種群數(shù)量的變化(優(yōu)秀課件——上課專用).ppt

1、第二節(jié) 種群數(shù)量的變化,在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20分鐘就通過分裂繁殖一代。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量。,問題探討：,2n代細菌數(shù)量的計算公式是： 372小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？,Nn2n,解：n 60 min 72 h20 min216 Nn2n 2 216,4.以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。,用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式 數(shù)學方程式 曲線式,Nn2n,為了直觀、簡便地研究種群的數(shù)量變動

2、的規(guī)律，數(shù)學模型建構(gòu)是常用的方法之一。,一、建構(gòu)種群增長模型,數(shù)學模型建構(gòu)的一般過程, 提出問題, 作出假設, 建立模型, 模型的檢驗與評價,細菌每20min分裂一次,在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響,列出表格，根據(jù)表格畫曲線，推導公式。 Nn=2n ， N代表細菌數(shù)量，n表示第幾代,觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正,研究實例,研究方法,觀察研究對象，提出問題,提出合理的假設,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達,通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正,實例1：澳大利亞野兔,二、種群增長的“J”型曲線,實例2：20世紀3

3、0年代時，人們將環(huán)頸雉引入到美國的一個島嶼上，在最初的5年內(nèi)，較優(yōu)裕的環(huán)境條件使得該種群的增長近于“J”型曲線,二、種群增長的“J”型曲線,一年后該種群的數(shù)量:,N1=N0,兩年后該種群的數(shù)量:,N2=N1= N0 2,t年后該種群的數(shù)量:,Nt=N0t,模型假設：食物或養(yǎng)料充足，生存空間充裕，氣候適宜，沒有天敵等理想的環(huán)境，第二年的數(shù)量是第一年的 倍。,條件：,理想狀態(tài)食物充足，空間充裕，環(huán)境適宜，沒有天敵等。, J型曲線的兩種情況：,實驗室條件下；剛遷入一個新的適宜環(huán)境。,小結(jié):,不能，原因：食物有限空間有限種內(nèi)斗爭種間競爭天敵捕食,思考：自然界中，種群的J能持續(xù)型增長么？,種群密度越大環(huán)

4、境阻力越大,增長特點：,連續(xù)增長，增長率不變,實驗：高斯把5個大草履蟲置于0.5mL的培養(yǎng)液中，每隔24小時統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復實驗，結(jié)果如下：,三、種群增長的“S”型曲線,三、種群增長“S”型曲線,條件：生存資源有限。(生態(tài)系統(tǒng)中的食物、水源、空間等)隨著種群數(shù)量的增大，每個個體所能得到的資源越來越少，種內(nèi)斗爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加，導致該種群的出生率降低，死亡率增高。當出生率=死亡率時，種群數(shù)量就達到最大值(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，又稱K值,自然環(huán)境中所有生物的種群開始時經(jīng)過一個適應環(huán)境的延滯期后，進入指數(shù)增長期，然后

5、增長速度變慢，而達到最高密度的穩(wěn)定期，這時種群的密度是環(huán)境所能負擔的最高密度。,a:延滯期,b:指數(shù)增長期,c:減速增長期,d:穩(wěn)定期（有波動）,注：同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。,小結(jié)：,自然資源有限、空間有限、受其他生物制約等有限條件下。,條件：,增長特點：,增長率先增加，后減少。種群數(shù)量= K/2值時，增長率最大；種群數(shù)量=K值時，增長率為零。,代表環(huán)境阻力生存斗爭中被淘汰的個體數(shù)。,食物不足、空間有限、種內(nèi)斗爭、天敵捕食、氣候不適、寄生蟲、傳染病等,討論 ：圖中陰影部分代表的什么？,3.兩種增長曲線的比較:,影響種群數(shù)量變化的因素,直接因素：出生率和死亡率、遷入率和遷

6、出率,間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵,重要因素：人類的活動,四、種群數(shù)量的波動和下降,東亞飛蝗種群數(shù)量的波動,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。,討論：在開發(fā)野生動植物資源時，將野生動植物的種群數(shù)量控制在什么條件下，人類獲取的資源量最大，又不影響資源的再生？,在對野生動植物資源的合理開發(fā)和利用方面，一般將種群的數(shù)量控制在環(huán)境容納量的一半，即1/2K時，此時種群的增長速度最快，可提供的資源數(shù)量也最多，而又不影響資源的再生。當種群的數(shù)量大于1/2K時，種群增長的速度將開始下降，當過度獵取導致種群數(shù)量小于1/2K時，種群的增長速度將減慢，獲取的資源數(shù)量將減

