1、第2节 种群数量的变化 本节聚焦:l 怎样构建种群增长的模型？l 种群的数量是怎样变化的？新旧教材变化：1.“J型、S型”改为“J形、S形”。2.“年龄组成”变为“年龄结构”。3.“标志重捕法”改为“标记重捕法”问题问题.探讨探讨 我们手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过二分裂繁殖一代。1)1)计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，填表填表并绘图并绘图。2)2)第第n n代细菌数量的计算公式？代细菌数量的计算公式？问题问题.探讨探讨3)723)72小时后由一个细菌分裂产
2、生的细菌数量是多少？小时后由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？4)4)在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？为何？在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？为何？N Nn n=2=2n n =2=2216216不会。资源和空间有限不会。资源和空间有限“J”形“S”形一种群数量的增长“J”形增长1、条件理想状态2）气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等（无环境阻力）1）食物和空间条件充裕（资源和空间无限）2、结果：数量呈指数增长（无K值）种群的数量每年以一定的倍数增长，第2年是第1年的倍。3、数学公式：（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，代表前后2年数量的
3、比值）Nt=N0 t 某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长了1。请预测，按照此生长速度，2006年该地区的人口将有多少？Nt105 101 5当=1时，种群数量如何变化？当1时，种群数量如何变化？当1时，种群数量如何变化？种群数量不变种群数量不变(相对稳定相对稳定)种群数量增长种群数量增长种群数量下降种群数量下降 现有个体数现有个体数原有个体数原有个体数=注：种群数量变化符合数学公注：种群数量变化符合数学公式式N Nt t=N=N0 0 t t，种群增长曲线，种群增长曲线不一定是不一定是“J J”形。形。当1时，种群一定呈“J”形增长吗？不一定；不一定；只有只有
4、1 1且为定值时，种群增长才为且为定值时，种群增长才为“J”“J”形增长；形增长；理解理解.分析分析例：假定当年种群数量是一年前种群数量的倍，右图表示值随时间的变化曲线。下列相关叙述错误的是()A0a年，种群数量不变，其年龄组成是稳定型Bab年，种群数量下降，其年龄组成是衰退型Cbc年，种群数量增加，种群呈“S”型增长Dcd年，种群数量增加，种群呈“J”型增长C811.科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查,并研究随时间的变化趋势,结果如下图所示图中Nt表示第t年的种群数量,Nt+1表示第(t+1)年的种群数量。下列分析正确的是(B)A.甲种群在0t3时的年龄结构为增长型B.乙种群在
5、0t1时的种群数量呈“J”形增长C.乙种群在t2时种群数量最少D.甲种群在t3后种群数量相对稳定可能是生存条件比较理想一种群数量的增长“J”形增长1、条件理想状态2、结果：数量呈几何级数增长（无K值）种群的数量每年以一定的倍数增长，第2年是第1年的倍。4、适用生物：3、数学公式：（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，代表2年数量的比值）Nt=N0 t（1且为定值）实验条件下培养的生物、新物种迁入的开始阶段（外来物种）2）没有天敌和其他竞争物种等（无环境阻力）1）食物和空间条件充裕、气候适宜（资源和空间无限）思考思考.讨论讨论澳大利亚野兔澳大利亚野兔 24只只（1859年）年）
6、超超6亿只亿只100100年后年后一只雌兔一年以产一只雌兔一年以产25只兔仔。只兔仔。2020世纪世纪3030年代，人们将年代，人们将环颈雉引入某地一个岛环颈雉引入某地一个岛屿。屿。1937-19421937-1942年，这年，这个种群增长如图所示。个种群增长如图所示。凤眼莲（水葫芦）凤眼莲（水葫芦）我国每年打捞费用超我国每年打捞费用超1 1亿。亿。实例四：实例四：中国人口种群数量中国人口种群数量理想条件会一直存在么？若条件允许，两只苍蝇繁殖一年之后，后代可以把整个地球的表面都覆盖住，达到14厘米！一种群数量的增长“S”形增长1、条件自然状态2）环境阻力1）资源和空间 限2、结果：数量呈“S”
7、形增长（K值）理解K值（环境容纳量）：一定的环境条件下所能维持的种群最大数量（围绕该值上下波动）。思考：375(K值)是这段时间里统计的数值中，最大的值么？它是怎么取得的？该种群的该种群的K K值为值为 。在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每天统计一次大草履虫的数量。一种群数量的增长“S”形3、应用1）海洋渔业捕捞量？科学利用科学利用K/2K/2值：值：（最大持续产量的种群大小），在农、牧、渔、林等方面均可获得最大效益。(注：K值并非一成不变，因气候、食物、人为等因素而改变。)选K/2值原因?既可获得较大的利益,又对种群的影响较小。(在获得较大利益的同时不影响种群的发展。)剩下K/2的量
