種群數(shù)量的變化選修

種群數(shù)量的變化選修第1頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第2頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一學(xué)習(xí)目標(biāo)：嘗試構(gòu)建種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。舉例說(shuō)明種群“J”、“S”型增長(zhǎng)，以及形成條件和數(shù)量變化規(guī)律。解釋種群數(shù)量的波動(dòng)及其原因。闡明研究種群數(shù)量變動(dòng)的意義，確立保護(hù)瀕危物種的意識(shí)。探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。第3頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一問(wèn)題探討在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。第4頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一時(shí)間（min)20406080100120140160180分裂次數(shù)數(shù)量（個(gè)）2481632641282565121234567891、填寫下表：計(jì)算一個(gè)細(xì)菌在不同時(shí)間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。2．n代細(xì)菌數(shù)量Nn的計(jì)算公式是：

Nn3．7小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是：＝1×２n解：n＝６０min／２０minx７＝２１Nn＝1×２n

＝２２１第5頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4、以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)曲線。曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？曲線圖：直觀，但不夠精確。數(shù)學(xué)公式：精確，但不夠直觀。第6頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法4.建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的一般步驟：2.數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式：3.建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的意義:描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化。1.數(shù)學(xué)模型：是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式,數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等形式。數(shù)學(xué)方程式、曲線圖。第7頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

實(shí)例：澳大利亞本來(lái)并沒(méi)有兔子。1859年，24只歐洲野兔從英國(guó)被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來(lái)到了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒(méi)有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開(kāi)始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數(shù)量達(dá)到6億只以上，遍布整個(gè)大陸。二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線:討論1：這種增長(zhǎng)的特點(diǎn)？種群數(shù)量不斷增加，增長(zhǎng)率不變討論2：這種增長(zhǎng)的條件？食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕，氣候適宜、沒(méi)有敵害等理想條件討論3：其他舉例？

種群遷入一個(gè)新環(huán)境后，在一定時(shí)期內(nèi)種群的增長(zhǎng)大致符合“J”型曲線。討論4：種群“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式？Nt=N0

λt

（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量。）

λ是代表增長(zhǎng)倍數(shù)（不是增長(zhǎng)率）。第8頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第9頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一問(wèn)題探討在一個(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(zhǎng)嗎？為什么？不會(huì)。原因是資源和空間是有限的。如何驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)？高斯實(shí)驗(yàn)：生態(tài)學(xué)家曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如圖所示的結(jié)果。從圖可以看出，大草履蟲在這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件下的最大種群數(shù)量是375個(gè)。第10頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線:討論1：這種增長(zhǎng)的特點(diǎn)？種群數(shù)量增長(zhǎng)后期趨于穩(wěn)定，增長(zhǎng)率改變討論2：這種增長(zhǎng)的條件？有環(huán)境阻力（食物、空間有限，生存斗爭(zhēng)，天敵捕食等）討論3：其他舉例？討論4：種群“S”型增長(zhǎng)的K值、1/2K值的意義？現(xiàn)實(shí)條件下的種群數(shù)量增長(zhǎng)一般為“S”型增長(zhǎng)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。1/2K值：此時(shí)種群數(shù)量的增長(zhǎng)速率最大。第11頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一“增長(zhǎng)率”和“增長(zhǎng)速率”一樣嗎？

增長(zhǎng)率與增長(zhǎng)速率是不同的。增長(zhǎng)率是指新增加的個(gè)體數(shù)占原來(lái)個(gè)體數(shù)的比例，是一個(gè)百分比，無(wú)單位；增長(zhǎng)速率是指新增加的個(gè)體數(shù)與時(shí)間的比值，即dN／dt，有單位（如個(gè)/年等）。例如，某一種群的數(shù)量在某一單位時(shí)間t（如一年）內(nèi)，由初數(shù)量No（個(gè)）增長(zhǎng)到末數(shù)量Nt（個(gè)），則這一單位時(shí)間內(nèi)種群的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的計(jì)算分別為：增長(zhǎng)速率＝末數(shù)－初數(shù)單位時(shí)間＝Nt－No(個(gè))T(年)×100％增長(zhǎng)率＝末數(shù)－初數(shù)＝Nt－NoNoNo＝出生率－死亡率第12頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一種群增長(zhǎng)的“J”型曲線種群增長(zhǎng)的“S”型曲線第13頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第14頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

