種群的數(shù)量變化(很實(shí)用)分析.ppt

1、第2節(jié) 種群數(shù)量的變化,1.細(xì)菌是真核生物還是原核生物？,2細(xì)菌的繁殖的方式是什么？,3細(xì)菌繁殖了n代后的數(shù)量是多少？,細(xì)菌增長的數(shù)學(xué)模型研究,4繪制細(xì)菌增長的曲線圖。,問題探討,3,問題探討,一、建構(gòu)種群增長模型的方法,在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論： n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？ 72小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？ 在一個培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會一直按照這個公式增長嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？,Nnn,解：n 60min x72h20min216 Nnn 2216,細(xì)菌數(shù)量不會永遠(yuǎn)按這個公式增長?？梢杂脤?shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)法來驗(yàn)證。,將數(shù)學(xué)公式（Nn2n）變

2、為曲線圖,曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？,直觀， 但不夠精確。,2 4 8 16 32 64 128 256 512,一、建構(gòu)種群增長模型的方法,1.數(shù)學(xué)模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式,4.數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的步驟,2.數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式:,數(shù)學(xué)方程式,曲線圖,3.建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的意義:,描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化。,思考1：澳大利亞野兔能指數(shù)增長的特殊原因是什么呢？,沒有天敵。,充足的食物。,廣闊的生活空間,實(shí)例1：澳大利亞本來并沒有兔子。 1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因?yàn)檫@里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松，打洞做窩

3、非常方便。于是，兔子開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，遍布整個大陸。,實(shí)例2： 20世紀(jì)30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國華盛頓州的一個 海島。19371942年間數(shù)量增長：,某海島上環(huán)頸雉 種群數(shù)量的變化,自然界確有類似的細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線大致呈“”型,二、種群增長的“J”型曲線,“ J ”型增長的數(shù)學(xué)模型,1、產(chǎn)生條件：,理想狀態(tài)食物和空間條件充裕，氣候適宜，沒有敵害等；實(shí)驗(yàn)室條件,（ N0為起始數(shù)量， t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，為年均增長率。）,2、種群 “ J ”

4、型增長的數(shù)學(xué)模型公式：,Nt=N0 t,種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的倍。,存在環(huán)境阻力,自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）資源和空間總是有限的，當(dāng)種群密度增大時，種內(nèi)競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高,當(dāng)出生率與出生率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平,“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？,有實(shí)例證明嗎？,例 生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn),大草履蟲種群的增長曲線,P67,種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。,三、種群增長的“S”型曲線,種群數(shù)量達(dá)到K值時， 種群,增長停止,種群數(shù)量在 K/2值時， 種群,增長最快

5、,種群數(shù)量 小于K/2值時 種群,增長逐漸加快,種群數(shù)量 大于K/2值時 種群,增長逐漸減慢,問題探討,（1）問題探討：,“S”型曲線：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量 曲線。,該實(shí)驗(yàn)中在第 天時增長率最快。,環(huán)境容納量（又稱 ）：在環(huán)境條件 的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量。,趨于穩(wěn)定,2、3,K值,不受到破壞,k/2,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,時間/天,酵母數(shù),環(huán)境阻力,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,K值:環(huán)境容納量,（2）種群的“S”型增長到K值后不再繼續(xù)增加的原因： 內(nèi)因是： 外因是：

6、,種群的出生率和死亡率、遷入和遷出率相等,自然界的資源和空間是有限的,種群增長的“J”型曲線,種群增長的“S”型曲線,在食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量往往會連續(xù)快速增長.,在食物（養(yǎng)料）和空間等有限的條件下，種群數(shù)量呈現(xiàn)S型增長趨勢.,N0:該種群的起始數(shù)量 :種群數(shù)量是一年前的倍數(shù),K值：環(huán)境容納量,k/2處：種群增長 速度最快,種群增長的 “J”型曲線,種群增長的 “S”型曲線,1、同一種群的K值是固定不變的嗎？,思考討論,2、對大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？,3、對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)采取什么措施？從環(huán)境容納量的角度看，能得到什么啟發(fā)？,4、種群數(shù)

7、量達(dá)到K值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？,對家鼠等有害動物的控制，可以采取器械捕殺、藥物捕殺等措施。從環(huán)境容納量的角度思考，可以采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。,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。,四、種群數(shù)量的波動和下降,東亞飛蝗種群數(shù)量的波動,在現(xiàn)實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？,四、種群數(shù)量的波動和下降,種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數(shù)量

8、的變化。,環(huán)境因素,種群的出生率、死亡率、遷出和遷入,種群數(shù)量的變化,影響種群數(shù)量變化的因素,（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。,（2）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(dǎo)。,（3）通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。,五研究種群數(shù)量變化有何意義？,（4）有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復(fù)。,家鼠繁殖力極強(qiáng)，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病危害極大，應(yīng)該采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？,有害生物的控制,老鼠,機(jī)械捕殺,施用激素,藥物捕殺,施用避孕藥,養(yǎng)殖或釋放天敵,將食物儲存在安全處,降低 繁殖率,減少數(shù)量,增大環(huán)境阻力 降低環(huán)境容納量,打掃衛(wèi)生