8、最适宜KK/2一种群数量的增长“S”形3、应用KK/22）防治虫害：防治点应在？在其数量还未快速增长前将其数量控制，影响最小，危害最低。运用“改治结合、根除蝗害”的战略，一方面通过化学防治和生物防治来降低蝗虫密度，一方面改造蝗灾区，降低其环境容纳量。一种群数量的变化波动 衰退、消亡东亚飞蝗种群数量的波动 种群的延续需要有一定的个体数量为基础。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群数量过少，当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。对于那些已经低于种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。对于那些已经低于种种群延续所需的最小种群数量群延续所需的最小种群数量的物种，需
9、要采取有效保护措施进行保护。的物种，需要采取有效保护措施进行保护。人类乱捕滥杀和栖息地破坏人类乱捕滥杀和栖息地破坏二“J”形、“S”形曲线分析时间时间种种群群数数量量AB1）图中的阴影部分面积代表 。2）同一时刻A曲线与B曲线的差值表示 。生存斗争中被淘汰的个体数环境阻力二“J”形、“S”形种群的增长速率 PK 增长率增长率增长率指种群在单位时间内指种群在单位时间内增加的个体数增加的个体数占占原个体总数原个体总数的比率。的比率。增长速率增长速率指种群在指种群在单位时间内增加的个体数量单位时间内增加的个体数量。（曲线斜率）（曲线斜率）增长速率（现有个体数原有个体数）单位时间增长速率（现有个体数原
10、有个体数）单位时间K/2增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数二“J”形、“S”形种群的增长速率和增长率增长率增长率指种群在单位时间内指种群在单位时间内增加的个体数增加的个体数占占原个体总数原个体总数的比率。的比率。K/2 现有个体数现有个体数原有个体数原有个体数=增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数1 1“J J”形曲线形曲线保持不变保持不变逐渐增大逐渐增大“S S”形曲线形曲线K/2越来越小越来越小先增后减先增后减,最后为零最后为零2010.(不定项)在某种人工控制的种群中,其增长速率v=第(n+1)年的
11、种群数量-第n年的种群数量/年。下列说法错误的是(BD)A.总体上来说,该种群的数量先增加后减少B.0t4时该种群呈“J”形增长C.t1与t3时年增加的个体数量基本相等D.t2与t5时种群数量的差值等于t4与t6时种群数量的差值21找出下列图中的K值、K/2类型：（真核 or 原核）生物代谢：属于异养、兼性厌氧型生物 繁殖：出芽生殖（主）、有性生殖三探究：培养液中酵母菌种群数量的变化C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+（少量）能量有氧呼吸：无氧呼吸：1、酵母菌出芽生殖出芽生殖氧气充足时快速繁殖氧气充足时快速繁殖三探究：培养液中
12、酵母菌种群数量的变化 用一定量的液体培养基培养酵母菌，种群的数量随时间发生改变（）。其数量会受培养基的养分，氧气量，温度，pH、代谢废物等因素的影响。2、培养：先增后稳最后下降调整期调整期对数期对数期稳定期稳定期衰退期衰退期三探究：培养液中酵母菌种群数量的变化3、计数1)1)计数方法：计数方法：2)2)计数工具：计数工具：抽样检测法抽样检测法血细胞计数板血细胞计数板 血细胞计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法（抽样检测法），一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血细胞计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。加盖玻片加
13、盖玻片滴加菌液滴加菌液显微观察显微观察加样处盖玻片计数区：2个操作要规范 先摇匀再取样重复取样、计数。不需设置对照组实验，Why？血细胞计数板操作：血细胞计数板操作：计数区计数区计数室（中间大方格）的长和宽各为计数室（中间大方格）的长和宽各为1 m m1 m m，深 度 为，深 度 为 0.1 m m0.1 m m，其 体 积 为，其 体 积 为_mm_mm3 3，合，合_mL_mL。0.1110-4-41mm1mm(400(400个小格个小格共共0.1mm0.1mm3 3)如何取样如何取样进进行计数行计数？每每mL培养液中酵母菌数量培养液中酵母菌数量=A A(平均平均每个中格每个中格酵母细胞
14、数酵母细胞数)2525（1616）10104 4稀释倍数稀释倍数每个计数室是由每个计数室是由_个小格组成个小格组成.2516=400将样液稀释1000倍,采用血球计数板(规格为 1 mm1mm0.1 mm)计数，观察到的计数室中细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是 _个/mL。三探究：培养液中酵母菌种群数量的变化1 1）从培养液中吸出计数前，需对培养瓶进行振荡，目的？）从培养液中吸出计数前，需对培养瓶进行振荡，目的？2 2）每个小格的数目不能超）每个小格的数目不能超1010个，若过多应采取什么措施？个，若过多应采取什么措施？3 3）通过显微镜，能否辨别出这些细胞是死是活？导致的计数结果？）
