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1、种群数量的变化第1页，共30页，编辑于2022年，星期一例例1 1在营养和生存空间无限的条件下，某种细菌在营养和生存空间无限的条件下，某种细菌每每20min20min通过分裂繁殖一代，现设细菌的分裂是同步的，通过分裂繁殖一代，现设细菌的分裂是同步的，计算一个细菌产生的后代在不同时间、世代的数量，填表计算一个细菌产生的后代在不同时间、世代的数量，填表并画出种群的增长曲线。并画出种群的增长曲线。时间时间(min)20406080100120140160180世代世代t123456789细菌细菌数量数量Nt212223242526272829第2页，共30页，编辑于2022年，星期一36363434
2、3232303028282626242422222020181816161414121210108 86 64 42 2时间时间/min/min种群数量种群数量/个个2020404060608080100100120120140140160160180180NtNtNt=2Nt=2t t1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9世代世代/t/tN:N:细菌数量细菌数量t:t:第几代第几代数学方程式：数学方程式：Nt=NNt=N0 02 2t tNN0 0：为初始时细菌数量：为初始时细菌数量第3页，共30页，编辑于2022年，星期一Nt =N0t =122t tN N
3、0 0：种群的起始数量：种群的起始数量N Nt t：第：第t t世代该种群的数量世代该种群的数量t t：世代数世代数分析：在理想条件下，细菌种群的增长不受种群密度增加的影分析：在理想条件下，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响，种群的世代净繁殖率（某世代为上一世代的倍数响，种群的世代净繁殖率（某世代为上一世代的倍数)将世将世代保持不变：代保持不变：=1+r=1+r1 1（B BD D）r r：种群增长率（：种群增长率（r=B-D)r=B-D)B B：种群出生率：种群出生率D D：种群死亡率：种群死亡率第4页，共30页，编辑于2022年，星期一时间时间种种群群数数量量Nt =N0t 当当1 1时
4、：时：当当1 1时：时：时间时间种种群群数数量量当当1 10 0时：时：时间时间种种群群数数量量当当0 0时：时：时间时间种种群群数数量量雌体未繁殖雌体未繁殖0 0种群在下一代灭亡种群在下一代灭亡在食物、空间充裕，气候适宜，无敌害的理想在食物、空间充裕，气候适宜，无敌害的理想条件下，种群世代不重叠，呈离散增长的种群数量条件下，种群世代不重叠，呈离散增长的种群数量模型。如：一年生植物和昆虫。模型。如：一年生植物和昆虫。=1+r=1+r=1+(B-D)=1+(B-D)出生率出生率(B)=(B)=死亡率死亡率(D)(D)r=0=1种群数量稳定种群数量稳定出生率出生率(B)(B)死亡率死亡率(D)(D
5、)r0r01种群数量不断上升种群数量不断上升出生率出生率(B)(B)死亡率死亡率(D)(D)r000 111 1种群上升种群上升 B2D2 r20 221 1种群上升种群上升B1-D1B2-D2 r1r2 121 种群种群1上升较快上升较快 （2）B3D3 r3=0 31 种群稳定种群稳定（3）B4D4 r40r01种群数量不断上升种群数量不断上升时间时间(t)(t)种种群群数数量量N Nt tNN0 0r0r0时：时：出生率出生率(b)(b)死亡率死亡率(d)(d)r000时：时：第8页，共30页，编辑于2022年，星期一如图所示，分析比较曲线如图所示，分析比较曲线1 14 4的的、r r、
