逻辑斯蒂增长曲线-实验报告

实验名称：种群在资源有限环境中的逻辑斯谛增长姓名：学号：系别：实验日期：同组同学名单：【实验原理】种群在有限环境中的增长不是无限的。

当种群在一个资源有限的空间中增长时，随着种群密度上升，对有限空间资源和其他生活必需条件的种内竞争也将加剧，必然影响到种群的出生率和存活率，从而降低了种群的实际增长率，直至种群停止增长，甚至种群数量下降。

逻辑斯蒂增长是种群在资源有限环境下连续增长的一种最简单形式，又称为阻滞增长。

S型曲线有两个特点：1)曲线渐进于K值，即平衡密度；2)曲线上升是平滑的【实验目的】(1)认识环境资源是有限的，任何种群数量的动态变化都受到环境条件的制约。

(2)领会逻辑斯蒂增长模型中生物学特性参数r与生态学特性参数K的重要作用。

【实验器材】光照培养箱、实体显微镜、凹玻片、移液枪、草履虫、鲁哥氏固定液。

【方法步骤】1.准备草履虫原液、草履虫培养液2.确定草履虫最初密度用移液枪取50μl原液于凹玻片上,，在实体显微镜下看到有游动的草履虫时，滴一滴鲁哥氏固定液，观察计数（重复4次）。

3.取培养液50mL,置于锥形瓶中，经计算加入适量原液，使N0=250-300个.(20℃和30℃各两瓶)4.封口、做标记、放入培养箱中5.对草履虫种群数量观察记录（每天定时，4次/瓶）6.根据实验数据估计Logistic方程参数（a、r、K）,描绘Logistic增长曲线（K 由三点法求的，a、r由一元线性回归方程的统计方法得出）。

【实验结果】实验所获得数据如下(一)20℃环境下，草履虫数量的相关数据1)草履虫数量动态观测记录表（k=13000a=3.3874r=0.6557）2)利用如下图所示一元线性回归方程求得a=3.3874r=0.65573)20℃环境下，草履虫数量随时间变化的理论曲线和实际估测曲线如下(二)30℃环境下，草履虫数量的相关数据1)草履虫数量动态观测记录表（K=13500a=3.0469r=0.777）2)利用如下图所示一元线性回归方程求得a=3.0469r=0.7773)30℃环境下，草履虫数量随时间变化的理论曲线和实际估测曲线如下【分析讨论】通过对两个温度下的草履虫的培养统计观察分析得出，在30℃的条件下，对于草履虫，环境最大承载量较大，可以推断在适宜的较高温度下有利于草履虫的增长繁殖。

逻辑斯蒂曲线
逻辑斯蒂曲线，也称贝叶斯决策曲线，是统计学中一种用于衡量诊断准确率的度量方法，它用来评估诊断的敏感性和特异性，以确定诊断结果是否可靠。

这种曲线常被用来衡量医学诊断的效果，通过两个不同的条件来衡量，即某种疾病真实存在时它预测出疾病的概率，以及某种疾病并不存在时它也预测出疾病的概率。

诊断准确率的衡量有时也称为“诊断测试”，而逻辑斯蒂曲线用于衡量这种状态，它将曲线上的点作为诊断准确率的指标。

逻辑斯蒂曲线是一线性回归模型，由于它不受观察到的结果影响，它可以更准确地表示实际数据，并且为诊断决策提供一个可靠的框架。

逻辑斯蒂曲线可以用来评估诊断效果或决策后果，以帮助医疗专业人员更好地决定是否采用某种诊断或治疗方法，同时减少诊断错误的发生率。

它可用于帮助医疗机构更好地评估某种疾病的发病率、特征以及发展趋势，以便妥善处理患者的诊断和治疗。

此外，逻辑斯蒂曲线也可以用来确定某些模式的有效性，这样可以帮助临床人员更精准地识别病情，及早采取治疗药物。

例如，针对艾滋病检测，可以通过逻辑斯蒂曲线来确定检测实验中可能存在的假阳性（负面结果却是阳性）或假阴性（正面结果却是阴性），并采取相应措施，实现更精准的诊断结果。

总而言之，逻辑斯蒂曲线是一种有用的技术，它可以有效地衡量诊断准确率，帮助医疗机构减少诊断失误，同时提高应用的有效性。

逻辑斯蒂曲线的应用潜力已被证明，它可以帮助临床医疗机构更好地
满足患者的需求，同时提高治疗效果。

《动物生物学实验》课程论文（2010-2011学年第2学期）关于草履虫逻辑斯蒂增长曲线的研究关于草履虫逻辑斯蒂增长曲线的研究摘要：本实验以草履虫为对象，通过在有限的生存环境中对草履虫的种群密度做较详细的记录，而后通过整理数据，以图表的形式简单介绍了草履虫在有限环境中的种群增长方式，即逻辑斯蒂增长曲线。