9、,硬化地面,時間,種群數(shù)量,1.減少數(shù)量,機(jī)械捕殺 藥物捕殺,J型,環(huán)境阻力,時間,種群數(shù)量,K值,2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量,K值降低,J型,環(huán)境阻力,時間,種群數(shù)量,2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量,1.減少數(shù)量：機(jī)械捕殺、藥物捕殺,哪種措施較能從實(shí)質(zhì)上解決問題?,2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量： 養(yǎng)殖或釋放天敵、打掃衛(wèi)生、 硬化地面、將食物儲存在安全處,3.降低繁殖率：性激素干擾等,課堂討論,A. 大熊貓食性單一、繁殖率低、生活在海拔較高的山嶺里，活動范圍需求廣。 試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?你能提出保護(hù)大熊貓措施嗎？,保護(hù)大熊貓的措施？,提高繁殖率, 建立自然保護(hù)區(qū)，給大熊貓更寬

10、廣的生活空間，保護(hù)環(huán)境，改善她們的棲息環(huán)境，幫助減少其環(huán)境阻力從而提高環(huán)境容納量，是保護(hù)大熊貓的根本措施。,大熊貓數(shù)量日益減少的原因？,自身繁殖率低 食性單一 氣候變遷 棲息地的喪失等,C.在漁業(yè)捕撈問題上，人們總是希望捕到更多的魚。如果捕撈量長期過高,種群的數(shù)量會發(fā)生什么樣的變化呢? 我們應(yīng)該怎樣來確定合適的捕撈量才能即不危機(jī)魚類種群的持續(xù)發(fā)展,又能獲得較高的魚產(chǎn)量?,課堂討論,種群數(shù)量的恢復(fù)需較長時間。 如果外界的環(huán)境發(fā)生劇烈變化，種群還有可能絕滅.,1.如果長期過度捕撈:,2.捕撈量的確定:,K/2,捕撈后不得低于K/2值。 這樣既有利于種群的可持續(xù)發(fā)展， 又可獲得較大收益。,小結(jié),1、

11、條件： 2、發(fā)生時期： 3、特點(diǎn)：,一、“J”型曲線,二、“S”型曲線,1、環(huán)境容納量 2、產(chǎn)生原因： 3、特點(diǎn)：,三、影響種群數(shù)量變化的因素：,四、研究種群數(shù)量變化的意義：,D,鞏固練習(xí),37,38,血細(xì)胞計(jì)數(shù)板（1mm 1mm 0.1mm）,39,40,41,25（中）16（小）,42,43,用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)酵母菌種群的數(shù)量，某一時刻樣液（稀釋10倍）計(jì)數(shù)的結(jié)果如下：,該酵母菌種群在該時刻的密度為： _,個/mL,2.5107,44,16 （中） 25 （?。?酵母菌培養(yǎng)液稀釋10倍后，第一次抽樣檢測結(jié)果為：4個中方格中共有40個酵母菌，則每毫升菌液中含有酵母菌_個 。,1.6107,45

12、,怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)？,對一支試管中的培養(yǎng)液(可定為10ml)中的酵母菌逐個計(jì)數(shù)是非常困難的，可以采用抽樣檢測的方法：先將蓋玻片放在計(jì)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，多余培養(yǎng)液用濾紙吸去，稍待片刻，待酵母菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部，將計(jì)數(shù)板放在載物臺的中央，計(jì)數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算計(jì)算中的酵母菌總數(shù)，蓋玻片下，培養(yǎng)液厚度為0.1mm，可算出10ml培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)的公式：2.5104x(x為小方格內(nèi)酵母菌數(shù)),4107x,46,從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次。這是為什么？ 本探究需要設(shè)置對照嗎？如果需要請討論對照

13、組應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)和操作；如果不需要，請說明理由。 需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？,目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，以保證估算的準(zhǔn)確性，減少誤差。,不需要，本實(shí)驗(yàn)旨在探究培養(yǎng)液中酵母菌在一定條件下的種群數(shù)量變化，只要分組實(shí)驗(yàn)，獲得平均數(shù)值即可。,需要，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。,47,重復(fù)性原則：,任何實(shí)驗(yàn)都必須經(jīng)得起重復(fù)，這是具有科學(xué)性的重要標(biāo)志。做任何實(shí)驗(yàn)都會產(chǎn)生誤差，“重復(fù)”是實(shí)驗(yàn)中減少誤差，避免偶然性的重要手段。,一般以實(shí)驗(yàn)材料數(shù)量上“多個”來實(shí)施重復(fù)。,(2)多次或多組測量取其平均值。,48,5、怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設(shè)計(jì)？ 如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以計(jì)數(shù)，應(yīng)采取怎樣的措施？,搖勻試管取1mL酵母菌