6、及、及B B、D D之间之间的数量关系、种群的数量变化趋势：的数量关系、种群的数量变化趋势：种种群群数数量量时间时间1234Nt（t）N Nt t=N=N0 0e ertrt瞬时增长率瞬时增长率r=b-dr=b-d=er（1 1）B1D1 r10 111 1种群上升种群上升 B2D2 r20 221 1种群上升种群上升B1-D1B2-D2 r1r2 121 种群种群1上升较快上升较快 （2）B3D3 r3=0 31 种群稳定种群稳定（3）B4D4 r40r01种群数量不断上升种群数量不断上升第10页，共30页，编辑于2022年，星期一环境容纳量环境容纳量减速期减速期开始期开始期加速期加速期转折
7、点转折点饱和期饱和期时间时间种群数种群数量量K K【高斯实验分析高斯实验分析】P67P67渔、牧、林业资源渔、牧、林业资源利用最适期利用最适期NN0 0（K/2)K/2)三、种群增长的三、种群增长的“S”S”型曲线型曲线(有限环境条件有限环境条件)（种群个体数少，密度增长缓慢）（种群个体数少，密度增长缓慢）（随个体数增加，密度增长加快）（随个体数增加，密度增长加快）（密度增长最快）（密度增长最快）（密度增长变慢）（密度增长变慢）（种群个体数达到（种群个体数达到K K值而饱和值而饱和Nt=KNt=K，种群，种群增长为零，种群斗争最剧烈）增长为零，种群斗争最剧烈）在有限资源环境下，随着种群密度的增
8、加，资源的缺乏，种群在有限资源环境下，随着种群密度的增加，资源的缺乏，种群的数量能一直保持的数量能一直保持“J”J”型增长吗？型增长吗？第11页，共30页，编辑于2022年，星期一在有限资源环境下，随着种群密度的增加，资源缺乏，种群的在有限资源环境下，随着种群密度的增加，资源缺乏，种群的出生率降低、死亡率升高，将使种群增长率降低。出生率降低、死亡率升高，将使种群增长率降低。dNdt=r=rN N r=rr=rmm(1-N/k)(1-N/k)时间时间种种群群数数量量K K环境容纳量环境容纳量 r rmm(1-N/k)N(1-N/k)N积分式：积分式：Nt=K/(1+ea-rt)式中式中a a值取
9、决于值取决于NN0 0r rmm:种群在理想条件下的瞬时增长率种群在理想条件下的瞬时增长率r:r:种群在有限条件下的瞬时增长率种群在有限条件下的瞬时增长率每增加一个个体，就产生每增加一个个体，就产生1/K1/K的抑制影响：的抑制影响：N/KN/K为环境阻力为环境阻力【“S”“S”型增长的数学模型型增长的数学模型】以种群数量以种群数量NtNt对时间对时间t t作图，得下图作图，得下图“S”S”型曲线。型曲线。第12页，共30页，编辑于2022年，星期一dNdt=r=rN N r rmm(1-N/k)N(1-N/k)N当当K KN N时，种群正增长时，种群正增长当当K KN N时，种群负增长时，种
10、群负增长当当K KN N时，种群呈稳定平衡时，种群呈稳定平衡r r和和K K参数的意义：参数的意义：r r：物种潜在的增长能力（生殖潜能）：物种潜在的增长能力（生殖潜能）K K：环境容纳量，在特定环境中种群密度可能的最大值。：环境容纳量，在特定环境中种群密度可能的最大值。第13页，共30页，编辑于2022年，星期一0 N0 K/2 K N最大持续最大持续产量产量dN/dt种群的增长量种群的增长量种群数量种群数量鱼类的最大捕获量鱼类的最大捕获量种群增长的种群增长的“S”型曲线的另一种表现方式：型曲线的另一种表现方式：第14页，共30页，编辑于2022年，星期一时间时间种种群群数数量量K K环境容
11、纳量环境容纳量【分析分析】下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群数量变下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群数量变化曲线。图中的阴影部分的含义？化曲线。图中的阴影部分的含义？1 1、环境中影响种群增长的阻力：、环境中影响种群增长的阻力：2 2、数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数量、数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数量第15页，共30页，编辑于2022年，星期一【分析分析】同一种群的同一种群的K K值是否固定不变？值是否固定不变？大熊猫食物、活动范围减少大熊猫食物、活动范围减少K K值下降值下降栖息地被破坏栖息地被破坏1 1珍稀野生动物的保护：大熊猫珍稀野生动物的保护：大熊猫建自然保护区，改