关键字：种群增长 逻辑斯蒂曲线 草履虫草履虫是原生动物门纤毛纲代表动物，是动物界中较原始较低等的单细胞动物，为最常见的原生大型动物[1],其生活在有水草的淡水池沼中，喜聚集在有机物较多和阳光充足处，营自由浮游生活[2]。

种群的逻辑斯蒂增长曲线为生态学史上著名的种群增长模型。

1材料与方法 1.1材料显微镜、微量取液器、草履虫种液、晒过自来水、麦麸。

1.2方法将草履虫种液接种至晒过的自来水中，每隔48小时取样观察一次，每次用微量取液器取50mml 培养液，用划线法统计草履虫的数量，每次取10组，求其平均值并记录数据。

2数据草履虫种群密度（单位：个/50mml ）草履虫的逻辑斯蒂增长曲线(单位：个)5101520253035 5.245.265.285.316.26.66.123分析在室温条件下，第1天到第2为调整期，第2到第4天为对数期，第4天到第6天为稳定期，第6天以后进入衰亡期，种群数量增长曲线基本符合微生物的增长特点。

从实验结果可以看出种群在达到最大值之后，总体趋势是下降的。

由于营养逐渐耗尽，草履虫的数量会逐渐减少，直至全部死亡。

逻辑斯蒂方程是自组织理论中比较简单而应用最为广泛的一种方程，它适用于描述宏观变量在环境饱和介质影响下其增长演化的情况[3]。

本实验中，逻辑斯蒂曲线类型为S型，即由于环境阻力的影响，在1/2 K值时增长速率达到最大，达到1/2 K值后增长速率减缓，直到达到饱和点(K 值)后，增长率减为0，此时种群密度为最大，环境阻力最大（由于食物，生长环境等因素），随之进入衰亡期，直至种群密度减为零。

生态学实验报告7种群在资源有限环境中的逻辑斯蒂增长姓名：学号：时间：一、实验原理种群在资源有限环境中的数量增长不是无限的。

当种群在一个资源有限的空间中增长时，随着密度的上升，对有限空间资源和其他生活必须条件的种内竞争也将加剧，必然影响到种群的出生率和存活率，从而降低了种群的实际增长率，直至种群停止生长，甚至使种群数量下降。

这种增长符合逻辑斯蒂增长。

其中： N:种群个体数，r:种群瞬时增长率，t:时间，K：环境容纳量二、实验设计将适量草履虫放在资源有限的培养瓶中培养一段时间，每天定时检测草履虫数量变化，探究草履虫在资源有限环境中是否符合逻辑斯蒂增长三、实验步骤1、准备草履虫原液从湖泊或水渠中采集草履虫。

制备出草履虫原液（老师已经备好）2、确定培养液中草履虫种群的初始密度（1）用50ul移液枪取50ul草履虫原液于凹玻片上，当在实体镜下看到有游动的草履虫时，再用滴管取一滴固定液于凹玻片上杀死草履虫，在实体镜下进行草履虫计数。

（2）按上述方法重复取样4次，对4次计数的草履虫数求平均值，并推算出草履虫原液中的种群密度。

（3）取冷却后的草履虫培养液50ml，置于50ml锥形瓶中。

结果计算，用移液枪取适量的草履虫原液放入培养液中，使培养液中草履虫的个数在250-300个。

此时培养液中的草履虫的密度即为初始种群密度。

共制备4瓶草履虫样液。

（4）将上述4瓶样液做好标记，两瓶一组，分别放入20℃和30℃的恒温箱中培养。

3、定期检测和记录在试验后的十天内，每天下午五点到六点期间对培养液中的草履虫密度进行检测，每瓶取样计数4次，取平均值。

4、环境容纳量K值的确定将10 天中得到的草履虫种群大小的数据，标定在以时间为横坐标、草履虫数为纵坐标的平面坐标系中，从得到的散点图中不仅可以看出草履虫种群大小随时间的变化规律，还可以得到此环境下可以容纳草履虫的最大环境容纳量K。

