第2節(jié)種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦一、建構(gòu)種群增長模型的方法二、種群增長的“J”型曲線三、種群增長的“S”型曲線四、種群數(shù)量的波動和下降五、研究種群數(shù)量變化的意義1一、建構(gòu)種群增長模型的方法問題探討在營養(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?；貞洔毓识乱?、建構(gòu)種群增長模型的方法1．n代細菌數(shù)量Nn的計算公式是：

Nn2．72小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？＝1×２n解：n＝６０minx７２h／２０min＝２１６Nn＝1×２n

＝２２１６6一、建構(gòu)種群增長模型的方法曲線圖與方程式比，有哪些優(yōu)缺點？曲線圖：直觀，但不夠精確方程：精確，但不夠直觀時間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個）248163264128256512123456789將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€圖7實例一：外來種群遷入新環(huán)境1859年，24只野兔6億只以上的野兔近100年后8澳大利亞環(huán)頸雉種群增長500100015003919374042年種群數(shù)量實例二：20世紀初，人們將環(huán)頸雉（一種鳥類）引入美國的一個島嶼。在1937－1942年期間，這個種群數(shù)量的增長如下圖所示。

如果以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線大致呈什么型？9實例三：鳳眼蓮（水葫蘆）原產(chǎn)于南美，是一種觀賞性植物,曾被喻為“美化世界的淡紫色花冠”。以后鳳眼蓮被作為觀賞植物引種栽培，現(xiàn)已在數(shù)十個國家造成危害。1901年作為花卉引入中國，30年代作為畜禽飼料引入中國內(nèi)地各省，并作為觀賞和凈化水質(zhì)的植物推廣種植，后逃逸為野生。由于繁殖迅速，又幾乎沒有競爭對手和天敵，在我國南方江河湖泊中發(fā)展迅速，目前我國有這種鳳眼蓮184萬噸，成為我國淡水水體中主要的外來入侵物種之一。10實例四11二、種群增長的“J”型曲線1.產(chǎn)生條件：2.建立模型Nt=N0

λt

N0為種群的起始數(shù)量t為時間Nt表示t年后該種群的數(shù)量λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)①方程模型食物和空間條件充裕理想狀態(tài)氣候適宜沒有天敵12二、種群增長的“J”型曲線1.產(chǎn)生條件：食物充足，空間不限理想狀態(tài)氣候適宜沒有天敵2.建立模型②曲線圖模型3.適用情形：a.實驗室條件下b.當一個種群剛遷入到一個新的適宜環(huán)境時(例如入侵物種)13N001234tN0λt問題探討“J”型曲線能一直持續(xù)下去嗎？如何驗證這個觀點？不會。原因是資源和空間是有限的；種群密度大，種內(nèi)斗爭加劇。即存在環(huán)境阻力生態(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。14①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力：

現(xiàn)實狀態(tài)下——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．②增長特點：

種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。三、種群增長的“S”型曲線15三、種群增長的“S”型曲線種群數(shù)量為K：種群增長速率為零,種群數(shù)量最大，種內(nèi)斗爭最劇烈。種群數(shù)量為K/2：種群增長速率最大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。K/2增長速率最快K值：環(huán)境容納量增長速率為零abc161.乙圖0—g相當甲圖b點之前，種群數(shù)量增長速率逐漸增加。cghf乙（K/2）KK/2abc甲種群數(shù)量增長速率時間0g（K/2）h（K）乙2.g點相當甲中K/2，種群數(shù)量增長速率最大。3.乙圖g--h相當甲圖b--c，種群數(shù)量增長速率逐漸減少。4.h點相當甲中K，種群數(shù)量增長速率為0。1718比較種群增長兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別J型曲線S型曲線條件種群增長速率有無K值曲線環(huán)境資源無限環(huán)境資源有限不斷增大先升后降無，持續(xù)保持增長有K值環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量生存斗爭被淘汰的個體18思考討論1、同一種群的K值是固定不變的嗎？2、對保護大熊貓應(yīng)采取什么措施才會事半功倍？環(huán)境條件改變，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。例如砍伐森林會使生物減少；建立自然保護區(qū)使東北虎增多建立自然保護區(qū)，改善大熊貓棲息環(huán)境，提高K值。19思考討論4、為保護魚類資源不受破壞，并持續(xù)獲得最大捕魚量，被捕魚群種群數(shù)量保持在什么水平?3、對家鼠等有害動物的控制，從環(huán)境容納量的角度看，應(yīng)當采取什么措施？增大環(huán)境阻力，降低環(huán)境容納量（如封儲糧食，清除生活垃圾，養(yǎng)殖它們天敵）；嚴防達到K/2。種群數(shù)量達到K/2時，種群增長速率最大，再生能力最強；對養(yǎng)殖的生物進行捕撈(捕獲)時，捕撈后的種群數(shù)量要維持在K/2處，以保證持續(xù)獲取高產(chǎn)量。20思考討論①K值的應(yīng)用a.野生生物資源保護：保護野生生物生活環(huán)境，減小環(huán)境阻力，增大K值。b.有害生物的防治：增大環(huán)境阻力(如為防鼠害而封儲糧食、清除生活垃圾、飼養(yǎng)貓等)，降低K值。②K/2的應(yīng)用a.資源開發(fā)與利用：種群數(shù)量達到K/2時，種群增長速率最大，再生能力最強；對養(yǎng)殖的生物進行捕撈(捕獲)時，捕撈后的種群數(shù)量要維持在K/2處，以保證持續(xù)獲取高產(chǎn)量。b.有害生物防治：務(wù)必及時控制種群數(shù)量，嚴防達到K/2處，甚至在a點以前就應(yīng)采取相應(yīng)措施。21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，甚至滅亡四種群數(shù)量的波動和下降自然因素：食物、氣候、空間、傳染病、天敵等人為因素：人類的活動人為控制（家禽，畜牧）捕殺野生動物濫砍亂閥環(huán)境破壞影響生物生存2224探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化一般步驟:(1)提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群是怎樣隨時間變化的？(2)作出假設(shè)：

。(3)討論探究思路：問題(4)制定計劃：(5)實施計劃：(6)分析結(jié)果，得出結(jié)論：(7)表達和交流：(8)進一步探究：2425怎樣進行酵母菌的計數(shù)？從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次。這是為什么？本探究需要單獨設(shè)置一個對照組嗎？如果需要請討論對照組應(yīng)怎樣設(shè)計和操作；如果不需要，請說明理由。需要做重復(fù)實驗嗎？血細胞計數(shù)板，采用抽樣檢測方法使酵母菌在培養(yǎng)液中混合均勻，減少計數(shù)誤差。不設(shè)對照，因時間上形成前后自身對照需要，可提高準確性25時間/d123456……數(shù)量/個26怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設(shè)計？如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以計數(shù)，應(yīng)采取怎樣的措施？7對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當怎樣計數(shù)？稀釋一定倍數(shù)只計算相鄰