7、少，而且還會影響資源的再生。,1. 對種群的數(shù)量變化做出預測，合理利用和保護野生生物資源魚類的捕撈 2.通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預測及防治提供科學依據(jù)?；认x的防治 3 .拯救和恢復瀕危動物種群，如大熊貓。 4 .為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。,五、研究種群數(shù)量變化的意義：,實驗：探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的變化,一.實驗原理,.用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌,種群的增長受培養(yǎng)液的成分,空間,溫度,PH等 因素的影響. .在理想的條件下,酵母菌種群的增長呈“J”型曲線；在各種資源有限或者存在環(huán)境阻力的情況下，酵母菌種群增長呈“S”型曲線。,三.作出假設,在環(huán)境

8、資源有限的條件下,酵母菌的數(shù)量變化隨時間呈“S”型增長曲線,二.提出問題,培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量是怎樣隨時間變化的?,四實驗步驟：,將10ml馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中，塞上棉塞。高壓蒸汽滅菌后，冷卻至室溫. 將酵母菌接種到各支試管中，搖勻后用血球計數(shù)板計數(shù)起始酵母菌的個數(shù)，做好記錄 。 培養(yǎng)：將試管放在28的恒溫箱中培養(yǎng)7天, 計數(shù)：每天同一時間取樣計數(shù)酵母菌的數(shù)量，連續(xù)觀察7天并記錄這7天的數(shù)值。,抽樣檢驗法：將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入到計計數(shù)室內(nèi)， 待酵母菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在在載物臺中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)酵母菌數(shù)量，

9、再以此為依據(jù)估計培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)。蓋玻片下培養(yǎng)液的厚度0.1mm，可以計算出整個計數(shù)室的體積，從而換算10ml培養(yǎng)液中酵母菌的總數(shù)。,血球計數(shù)板是一種專門用于計算較大單細胞微生物的一種儀器。 計數(shù)時，常采用樣方法。,=50000AB（個）,下面以一個大方格有25個中方格的計數(shù)板為例進行計算：設五個中方格中總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B，那么，一個大方格中的總菌數(shù),1mm,1mm,如果是16個中方格的計數(shù)板，設4個中方格的總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B則：,1mm,1mm,X B,X B, 實驗中需要注意的幾個問題:, 從試管中吸取培養(yǎng)液進行計數(shù)之前,建議你將試管輕輕震蕩幾次,目的是使培養(yǎng)液中的酵

10、母菌分布均勻,保證計數(shù)的正確性.,根據(jù)實驗目的, 本探究實驗不需要設對照實驗,也不用重復.如果要探究不同環(huán)境條件下酵母菌數(shù)量的變化,可以設置對照實驗.如: A組: 10ml 馬鈴薯培養(yǎng)液+28 B組: 10ml 馬鈴薯培養(yǎng)液+5 C組: 10ml 無菌水+28, 對于壓在小方格界限上的酵母菌,應當怎樣計數(shù)?,應計數(shù)兩個相鄰的邊及其頂角的酵母菌,B,1.在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力的狀況下增長的是（ ）,2.如圖表示接種到一定容積培養(yǎng)液中的酵母菌生長曲線圖，曲線中哪段表示由于有限空間資源的限制使種內(nèi)競爭增強（ ） ACD段（增長速度慢） BDE段（速度加快） CEF段（變化速率加快） DFG段（速度變慢）,D,3.如圖是某種群在不同生態(tài)系統(tǒng)中的增長曲線模式圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)如果種群生活在一個理想的環(huán)境中，種群數(shù)量是按_曲線增長的，但實際上，在自然環(huán)境中_和_都是有限的，使種群數(shù)量增長受到影響，結(jié)果按_曲線增長。,a,食物,空間,b,（2）此外，直接影響種群興衰的兩對變量是該種群的_和_、_和_。年齡組成是通過影響_