通常从平衡点以后，选取最大的一个N，以防止在计算ln（K-N/N）的过程中真数出现负值。

种群在资源有限环境中的逻辑斯谛增长姓名：学号：系别：生命科学学院生物科学专业班号：2实验日期：4月5日同组同学：实验目的1）认识到任何种群数量的动态变化都受到环境条件的制约（2）领会logistic model 生物学特性参数r与环境因子参数K的重要作用（3）学会通过实验估算这两个参数和进行曲线拟合实验原理•离散种群增长和连续种群增长•种群在有限资源环境下的连续增长的一种最简单的形式就是逻辑斯谛增长逻辑斯谛增长模型是建立在以下两个假设基础上的：①有一个环境容纳量（carrying capacity）（通常以K表示），当Nt=K时，种群为零增长，即dN／dt=0；②增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。

最简单的是每增加一个个体，就产生1／K的抑制影响。

例如K=100，每增加一个体，产生0.01影响，或者说，每一个体利用了1／K的“空间”，N个体利用了N／K的“空间”，而可供种群继续增长的“剩余空间”只有（1-N ／K）。

逻辑斯蒂增长的数学模型dN/dT=rN[（K-N）/K]dN/dT=rN（1-N/K）dN/dT···························种群在单位时间内的增长率N·······························种群大小t································时间r································种群的瞬时增长率K·······························环境容纳量1-N/K····························剩余空间逻辑斯蒂增长的数学模型的积分式：N=K/[1+EXP（a-rt）]S”型曲线有两个特点：①曲线渐近于K值，即平衡密度；②曲线上升是平滑的。

逻辑斯蒂曲线逻辑斯蒂曲线是一种心理学上的理论，它被用来解释人们具有的决策和学习能力。

它由20世纪50年代的英国心理学家贝克逻辑斯蒂提出，他根据社会心理学研究的结果得出了结论，即人们在做出某一选择时，是根据对回报和损失可能性的总体预期来衡量的，而不仅仅是根据最好的收获本身。

逻辑斯蒂曲线可以用来计算一种行为的收益与风险之间的可能性。

它描述的是在做出的决策中，个体对任何可能的收益和损失的可能性的总体评估过程。

它提出，当一个人把一件事情看作投资的时候，他会对所有可能的收益和损失的可能性进行评估，而不仅仅是考虑实际可能获得的收益，例如投资风险与收益。

因此，逻辑斯蒂曲线被用来说明人们做出选择时会考虑到可能收获或损失的可能性，而不仅仅是实际的收获。

这种评估模型的理论把人的行为理解为对可能利益的总体评估过程，而不仅仅是单一的行为行为。

逻辑斯蒂曲线被广泛用于心理学，科学和商业研究中，来解释人们做出选择时具有的决策能力。

比如，在做出投资决策时，投资者会考虑未来可能出现的收益和损失，并做出最终的决定，这都是基于对可能出现收益和损失的可能性的综合评估。

此外，逻辑斯蒂曲线也被用于研究学习行为，因为学习也受到可能的收益和损失的影响。

逻辑斯蒂曲线帮助学习者理解收益和损失的可能性，以及如何将它们纳入学习过程。

学习者不仅是学习内容本身，而且也需要考虑实际应用对自己带来的益处和损失。

学习者会对可能出现的收益和损失进行评估，根据自己的实际应用来选择最佳的学习方式。

总的来说，逻辑斯蒂曲线是一种有用的心理学理论，它被用来解释人们在做出决定时具有的抉择能力，以及在学习时应该考虑的因素。

它的重要性在于它对之前的认知行为研究过程的提供了有用的理论框架，从而帮助我们更好地理解和探究人类行为的心理本质。

实验一 昆虫种群逻辑斯蒂增长模型（验证性实验）一、 实验目的逻辑斯蒂曲线是一条S 型曲线，它是生物种群在有限资源环境中（空间和食物）增长到一定程度时，环境阻力逐渐增大，致使种群的最大数量限制在一个固定水平之下，种群将不再继续增长而稳定在环境负荷量K 值左右。

实验已证明S 形曲线是生物界中普遍存在的一种规律，具有广泛的应用价值。

通过实验熟悉种群S 形增长的特点及曲线拟合的方法。

二、 实验原理由逻辑斯蒂增方程 N=erta K -+1取自然对数得a-rt=ln(NN K -) ---Y则 Y=a-rt首先求得环境负荷量K 值后，再将各N 值换算为ln[(k-n)/n]。