14、培養(yǎng)液稀釋幾倍后，再用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)，,只計(jì)數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌數(shù)。,7 對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)？,49,血球計(jì)數(shù)板的清潔 血球汁數(shù)板使用后，用自來水沖洗，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、無水乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑脫水使其干燥。,50,為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學(xué)進(jìn)行了如下操作。其中操作不正確的是： A.吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前將試管輕輕震蕩幾次 B.用濾紙吸去血球計(jì)數(shù)板邊緣多余的培養(yǎng)液 C.在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液，蓋上蓋玻片 D.待酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部，將計(jì)數(shù)板放在載物臺中央，在顯微鏡下觀察,C,51,在探究酵母菌

15、的種群數(shù)量變化實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生的部分操作過程如下： （1）把酵母菌培養(yǎng)液放置于冰箱中培養(yǎng)，（2）從靜置試管中吸取酵母菌培養(yǎng)液計(jì)數(shù)，（3）到第七天取樣計(jì)數(shù)，請糾正其錯誤： （1）_ （2）_ （3）_,應(yīng)將靜置改為輕輕振蕩幾次,應(yīng)放在適宜溫度下培養(yǎng),應(yīng)連續(xù)七天取樣計(jì)數(shù),探究,培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,一般步驟: (1)提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群是怎樣隨時間變化的？ (2)作出假設(shè)： 。 (3)討論探究思路：問題 (4)制定計(jì)劃： (5)實(shí)施計(jì)劃： (6)分析結(jié)果，得出結(jié)論： (7)表達(dá)和交流： (8)進(jìn)一步探究：,酵母菌出芽生殖,酵母菌的新陳代謝類型:兼性厭氧型,無氧呼吸,有氧呼吸,1 怎樣

16、進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)？ 2 從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次。這是為什么？ 3 本探究需要設(shè)置對照嗎？如果需要請討論對照組應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)和操作；如果不需要，請說明理由。 4 需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？ 5 怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設(shè)計(jì)？ 6 如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以計(jì)數(shù)，應(yīng)采取怎樣的措施？ 7 對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)？,實(shí)驗(yàn)步驟： （1）取培養(yǎng)液10毫升加入到試管中，先通過顯微鏡觀察，估算出10毫升培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量（N。）。 注意，從試管中吸取培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，先將試管振蕩幾次，這樣求得的培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量誤差 。 （2）每天定時觀察記錄數(shù)值，對

17、于觀察時壓在小方格界限上的酵母菌應(yīng)取 記數(shù)。 （3）以 為橫坐標(biāo)，酵母菌的數(shù)量為縱坐標(biāo)，繪制 結(jié)果分析：酵母菌在培養(yǎng)液中開始呈 增長，經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，呈 增長。,最小,平均值,時間,種群增長曲線,“J”型,“S”型,如果種群處在一個理想的環(huán)境中，沒有資源和空間的限制，種群內(nèi)個體的增長曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化的觀點(diǎn)分析，這是由于生物具有 的特征。如果將該種群置于有限的環(huán)境中，種群的數(shù)量增長曲線是 ，用達(dá)爾文進(jìn)化觀點(diǎn)分析，圖中陰影部分表示 。 影響種群密度的因素有 。,A,過度繁殖,B,通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)量,出生率、死亡率、遷入、遷出、性別比、年齡組成、氣候、食物、天敵、

18、人類活動等,鞏固練習(xí),在一個相對封閉的小型牧場內(nèi)，遷入一小群綿羊，8年后發(fā)展到500只左右，這個羊群數(shù)量會 A、維持在一個水平上 B、不斷下降 C、緩慢上升 D、迅速上升,A,下列因素能引起種群密度增大的有 。 A、種群中幼年個體增多 B、種群性別比例改變C、環(huán)境中溫度條件適宜 D、種群中幼年個體減少E、環(huán)境中天敵增多 F、寄生生物減少,F,“食人魚”是一種肉食魚，一旦進(jìn)入自然生態(tài)水域，就會造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。假如該物種進(jìn)入湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以下哪種曲線能準(zhǔn)確表達(dá)其種群數(shù)量變化的特點(diǎn), B C D,A,基礎(chǔ)題：1. 在食物充足、空間廣闊、氣候適宜、沒有天敵等優(yōu)越條件下，種群可能會呈“J”型增長。 例如，澳大利亞昆蟲學(xué)家曾對果園中薊馬種群進(jìn)行過長達(dá)14年的研究，發(fā)現(xiàn)在環(huán)境條件較好的年份，種群數(shù)量增長迅速，表現(xiàn)出季節(jié)性的“