第2节 种群数量的变化

对于一个鱼塘来说，通过哪种方法可以确定鱼塘里适合养多少鱼？你知道吗？

1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化和细菌数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。 2.通过资料分析、师生交流，能够阐明种群的“J”型增长和“S”型增长。 3.通过查阅资料、小组讨论，关注人类活动对种群数量变化的影响。

1 建构种群增长模型的方法 在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论： ①n代细菌数量的计算公式？ ②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？ Nn＝2n 解：n＝ 60min x72h／20min＝216 　　Nn＝2n ＝2216

观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型一般包括以下步骤： 数学模型 观察研究对象，提出问题 细胞每20min分裂一次 提出合理的假设 资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 Nn＝2n 通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正

将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图 时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180 细菌数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512 曲线图与数学方程式比较，优缺点？ 直观，但不够精确。

细菌的数量／个 理想条件下细菌数量增长的推测，自然界中有此类型吗？ 某海岛上环颈雉 种群数量的变化

种群增长曲线 2

“ J ”型增长的数学模型 1、产生条件： 理想状态——食物充足，空间不限，气候适 宜，没有敌害等； 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年 是第一年的λ倍。 2、种群 “ J ”型增长的数学模型公式： Nt=N0 λt （ N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该 种群的数量，λ为年均增长率。）

按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？ 例：我国自1393－1990年以来人口统计数据如下： 年份 1393 1578 1764 1849 1928 1982 1990 亿 0.6 2.0 4.1 4.7 10.3 11.6 以上人口增长曲线符合哪种类型？ 按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？

“J”型增长能一直持续下去吗？ 存在环境阻力——— 　　自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高。 　 当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 有实例证明吗？

[例] 生态学家高斯的实验 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。 大草履虫种群的增长曲线

种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 种群增长的“S”型曲线 种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。 实际： 有限环境（食物、空间），天敌 起始数量：N0(亲代) 每代增长率λ ： A 时间 种群增长率λ t

问题探讨 种群数量达到K值时， 种群— 增长停止 种群数量在 K/2值时， 种群— A 增长最快 种群数量小于K/2值时 种群— 增长逐渐加快 种群数量 大于K/2值时 种群— 增长逐渐减慢

课题研究 探究酵母菌种群大小的动态变化 研究目的 通过建立反映种群动态变化的数学模型，分别说明种群个体数量的增长规律以及种群外部环境因素和种群内部因素对种群对种群个体数量的制约。 推荐器材

研究过程 提出问题： 酵母菌种群大小怎么变化？ 作出假设： 酵母菌种群大小按“S”型曲线变化 设计实验： 0.1g活性干酵母 实施实验： 500mL 质量分数5％葡萄糖

分析结果： · · · · · · · · · 得出结论： 酵母菌种群大小按“S”型曲线变化。 时间（h） 2 4 6 8 10 12 14 16 18 酵母菌数量（个·mL-1） 110 180 280 520 620 580 625 时间／h O 酵母菌的数量/个·mL-1 100 200 300 400 500 600 700 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 · · · · · · · · · 得出结论： 酵母菌种群大小按“S”型曲线变化。

两种曲线增长方式的差异主要在于环境阻力对种群数量增长的影响使J型增长曲线→S型增长曲线。 时间 种群数量 S型曲线 J型曲线 两种曲线增长方式的差异主要在于环境阻力对种群数量增长的影响使J型增长曲线→S型增长曲线。

种群数量的波动和下降 3 大多数种群的数量总是在波动之中的，在 不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。 东亚飞蝗种群数量的波动

影响种群数量变化的因素 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。 直接因素： 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 间接因素： 食物、气候、传染病、天敌（环境因素） 重要因素： 人类的活动 影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。

4 研究种群数量变化有何意义 （1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。 （2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。 （3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。 （4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。

苍鹭的保护 云豹的保护 野猪的保护 救护被困的鲸鱼 全力防蝗减灾

1.在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后，稀释100倍，再抽样镜检，如图乙所示。

根据实验结果判断，以下叙述正确的是 (　　) A.培养5小时后，酵母菌种群密度增加200倍左右 B.探究酵母菌的种群数量变化可以用标志重捕法 C.用血球计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体 D.培养5小时后，酵母菌种群数量已经达到K值 【答案】A

C 2.在理想状态下和自然环境中某生物种群数量变化曲线，下列对阴影部分的解释正确的是（ ） ①环境中影响生物增长的阻力 2.在理想状态下和自然环境中某生物种群数量变化曲线，下列对阴影部分的解释正确的是（ ） C 时间 种群数量 S型曲线 J型曲线 ①环境中影响生物增长的阻力 ②环境中允许种群增长的最大值 ③其数量表示种群内迁出的个体数量 ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④

Ａ 3.下图是依据我国三次人口普查数据绘制的人口年龄组成图。下面对上述三图的描述，其中完全正确的是 （ ） 3.下图是依据我国三次人口普查数据绘制的人口年龄组成图。下面对上述三图的描述，其中完全正确的是 （ ） Ａ A.图（1）是增长型，从图（3）可以看出计划生育政策初见成效 B.图（1）、图（2）、图（3）都是衰退型 C.图（2）是典型的稳定型，可年看出计划生育政策初见成效 D.图（1）、图（2）、图（3）都是稳定型

D 4.下图所示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出（ ） 4.下图所示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长速率随时间变化的曲线，根据该曲线可以得出（ ） D A.t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型 B.t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失 C.该种小型淡水鱼在新的环境中呈“J”型增长 D.该种鱼在新湖泊中的环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍 退出