K 值求法有多种，如将接近饱和点附近的n 点N 值平均，而得一个值，或用三等距计算法。

应用三点测定K 值常受所选点位置的影响，因此本实验采用直线回归计算K 值。

该方法是对N n 与N n /N a+1进行回归，得直线回归式：N n /N a+1=A+BN n利用最小二乘法求得A 、B 。

令N n /N a+1=1，代入直线回归式，即表N n =N a+1时，种群个体数不在增加，那么N n 值就视为环境负荷K 值，显然K=BA -1。

A 、B 值求得后，确定K 值，可根据Y=a-rt 回归式，确定参数a 和r 。

三、 实验方法为100克经轻压而裂开的麦粒（约2000粒）中数入5对小谷蠹成虫开始实验，每周把麦粒筛出，弃去粉末状粪物质，并补充以新鲜的经碾压的麦粒，使其重新维持100克，并每两周计算一次成虫数，实验可设3~5个重复。

四、实验结果小谷蠹种群增长结果见表1。

1. K值的确定：设N n/N a+1=Y，N=XK值确定按表2进行。

2. 参数a , r 的确定：K值确定后，表1中ln(N NK-) 可统计出。

设Y= ln(N NK-)，X=t参数a , r的确定按表3进行。

表1 小谷蠹种群增长结果时间t 种群个数N Nn /Nn+1Y=ln((K-N)/N)0 10 0.546448087 4.1632351951 18.3 0.631034483 3.5459227072 29 0.61440678 3.0685202213 47.2 0.663853727 2.5518116434 71.1 0.372056515 2.1018527665 191.1 1.094501718 0.8820998976 174.6 0.678585309 1.0075134717 257.3 0.733675506 0.4298863768 350.7 0.795238095 -0.1492014679 441 0.859146698 -0.73344294810 513.3 0.917098446 -1.30285736811 559.7 0.940988568 -1.79381889312 594.8 0.94502701 -2.32793012713 629.4 0.9834375 -3.29239764914 640 0.982951928 -3.91269345615 651.1 0.993287567 -5.95309417116 655.5 0.99378411217 659.6 0.99667573318 661.8 0.9977385819 663.3表2 N n/N a+1~N n线性回归统计表统计项统计值统计项统计值∑x 7155.5 SSx(SSv) 1227374.369 ∑X23922173.33 SSy(SST) 0.697440815X376.6052632 SP 762.5136429 y 15.73993636 r 0.824148389 ∑y213.73668274 A 0.594449439 y0.828417703 B 0.000621256∑XY 6690.256518 K=B A-1652.7914211 表中各值的计算公式：SS X=∑X2 -( 1/n)（∑X）2SS Y=∑Y2 –( 1/n)（∑Y）2SP=∑XY–( 1/n)（∑X）（∑Y）r=SP/( SS X * SS Y)1/2B=SP/ SS XA=y-B X表3 ln(N NK-)~t 线性回归统计表统计项统计值统计项统计值∑x 120 SSx(SSv) 340∑X21240 SSy(SST) 124.5577615X7.5 SP -203.2955841y -1.7145938 r( 相关系数) -0.987877489 ∑y2124.7124895 a(A) 4.377299301y-0.107162113 B -0.597928188 ∑XY -216.1550376 r( 参数)=-B 0.597928188 表中各值的计算公式：SS X=∑X2 -( 1/n)（∑X）2SS Y=∑Y2 –( 1/n)（∑Y）2SP=∑XY–( 1/n)（∑X）（∑Y）r（相关系数）=SP/( SS X * SS Y)1/2B=SP/ SS Xa=y-B X五、作业1. 完成表1、2、3的计算。

实验三种群增长动态的拟合（逻辑斯蒂增长方程）
? Nt=K/(1+ea-rt)
灭菌锅、光照培养箱、显微镜5台、无菌操作台、250ml锥形瓶（15个已灭菌）、移液器5支、计数板5个、烧杯、容量瓶等
配置BG-11培养基所需的化学原料、去离子水、藻种、枪头、小离心管、鲁格氏液、盖玻片、擦镜纸、一次性手套、封瓶膜、棉线、称量纸等
每组至少有1人电脑上安装SigmaPlot软件。