12、善栖息环境，扩大其生存空间，提高建自然保护区，改善栖息环境，扩大其生存空间，提高K K值值【应用应用】【保护大熊猫的根本措施保护大熊猫的根本措施】2 2、有害动物的控制：家鼠、有害动物的控制：家鼠断食、切断巢穴、养殖并释放天敌断食、切断巢穴、养殖并释放天敌降低降低K K值值器械捕杀、药物捕杀器械捕杀、药物捕杀第16页，共30页，编辑于2022年，星期一四、种群数量的波动和下降四、种群数量的波动和下降【影响种群数量的因素影响种群数量的因素】食物、天敌、传染病、栖息空间、食物、天敌、传染病、栖息空间、气候、人类活动气候、人类活动【分析分析】上述哪些因素的作用随着种群的密度的变化而改变？上述哪些因素
13、的作用随着种群的密度的变化而改变？种种群群数数量量Nt时间时间tKNt(种群数量种群数量)第17页，共30页，编辑于2022年，星期一1、密度制约因素、密度制约因素食物、天敌（捕食、寄生、竞争）、传染病、栖息空间、食物、天敌（捕食、寄生、竞争）、传染病、栖息空间、【密度制约因素的反馈调节密度制约因素的反馈调节】时间时间/年年种种群群数数量量例例1：草（食物）对旅鼠的反馈调节作用：草（食物）对旅鼠的反馈调节作用例例2 2：抑制物的分泌：抑制物的分泌蝌蚪在种群密度高时分泌毒素蝌蚪在种群密度高时分泌毒素桉树在种群密度高时自毒现象桉树在种群密度高时自毒现象例例3 3：传染病、寄生物对种群密度大的种群影
14、响更大：传染病、寄生物对种群密度大的种群影响更大使种群数量相对稳定或有规则的波动。使种群数量相对稳定或有规则的波动。具反馈调节机制具反馈调节机制【分析分析】密度制约因素对种群数量影响的特点？密度制约因素对种群数量影响的特点？第18页，共30页，编辑于2022年，星期一（减少）（减少）羊羊狼狼草草（增加）（增加）（增加）（增加）（）（）（减少）（减少）种种群群数数量量Nt时间时间tK羊羊Nt食物（草）食物（草）天敌（狼）天敌（狼）密度制约因素密度制约因素密度制约因素对种群数量的反馈调节密度制约因素对种群数量的反馈调节第19页，共30页，编辑于2022年，星期一2、非密度制约因素、非密度制约因素气
15、候、人类活动（如使用杀虫剂）气候、人类活动（如使用杀虫剂）【分析分析】非密度制约因素对种群数量影响的特点？非密度制约因素对种群数量影响的特点？例：干旱导致蝗虫的大发生例：干旱导致蝗虫的大发生人类使用杀虫剂导致某害虫种群数量骤减人类使用杀虫剂导致某害虫种群数量骤减引起种群数量不规则变动引起种群数量不规则变动作用本身没有反馈调节，对种群数量的影响多为作用本身没有反馈调节，对种群数量的影响多为猛烈的、灾难性的。猛烈的、灾难性的。其作用可被密度制约因素所调节。其作用可被密度制约因素所调节。第20页，共30页，编辑于2022年，星期一五、研究种群数量变化规律及影响因素的意义五、研究种群数量变化规律及影响
16、因素的意义1 1、有害动物的防治、有害动物的防治2 2、野生生物资源的保护和合理利用、野生生物资源的保护和合理利用3 3、濒危动植物种群的拯救和恢复、濒危动植物种群的拯救和恢复第21页，共30页，编辑于2022年，星期一【探究探究】培养液中酵母菌种群数量的变化培养液中酵母菌种群数量的变化1【问题问题】培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？在不同温度下酵母菌的数量随时间变化？在不同温度下酵母菌的数量随时间变化？在不同通气条件（通在不同通气条件（通O2O2与通与通CO2CO2）下酵母菌的）下酵母菌的数量随时间变化？数量随时间变化？在理想条件下酵母菌的数量随
