有一位漁民經(jīng)常被這樣的問題所捆擾:不捕撈或者捕撈很少,魚類資源得不到充分利用,捕撈過多,又會(huì)造成魚類資源的枯竭,那應(yīng)當(dāng)捕撈多少才合適呢?什么時(shí)候捕撈才是最好的呢?疑問第二節(jié)種群數(shù)量的變化問題探討時(shí)間（min）細(xì)胞數(shù)020406080100202122232425分裂細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的后代數(shù)量一、建構(gòu)種群增長模型的方法

在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。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)公式增長嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？Nn＝２n解：n＝60minx72h／20min＝216

Nn＝２n＝2216③細(xì)菌數(shù)量不會(huì)永遠(yuǎn)按這個(gè)公式增長?？梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。將數(shù)學(xué)公式（Nn＝2n）變?yōu)榍€圖時(shí)間分鐘20406080100120140160180細(xì)菌數(shù)量

248163264128256512思考：同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么優(yōu)點(diǎn)？有什么局限性？時(shí)間數(shù)量Nn=2n,N代表細(xì)菌數(shù)量，n代表“代”。

優(yōu)點(diǎn)：能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢。局限性：曲線圖表示的數(shù)學(xué)模型不夠精確！在描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化時(shí)，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。

觀察研究對(duì)象，提出問題提出合理的假設(shè)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)細(xì)胞每20min分裂一次資源空間無限多，細(xì)菌種群的增長不受種群密度增加的影響Nn＝２n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)或修正數(shù)學(xué)模型用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式．建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：閱讀材料：澳大利亞野兔成災(zāi)。估計(jì)在這片國土上生長著6億只野兔，它們與牛羊爭牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專家計(jì)算，這些野兔每年至少造成1億美元的財(cái)產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對(duì)澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。澳洲本來沒有兔子，1859年，一個(gè)叫托馬斯·奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對(duì)沒有想到，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代達(dá)到6億只之多。思考：以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何？學(xué)生討論：1.野兔種群增長的原因有哪些？2.怎樣用數(shù)學(xué)語言來描述野兔種群增長的規(guī)律？3.如果用N0表示野兔種群的起始數(shù)量，用λ表示野兔種群數(shù)量每年的增長倍數(shù)，用Nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么，Nt為多少？4.列舉在自然界中還有哪些與素材中野兔種群數(shù)量增長相類似的情況。某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化

例：我國自1393－1990年以來人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：以上人口增長曲線符合哪種類型？按照此曲線發(fā)展下去將會(huì)出現(xiàn)什么狀況，鑒于我國人口的現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)采取什么措施？年份1393157817641849192819821990億0.60.62.04.14.710.311.6自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式。該種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型可表示為“J”型曲線，或數(shù)學(xué)公式：Nt=NOλt時(shí)間數(shù)量二、“J”型增長的數(shù)學(xué)模型t指時(shí)間(假設(shè)繁殖一代的時(shí)間為一年)；λ指增長率；N0指開始的數(shù)量；Nt

指繁殖t代時(shí)的數(shù)量）種群增長的“J”型增長曲線：時(shí)間數(shù)量“J”型曲線“J”型曲線發(fā)生的條件、特點(diǎn)和時(shí)期？時(shí)間數(shù)量“J”型曲線1、條件：3、時(shí)期：2、特點(diǎn)：新物種遷入的開始階段實(shí)驗(yàn)條件下種群數(shù)量連續(xù)增長，增長率保持不變。存在環(huán)境阻力———

自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)出生率與出生率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平?！癑”型增長能一直持續(xù)下去嗎？有實(shí)例證明嗎？盡管物種具有巨大的增長潛力，在自然界中，種群卻不能無限制地增長。因?yàn)椋S著種群數(shù)量的增長，制約因素的作用也在增大，所以在自然界，種群總是在增長到一定限度后達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。

實(shí)例閱讀和分析教材中的高斯實(shí)驗(yàn)，思考以下問題：為什么大草履蟲第二天、第三天增長較快，而第五天以后數(shù)量基本穩(wěn)定？高斯的實(shí)驗(yàn)條件與“問題探討”中的條件有何區(qū)別？

種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。

A三、種群增長的“S”型曲線

K值：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。A種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，種群—增長停止種群數(shù)量在K/2值時(shí)，種群—增長最快種群數(shù)量小于K/2值時(shí)種群—增長逐漸加快種群數(shù)量大于K/2值時(shí)種群—增長逐漸減慢問題探討1、同一種群的K值是固定不變的嗎？思考討論2、對(duì)大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？3、對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)采取什么措施？從環(huán)境容納量的角度看，能得到什么啟發(fā)？4、種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？

對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。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；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，等等。用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J、S”曲線時(shí)間種群數(shù)量1、“J”型曲線用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指：生物具有過渡繁殖的特性。2、圖中陰影部分表示：環(huán)境阻力；用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析指：通過生存斗爭被淘汰的個(gè)體數(shù)量?！癑”型曲線指生物具有什么特性？圖中陰影部分表示什么？

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(huì)引起種群數(shù)量的變化。環(huán)境因素種群的出生率、死亡率、遷出和遷入種群數(shù)量的變化氣候、食物、被捕食、傳染病等增或減增長、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等影響種群數(shù)量變化的因素

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，甚至消亡。四、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)1、病蟲害的防治：降低環(huán)境的環(huán)境容納量（K值）。如鼠害防治可通過嚴(yán)密封存糧食、清除生活垃圾、保護(hù)老鼠的天敵等措施來降低K值。應(yīng)用思考1：病蟲害的防治方法有哪些？有何利弊？（以鼠害為例）2、合理利用和保護(hù)生物資源：捕撈狩獵后，保證種群的增長速率為最大值。思考2：合理利用和保護(hù)生物資源應(yīng)注意什么？（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。（2）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)。

（3）通過研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為害蟲的預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。五．研究種群數(shù)量變化有何意義？（4）有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。云豹的保護(hù)蒼鷺的保護(hù)野豬的保護(hù)救護(hù)被困的鯨魚全力防蝗減災(zāi)在一個(gè)相對(duì)封閉的小型牧場內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個(gè)羊群數(shù)量會(huì)A、維持在一個(gè)水平上B、不斷下降C、緩慢上升D、迅速上升A課堂鞏固下列有關(guān)種群“S”型增長曲線的正確說法是（）A．“S”型增長曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系B．種群增長率在各階段是不相同的C．“S”型增長曲線表示了種群數(shù)量與時(shí)間無關(guān)D．種群增長不受種群密度制約如果種群處在一個(gè)理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內(nèi)個(gè)體的增長曲線是

，用達(dá)爾文進(jìn)化的觀點(diǎn)分析，這是由于生物具有

的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長曲線是

，用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示

。影響種群密度的因素有

。A過度繁殖B通過生存斗爭被淘汰的個(gè)體數(shù)量出生率、死亡率、遷入、遷出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、人類活動(dòng)等時(shí)間種群數(shù)量AB“食人魚”是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域，就會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以下哪種曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化