在培养基中接种栅藻进行批式培养，每天固定时间取样观察连续计数10天左右种群动态变化，拟合种群的S形增长曲线。

5个小组分别在22（1、2组）、25（3、4组）、28（5组）三种不同温度下培养栅藻。

3个平行。

计数密度，根据大瓶中栅藻密度大小取一定体积的藻液至250mL锥形瓶中，添加适当体积培养基使得藻液达到100mL，且初始密度为5x105 cells/mL。

每次用移液器取样2mL至小离心管中，用鲁格氏液固定，血细胞计数板计数。

作业：实验过程描述及逻辑斯蒂增长方程拟合图，获取相关主要参数K, r。

实验五种群在有限环境中的逻辑斯谛增长一、实验目的通过本实验，了解种群增长是受条件限制的。

二、实验材料1、实验器材：普通光学显微镜，血球计数板、三角烧瓶或烧杯、量筒、煤气喷灯、干稻草、普通天平、移液管、面粉、玻璃滴管、纱布、砷汞饱和液。

2、实验动物：草履虫，拟谷盗等。

三、一般说明种群不可能长期而连续地按几何级数增长，往往因为受到环境资源和其他必要的生活条件限制。

当种群增长到一定时候，种群增长率随着种群的密度上升而下降。

种群增长曲线呈“S”形，可用逻辑斯谛（Logistic）方程来描述。

关于逻辑斯谛增长的内容请参考教材相关内容。

种群在有限环境中增长的实验动物，可采用拟谷盗、果蝇、草履虫等。

本实验以草履虫为实验动物。

草履虫在18℃—20℃环境中，每天分裂一次。

草履虫主要以细菌为食，也取食有机质。

在实验室，一般以稻草煮出液为培养基（液）。

当培养液有限时，种群增长至一定时间，草履虫的分裂就会受到抑制，其种群密度达到饱和。

如果不补充培养液，种群密度就会下降。

活的草履虫在显微镜下计数是较困难的，因此需要砷汞饱和液固定，然后在显微镜下计数。

四、实验步骤：1、准备草履虫原液。

2、准备草履虫培养液，取稻草10g，剪成一寸左右，放入1000ml水中煮沸5-10分钟，冷却备用。

3、确定草履虫最初密度，从培养的草履虫原液（大约400个/ml）中取10ml，放在200ml稻草培养液中，然后每次抽样1ml计数，连续计数两次，其平均值即为种群初始密度。

计数方法：用移液管取1ml培养液分别垂直滴于10张载玻片上，液滴直径4mm为宜。

4、已确定草履虫种群密度的第一天的培养液，用清洁纱布罩上，放入18-20℃恒温箱中培养。

5、每天定时观测一次。

如果不补充培养液，草履虫种群增长的密度一般在5～6天即达到顶点。

以后种群数量将会逐渐下降。

如果要把观察草履虫种群增长时间延长几天，则需要在实验中途（第3天或第5天）加入适量的培养液（大概是种群培养初始培养液的1/15～1/20），这样，草履虫种群增长就可以延长至8～9天。

第1篇一、实验目的1. 理解阻滞增长模型的基本原理和数学表达式。

2. 通过实验验证阻滞增长模型在不同参数设置下的动态变化。

3. 探讨阻滞增长模型在实际问题中的应用，如人口增长、生物种群数量变化等。

二、实验原理阻滞增长模型，也称为逻辑斯蒂增长模型，是一种描述系统增长受资源限制和内在增长速度影响的理论模型。

该模型的基本假设是，系统的增长速度随着系统规模的增加而逐渐降低，最终趋于稳定。

数学表达式如下：\[ \frac{dx}{dt} = r \cdot x \cdot (1 - \frac{x}{K}) \]其中：- \( x \) 为系统规模或数量；- \( t \) 为时间；- \( r \) 为固有增长率，表示系统在没有限制时的增长速度；- \( K \) 为环境容纳量，即系统可以达到的最大规模。

三、实验材料与工具1. 实验材料：计算机、绘图软件（如MATLAB、Python等）。

2. 实验工具：阻滞增长模型数学模型、实验数据。

四、实验步骤1. 参数设置：根据实验目的，设置不同的初始条件（如初始规模 \( x_0 \)）和参数值（如 \( r \)、\( K \)）。

2. 模型构建：使用计算机软件建立阻滞增长模型，输入参数和初始条件。

3. 模型运行：运行模型，观察并记录系统规模随时间的变化情况。

4. 数据分析：对实验数据进行处理和分析，绘制系统规模随时间变化的曲线图。

5. 结果讨论：根据实验结果，讨论阻滞增长模型在不同参数设置下的动态变化特点。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，我们得到了不同参数设置下系统规模随时间的变化曲线。

结果表明，随着时间推移，系统规模逐渐增长，但增长速度逐渐降低，最终趋于稳定。

2. 结果分析：- 当 \( r \) 值较大时，系统规模增长速度较快，但最终仍会趋于稳定。

- 当 \( K \) 值较大时，系统规模增长速度较慢，但最终仍会达到稳定状态。

- 初始条件 \( x_0 \) 也会对系统规模的增长速度和最终稳定状态产生影响。