1、第四章 种群和群落 第2节 种群数量的变化 1.细菌是真核生物 还是原核生物？ 思考回答 2细菌的繁殖的 方式是什么？ 0 0 2020 4040 6060 n n ? ? 3细菌繁殖了n 代后的数量是多 少？ 细菌增长的数学模型研究 4请在作业纸上绘制细菌增长的曲线图。 （ min) 20 406080100120140160 180 菌数量 （个）24816 32 64128 256512 增长速度v (个/20min) 4-2=24816 32 64128 256 增长速度越来越快 100100 200200 300300 400400 500500 600600 2020 4040 6
2、060 8080 100100180180 时间 时间 一、建构种群增长模型的方法 1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 4.数学模型建构的步骤 2.数学模型的表现形式: 数学方程式 曲线图 3.建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种 群数量的变化。 数学模型的建构步骤： 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次 在资源和空间无限多的环境中，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 提出合理的假设 观察研究对象，提出问题 根据实验数据，用适当的数学 形式对事物的性质进行表达
3、通过进一步实验或观察等， 对模型进行检验或修正 实例1：澳大利亚本来并利没有兔子。 1859年，24只欧 洲野兔从英国被带到了澳大亚。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: 澳大利亚野兔能指数增长的特 殊原因是什么呢？ 。 没有天敌。 充足的食物。 广阔的生活空间 思考1： 20世纪30年代，人们将环颈雉引入美 国华盛顿州的一个海 岛。19371942年间 数量增长： 来自生物（必修本）第二册 20
4、00年世界人口 增长曲线 我国10001990年人口数 量变化 “J”型增长的数学模型: 在食物和空间条件充裕、气候 适宜、没有敌害等条件下，种群的 数量以一定的倍数增长，如果第一 年数量为No,第二年的数量是第一 年的倍，则t年以后的种群数量公 式为： NtNt=No=No t t 在有限的资源和空间的条件下， 种群又是怎样增长的呢 你能否预测它的变化 高斯实验：生态学家曾经做过这样一个实验：在0.5 mL培养液中放 入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量。经过反 复实验，得出了如上图所示的结果。从上图可以看出，大草履虫在 这个实验环境条件下的最大种群数量是375个，这就是该
5、实验种群 的K值。 （1）问题探讨 ： “S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量 曲线 。 该实验中在第 天时增长率最快。 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 的种群的最大的数量称为环境容纳量。 趋于稳定趋于稳定 2 2、3 3 KK值值 不受到破坏不受到破坏 k/2 0 100 200 300 400 1234567 时间/天 酵母数 环境阻力 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 K值:环境容纳量 （2）种群的“S”型增长到K值后不再继续 增加的原因： 内因是： 外因是： 种群的出生率和死亡率、迁入种群的出生率和死亡率、迁入 和
6、迁出率相等和迁出率相等 自然界的资源和空间是有限的自然界的资源和空间是有限的 种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线 在食物（养料 ）和空间条件充裕 、气候适宜、没有 敌害等理想条件下 ，种群的数量往往 会连续快速增长. 在食物（养料 ）和空间等有限的 条件下，种群数量 呈现S型增长趋势. K/2 种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线 N0:该种群的起始 数量 :种群数量是一 年前的倍数 Nt = N0 t K值：环境容纳量 k/2处：种群增长 速度最快 种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线 种群增长的 “J”型曲线 种群增长的 “S”型曲线 在现实的生态系统中，种
7、群数量除 增长外，还有没有其他变化？ 在现实的生态系统中，种群数量除 增长外，还有没有其他变化？ 在现实的生态系统中，种群数量除 增长外，还有没有其他变化？ 在现实的生态系统中，种群数量除 增长外，还有没有其他变化？ 家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷 吃粮食，传播疾病危害极大，应该采 取哪些措施控制家鼠数量？ 有害生物的控制 老鼠 机械捕杀 施用激素 药物捕杀 施用避孕药 养殖或释放 天敌 将食物储存 在安全处 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 时间 种 群 数 量 1.减少数量 机械捕杀 药物捕杀 时间 种 群 数 量 1.减少数量 机械捕杀 药物捕杀 J
8、型环境阻力 时间 种 群 数 量 K值 2.增大环境阻力降低环境容纳量 S型 K值 J型环境阻力 时间 种 群 数 量 2.增大环境阻力降低环境容纳量 1.减少数量：机械捕杀、药物捕杀 哪种措施较能从实质上解决问题? 2.增大环境阻力降低环境容纳量： 养殖或释放天敌、打扫卫生、 硬化地面、将食物储存在安全处 3.降低繁殖率等 课堂讨论 A. 大熊猫食性单一、繁殖率低、 生活在海拔较高的山岭里，活动范围 需求广。 试分析大熊猫数量日益减少的原 因?你能提出保护大熊猫措施吗？ 大熊猫数量日益减少的原因？ 自身繁殖率低 食性单一 气候变迁 栖息地的丧失等 保护大熊猫的措施？ 提高繁殖率, 建立自然保
9、护区，给大熊猫更宽广的 生活空间，保护环境，改善她们的栖 息环境，帮助减少其环 境阻力从而提高环境容 纳量，是保护大熊猫的 根本措施。 C.在渔业捕捞问题上，人们总是希 望捕到更多的鱼。如果捕捞量长期过高, 种群的数量会发生什么样的变化呢? 我 们应该怎样来确定 合适的捕捞量才能 即不危机鱼类种群 的持续发展,又能获 得较高的鱼产量? 课堂讨论 时间 种 群 数 量 K 环境阻力J 型 S型 种群数量的恢复需较长时间。 如果外界的环境发生剧烈变化，种群还 有可能绝灭. 1.如果长期过度捕捞: 2.捕捞量的确定: K/2 捕捞量K/2值。 这样既有利于种群的可 持续发展， 又可获得较大收益。 1
10、、在下列图中，表示种群在无环境阻力 状况下增长的是 ( ) 课堂练习巩固：课堂练习巩固： D 巩固练习 培养液中酵母菌种群数量的变化 一般步骤: (1)提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？ (2)作出假设： 。 (3)讨论探究思路：问题 (4)制定计划： (5)实施计划： (6)分析结果，得出结论： (7)表达和交流： (8)进一步探究： 酵母菌出芽生殖 酵母菌的新陈代谢类型:兼性厌氧型 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 酶 无氧呼吸 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 有氧呼吸 1 怎样进行酵母菌的计数？ 2 从试管中吸出培养液进行计数
11、之前，建议你将试管轻 轻振荡几次。这是为什么？ 3 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。 4 需要做重复实验吗？ 5 怎样记录结果？记录表怎样设计？ 6 如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎 样的措施？ 7 对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 实验步骤： （1）取培养液10毫升加入到试管中，先通过显 微镜观察，估算出10毫升培养液中酵母菌的初 始数量（N。）。 注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先 将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母 菌数量误差 。 （2）每天定时观察记录数值，对于观察时压在 小方格界限上的酵母菌应取 记数。 （3）以 为横坐标，酵母菌的数量为纵 坐标，绘制 结果分析：酵母菌在培养液中开始呈 增长，经 过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈 增长。 最小 平均值 时间 种群增长曲线 “J”型 “S”型 磯(虗讀缁朰
