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄颗囵B(yǎng)液中酵母菌在一定條件下的種群數(shù)量變化，只要分組重復(fù)實(shí)驗(yàn)，獲得平均數(shù)值即可。②從試管中吸出培養(yǎng)液計(jì)數(shù)之前，建議你將試管輕輕震蕩幾次，這是為什么？使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的正確性，減少誤差。10ml培養(yǎng)液的公式：2.5×104×N(N為小方格內(nèi)酵母菌數(shù))

4、問題討論25⑥如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多,難以數(shù)清,應(yīng)當(dāng)采取怎樣的措施？搖勻試管，先稀釋幾倍,再計(jì)數(shù)。（注意：計(jì)數(shù)時(shí)要記得乘上稀釋的倍數(shù)。）⑤怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設(shè)計(jì)？④需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？要，排除每次實(shí)驗(yàn)的偶然性。26⑦對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)？對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)取相鄰兩邊及其夾角計(jì)數(shù)。27第1天第4天第6天28第7天死亡291、自然界中生物種群增長(zhǎng)常表現(xiàn)為“S”型增長(zhǎng)曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長(zhǎng)的正確說法是:()

A.“S”型增長(zhǎng)曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系B.種群增長(zhǎng)率在各階段是不相同的

C.“S”型增長(zhǎng)曲線表示種群數(shù)量與時(shí)間無關(guān)D.種群增長(zhǎng)不受種群密度限制B2、在一塊面包上有一塊霉菌,如果在其他條件都適宜的情況下,其數(shù)量變化在一天內(nèi)最可能的是()A.“J”型曲線增長(zhǎng)B.“S”型曲線增長(zhǎng)C.無規(guī)律增長(zhǎng)D.“J”型或“S”型曲線增長(zhǎng)A303、下列關(guān)于種群數(shù)量變化的敘述，錯(cuò)誤的是（

）

A.種群數(shù)量的變化包括增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定和下降等

B.種群數(shù)量的變化主要由遷入率和遷出率、出生率和死亡率引起

C.在自然界中，種群的增長(zhǎng)一般是“J”型曲線

D.在自然界中，種群的增長(zhǎng)一般是“S型曲線”C4、為了保護(hù)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(zhǎng)的S型曲線，應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平。這是因?yàn)樵谶@個(gè)水平上（）

A.種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定B.種群增長(zhǎng)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B314.(2010·天津高二檢測(cè))圖示某種小型淡水魚遷入新的湖泊后種群增長(zhǎng)率隨時(shí)間變化的曲線,根據(jù)該曲線可以得出A.t3時(shí)該種小型淡水魚的年齡組成為衰退型B.t4時(shí)該種小型淡水魚在新環(huán)境中逐漸消失C.該種小型淡水魚在新環(huán)境中呈“J”型增長(zhǎng)D.該種魚在新湖泊中環(huán)境容納量約為t2時(shí)該魚數(shù)量的兩倍D課堂練習(xí)增長(zhǎng)型保持?jǐn)?shù)量穩(wěn)定“S”型增長(zhǎng)325.下圖是一動(dòng)物種群遷入一個(gè)適宜環(huán)境后的增長(zhǎng)曲線圖，據(jù)圖

回答(1)～(5)題：

(1)圖中表示種群數(shù)量最大的一點(diǎn)是____