17、时间变化？在理想条件下酵母菌的数量随时间变化？在有限条件下酵母菌的数量随时间变化？在有限条件下酵母菌的数量随时间变化？第22页，共30页，编辑于2022年，星期一2【作出假设作出假设】围绕具体问题，合理提出符合逻辑的假设围绕具体问题，合理提出符合逻辑的假设时间时间种种群群数数量量K1K1K2K2第23页，共30页，编辑于2022年，星期一3【讨论探究思路讨论探究思路】材料用具：菌种、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血材料用具：菌种、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血球计数板（、滴管、恒温培养箱、充气泵、显微镜等。球计数板（、滴管、恒温培养箱、充气泵、显微镜等。对酵母菌计数的方法对酵母菌
18、计数的方法血球计数板直接计数法血球计数板直接计数法微生物计数室微生物计数室第24页，共30页，编辑于2022年，星期一微生物计数室（微生物计数室（1625）每小格长、宽都是每小格长、宽都是0.05mm，深，深度为度为0.1mm，体积为：，体积为：0.050.050.1=0.00025mm3整个计数室的的体积：整个计数室的的体积：0.00025mm316250.1mm3相当于相当于1/10000mL每每mL菌数菌数40010000稀释倍数稀释倍数80个小方格的菌数个小方格的菌数80第25页，共30页，编辑于2022年，星期一【操作步骤操作步骤】2滴加已知稀释浓度的菌悬液滴加已知稀释浓度的菌悬液1
19、盖片盖片从一侧滴加，不要产生气泡从一侧滴加，不要产生气泡3镜检计数：镜检计数：静置数分钟，待全部细胞沉降到玻片表面，再镜检。静置数分钟，待全部细胞沉降到玻片表面，再镜检。计数时数上不数下，数左不数右计数时数上不数下，数左不数右稀释度以每小方格内有稀释度以每小方格内有510个菌体为宜个菌体为宜调整细准焦螺旋，找到计数室内上、下全部菌体。调整细准焦螺旋，找到计数室内上、下全部菌体。计数应重复计数应重复3次，取平均值次，取平均值从试管中吸取菌体培养液时，将试管轻震荡几次从试管中吸取菌体培养液时，将试管轻震荡几次第26页，共30页，编辑于2022年，星期一计数次计数次数数各中方格中的菌数各中方格中的菌
20、数1mL1mL菌液中菌液中总菌数总菌数三次平均数三次平均数1 12 23 34 45 5第第1 1次次第第2 2次次第第3 3次次实验结果记录表实验结果记录表【分析分析】本实验是否需要设计对照组？如何设计？本实验是否需要设计对照组？如何设计？第27页，共30页，编辑于2022年，星期一4【制订计划制订计划】5【实施计划实施计划】计数结果计数结果各中方格中的菌数各中方格中的菌数1mL1mL菌液中总菌液中总菌数菌数三次平均数三次平均数1 12 23 34 45 5初初始始值值第第1 1次次N N0 0第第2 2次次第第3 3次次第第1 1天天N N1 1第第7 7天天N N7 7第28页，共30页
21、，编辑于2022年，星期一6【分析结果，得出结论分析结果，得出结论】7【表达与交流表达与交流】8【进一步探究进一步探究】种种群群数数量量时间时间Nt（D）第29页，共30页，编辑于2022年，星期一1.1.美国某岛上的环颈雉种群的增长大致符合美国某岛上的环颈雉种群的增长大致符合“J”J”型曲线。已知型曲线。已知19391939年，年，该岛有该岛有250250只环颈雉，只环颈雉，19421942年变为年变为12501250只，请估算该岛环颈雉的只，请估算该岛环颈雉的年增长的倍数为：年增长的倍数为：A A0 0 B B1.2 C 1.5 D 1.71.2 C 1.5 D 1.7D2.1986年，西双版纳热带雨林犀鸟的数量为年，西双版纳热带雨林犀鸟的数量为2860只，只，1987年再次统计显年再次统计显示，在一年内共新生幼鸟示，在一年内共新生幼鸟235只，死亡犀鸟共计只，死亡犀鸟共计186只，求犀鸟种群的只，求犀鸟种群的出生率、死亡率、种群的年增长率？出生率、死亡率、种群的年增长率？R=BD=1.71%B=235/2860=8.22%D=186/2860=6.5%第30页，共30页，编辑于2022年，星期一