在現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長(zhǎng)外，還有沒(méi)有其他變化？三、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降第15頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。通過(guò)研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為害蟲的預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。為引進(jìn)外來(lái)物種提供理性的思考?！?/p>

研究種群數(shù)量變化有何意義？四、研究種群數(shù)量變化的意義第16頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一小結(jié)：第17頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一課堂反饋第18頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第19頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一B第20頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一如圖所示為某種群的數(shù)量變化曲線，判斷下列說(shuō)法的正誤。b、C點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率最大，種群數(shù)量在K/2左右，此時(shí)種內(nèi)斗爭(zhēng)也最激烈

。C點(diǎn)種群增長(zhǎng)速率明顯減少只是由種內(nèi)斗爭(zhēng)引起的。當(dāng)這種生物與環(huán)境達(dá)到協(xié)調(diào)與平衡后，在E點(diǎn)到達(dá)K值，K值將固定不變。進(jìn)行海洋捕撈的最佳時(shí)期是C時(shí)期附近。C~D段種群數(shù)量仍在增長(zhǎng)?！痢痢痢獭痰?1頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一五、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化第22頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第23頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第4

天第6天第1天第24頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第7

天死亡第25頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一活菌數(shù)第26頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第27頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一血球計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu)第28頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

血球計(jì)數(shù)板是一種專門用于計(jì)算較大單細(xì)胞微生物數(shù)量的儀器，由一塊比普通載玻片厚的特制玻片制成的，玻片中有四條下凹的槽，構(gòu)成三個(gè)平臺(tái)。中間的平臺(tái)較寬，其中間又被一短橫槽隔為兩半，每半邊刻有一個(gè)方格網(wǎng)。加樣品時(shí)，將清潔干燥的血球計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室上加蓋專用的蓋玻片，用吸管吸取稀釋后的酵母菌懸液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行緩緩滲入，一次性充滿計(jì)數(shù)室，防止產(chǎn)生氣泡，多余培養(yǎng)液可用濾紙吸去。

大方格的長(zhǎng)和寬各為1mm，深度0.1mm，即1mm×1mm×0.1mm，其容積為0.1mm3；第29頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

方格網(wǎng)上刻有9個(gè)大方格，其中只有中間的一個(gè)大方格為計(jì)數(shù)室，供微生物計(jì)數(shù)用。血球計(jì)數(shù)板使用后，用自來(lái)水沖洗，切勿用硬物洗刷，洗后自行晾干或用吹風(fēng)機(jī)吹干，或用95%的乙醇、無(wú)水乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑脫水使其干燥。第30頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一大方格中方格小方格第31頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一計(jì)數(shù)室通常也有兩種規(guī)格16×25型：即大方格內(nèi)分為16中格，每一中格又分為25小格25×16型：即大方格內(nèi)分為25中格，每一中格又分為16小格。不管計(jì)數(shù)室是哪一種構(gòu)造，其每一大方格都是由16×25=25×16=400個(gè)小方格組成。第32頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一計(jì)數(shù)16×25型：一般取四角的四個(gè)中方格（100個(gè)小方格）計(jì)數(shù)25×16型：一般計(jì)數(shù)四個(gè)角和中央的五個(gè)中方格（80個(gè)小方格）的細(xì)胞數(shù)。第33頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

計(jì)算b表示培養(yǎng)液稀釋倍數(shù)；用所數(shù)小方格中細(xì)胞總數(shù)/所數(shù)小方格數(shù)是為求得每個(gè)小方格中的細(xì)胞總數(shù)。第34頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一課堂反饋D第35頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一細(xì)菌細(xì)胞數(shù)目的測(cè)定待測(cè)樣品等量的已知含量的紅細(xì)胞混勻涂抹紅細(xì)胞細(xì)菌測(cè)定：紅細(xì)胞數(shù)目細(xì)菌數(shù)目計(jì)算單位體積內(nèi)的細(xì)菌數(shù)目第36頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例1、通常用血球計(jì)數(shù)板對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)室為1mm×1mm×0.1mm方格，由400個(gè)小方格組成，如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，難以計(jì)數(shù)，應(yīng)先▲后再計(jì)數(shù)。若多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算得每個(gè)小方格中平均有5個(gè)酵母菌，則10mL該培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有▲個(gè)。（參考答案：稀釋；2×108）5×400×10000×10＝2×108

。第37頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例2、檢測(cè)員將1mL水樣稀釋10倍后，用抽樣檢測(cè)的方法檢測(cè)每毫升藍(lán)藻的數(shù)量；將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取少許培