15、通过显微镜，能否辨别出这些细胞是死是活？导致的计数结果？摇匀摇匀先稀释再取样先稀释再取样不能。不能。偏大偏大第第 1 1 天天显微观察实验结果：显微观察实验结果：第第 4 4 天天第第 6 6 天天第第 7 7 天天一、概念检测一、概念检测1.1.在自然界，种群数量的增长既是有规律的，在自然界，种群数量的增长既是有规律的，又是复杂多样的。判断下列又是复杂多样的。判断下列相关表述是否正确。相关表述是否正确。（1 1）将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会）将一种生物引入一个新环境中，在一定时期内，这个生物种群就会出现出现“J”“J”形增长。（形增长。（）（2 2）种群的）种群
16、的“S”“S”形增长只适用于草履虫等单细胞生物。形增长只适用于草履虫等单细胞生物。（）（3 3）由于环境容纳量是有限的，种群增长到）由于环境容纳量是有限的，种群增长到定数量就会保持稳定。（定数量就会保持稳定。（）2.2.对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列对一个生物种群来说，环境容纳量取决于环境条件。据此判断下列表述正确的是表述正确的是 （）A.A.对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的对甲乙两地的蝮蛇种群来说，环境容纳量是相同的B.B.对生活在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的对生活在冻原的旅鼠来说，不同年份的环境容纳量是不同的C.C.当种群数量接近环境
17、容纳量时，死亡率会升高，出生率不变当种群数量接近环境容纳量时，死亡率会升高，出生率不变D.D.对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的对生活在同一个湖泊中的鲢鱼和鲤鱼来说，环境容纳量是相同的B B3310.(不定项)在某种人工控制的种群中,其增长速率v=第(n+1)年的种群数量-第n年的种群数量/年。下列说法错误的是(BD)A.总体上来说,该种群的数量先增加后减少B.0t4时该种群呈“J”形增长C.t1与t3时年增加的个体数量基本相等D.t2与t5时种群数量的差值等于t4与t6时种群数量的差值342.下图是酵母菌通气培养的生长曲线示意图,a、b是相同培养条件下两批次培养的结果,
18、下列叙述合理的是(B)A.a批次中可能有大量细菌污染B.b批次的接种量可能高于a批次的C.t1时两批次都会产生较多的乙醇D.t2时两批次发酵液中营养物质剩余量相同358.请分析并回答下列与种群数量有关的问题。(1)将某种单细胞菌接种到装有10 mL液体培养基(培养基M)的试管中,培养并定时取样进行计数。计数后发现,试管中该种菌的总数达到a时,种群数量不再增加。由此可知,该种群的增长曲线为 形,且种群数量为时,种群增长最快。(2)若将该种菌接种在5 mL培养基M中,培养条件同上,则与上述实验结果相比,该种菌的环境容纳量(K值)会(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5 mL培养基M中接种该菌的量
19、增加一倍,则与增加前相比,K值会(填“增大”“不变”或“减小”),原因是 。“S”a/2K值是由环境资源量决定的,与接种量无关5 5、怎样记录结果？记录表怎样设计？、怎样记录结果？记录表怎样设计？讨论探究思路：讨论探究思路：051.实验原理血球计数板16*25型计数板型计数板16*25型计数板型计数板计四角的计四角的4个中方格，共个中方格，共100个小方格中个小方格中的酵母菌数量，记为的酵母菌数量，记为a计四角和正中间的计四角和正中间的5个中方格，共个中方格，共80个小方格个小方格中的酵母菌数量，记为中的酵母菌数量，记为a计数计数方法方法酵母菌细胞个数酵母菌细胞个数/ml=(a/4)*16*1
20、04*稀释稀释倍数倍数酵母菌细胞个数酵母菌细胞个数/ml=(a/5)*25*104*稀释倍数稀释倍数计数计数公式公式探究：培养液中酵母菌种群数量的变化第第 1 1 天天显微观察实验结果：显微观察实验结果：第第 4 4 天天第第 6 6 天天第第 7 7 天天1 1）从培养液中吸出计数前，需对培养瓶进行振荡，目的？）从培养液中吸出计数前，需对培养瓶进行振荡，目的？2 2）每个小格的数目不能超）每个小格的数目不能超1010个，若过多应采取什么措施？个，若过多应采取什么措施？3 3）通过显微镜，能否辨别出这些细胞是死是活？导致的计数结果？）通过显微镜，能否辨别出这些细胞是死是活？导致的计数结果？先摇
21、匀先摇匀先稀释再取样先稀释再取样不能。不能。偏大偏大每每mL培养液中酵母菌数量培养液中酵母菌数量=A A(平均平均每个中格每个中格酵母细胞数酵母细胞数)2525（1616）10104 4稀释倍数稀释倍数类型：（真核 or 原核）生物代谢：属于异养、兼性厌氧型生物 繁殖：出芽生殖（主）、有性生殖三探究：培养液中酵母菌种群数量的变化C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+（少量）能量有氧呼吸：无氧呼吸：用一定量的液体培养基培养酵母菌，种群的数量随时间发生改变（）。其数量会受培养基的养分，氧气量，温度，pH、代谢废物等因素的影响。1、酵母菌2、培养：出芽生殖出芽生殖先增后稳最后下降二 现有个体数现有个体数原有个体数原有个体数=增长率增长率指种群在单位时间内指种群在单位时间内增加的个体数增加的个体数占占原个体总数原个体总数的比率。的比率。增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数增长率（现有个体数原有个体数）原有个体数增长速率增长速率指种群在指种群在单位时间内增加的个体数量单位时间内增加的个体数量。（曲线斜率）（曲线斜率）增长速率（现有个体数原有个体数）单位时间增长速率（现有个体数原有个体数）单位时间 1 1
