第2节 种群数量的变化学案.doc

第2节 种群数量的变化1、构建种群增长模型的方法及步骤（以细菌为例）研究方法研究实例提出问题观察研究对象，提出问题。细菌每20min分裂一次模型假设提出合理的假设资源和空间无限，细菌的种群增长不会受密度影响。建立模型用数学形式对事物性质进行表达Nn=2n N 代表细菌数量，n表示第几代。修正检验对模型进行检验或修正观察、统计细菌数量，对所建模型进行检验或修正。数学模型2、种群数量的增长规律(1)、研究方法：建立数学模型。(2)、影响种群数量变化的因素： a、环境因素：食物、生存空间、气候、敌害等。 b、内部因素：出生率、死亡率，年龄组成，性别比例，迁入率、迁出率。3、种群数量增长的两种曲线u 种群增长的“J”型曲线： （1）模型假设：在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下。假定种群的起始数量为N0（亲代），而且每代的增长率（）都保持不变，且世代间不重叠，该种群后代中第t代的数量为Nt。（2）建立模型：Nt= N0t；其中N0为种群初始数量；t为时间；Nt为t年后种群数量；为种群年增长倍数。（3）特点：种群内个体数量连续增长（没有最大值）；增长率不变。u 种群增长的“S”型曲线： （1）原因：自然界的资源和空间是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的捕食者数量也会增加。（2）相关概念：K值：又称为环境容纳量。即在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维 持的种群最大数量。K/2 点：种群增长速率最大时刻。是渔业捕捞、森林采伐的理想时期。害虫防治应在此点到来之前开始。NK/2时，种群增长率降低。（3）特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值（K值）时，种群个体数量将不再增加；种群增长率变化，种群数量由0K/2时，增长率逐渐增大；种群数量为K/2时，增长率最大；种群数量由K/2K时，增长率不断降低；种群数量为K时，增长率为0.（如图）点拨：种群“S”型曲线分析潜伏期(对环境的适应期)：个体数量很少，增长速率很慢，害虫防治最好应在此期进行。加速期(对数期)：个体数量快速增加，时，增长速率达到最高，资源利用黄金点，害虫防治严防达此期。减速期和饱和期：随着种群密度增加，个体因食物、空间和其他生活条件的斗争加剧，同时天敌数量也增加，种群增长速率下降。当数量达到环境条件允许的最大值(K)时，种群停止生长，种群增长速率为零，即出生率死亡率，但种群数量达到最大。到达K值后，有的种群的数量呈锯齿状波动。思考： 下图中阴影部分表示由于环境阻力而死亡的个体数，用达尔文进化论的观点分析，图中阴影部分表示通过生存斗争淘汰的个体数量。（4）应用：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护大熊猫的根本措施；对家鼠等有害动物的控制，应降低其K值。4、种群增长率增长速率(1)增长率 (2)增长速率一定时间内增长的数量 /时间 【点拨】种群增长率和增长速率的区别种群增长率是指种群中增加的个体数占原来个体数的比例，通常以百分比表示，即：种群增长率(本次总数上次总数)/上次总数。如某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，那么该种群在当年的增长率为(ba)/a。如图所示：种群增长速率是指某一段时间内增加的个体数与时间的比值。在坐标图上可用某时间内对应曲线的斜率表示，斜率大则增长速率快，即：增长速率(本次总数上次总数)/时间。同样某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，其种群增长速率为(ba)/年。如图所示：由此可见，在“J”型曲线中，种群增长率不变，增长速率逐渐增大；在“S”型曲线中，种群增长率逐渐减小，增长速率先增大后减少(呈“钟型”曲线)。对“”的理解NtN0t，代表种群数量增长倍数，不是增长率。1时，种群密度增大；1时，种群密度保持稳定；1时，种群密度减小。5、研究种群数量变化的意义：(1)、野生生物资源的合理开发和利用：一般将种群数量控制在环境容纳量的一般（K/2）时，种群增长速度最快，可提供的资源数量最多。当种群数量大于K/2时，可以猎捕一定数量该生物资源，且获得量最大。过度猎取时，种群增长速度虽然较快，但资源总量减少。(2)、为害虫的预测及防治提供科学依据。6、K值的表示方法7、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化(1)、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。(2)、实验材料 活性干酵母，无菌马铃薯培养液或肉汤培养液，试管，血球计数板，滴管，显微镜等。附：血球计数板的构造及使用方法a构造：血球计数板是一块特制的载玻片，它的上表面有4条下凹的槽，构成3个平台，中间的平台又被一短横槽隔为两半，每半边各有一个方格网，每个方格网上有9个大小相等的大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供微生物计数用，这一大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为0.1mm3。b规格：一种是大方格内分为25中方格，每一中格又分为16小方格；另一种是大方格内分为16中方格，每一中方格又分为25小方格。但是不管计数室是哪一种构造，它们都有一个共同的特点，即每一大方格都是由1625=2516=400个小方格组成，见图： c使用方法取清洁干燥的血球计数板，加盖玻片盖住网格和两边的槽。将待测菌液充分摇匀后，用无菌吸管吸少许，由盖玻片边缘或槽内加入计数板，使其自行渗入计数室内，计数室内不能有气泡。静置5-10分钟。在低倍镜下找到小方格网后更换高倍镜观察计数，上下调动细螺旋，以便看到小室内不同深度的菌体。位于分格线上的菌体，只数两条边上的，其余两边不计数。即数上线就不数下线，数左边线就不数右边线。计数时，若使用刻度为25中方格16小方格的计数板，计数四个角的4个中方格，及中央1个中方格的菌数（即80小方格）；若使用刻度为16中方格25小方格的计数板，就数四个角的4个中方格（即100小方格）内的菌数。每小方格中菌数以5-10个为宜，如菌液过浓可适当稀释。每个样品重复计数2-3次，取其平均值，按下式计算样品中的菌数。刻度为25中方格16小方格的计数板：刻度为16中方格25小方格的计数板：试验结束后要清洗和整理试验用具，特别注意血球计数板不能用试管刷蘸洗涤剂擦洗，正确的做法是浸泡和冲洗，洗后自行晾干或用吹风机吹干。通过镜检观察每小格内是否残留菌体或其他沉淀物，若不干净，则必须重复清洗直到干净为止。(3)、研究步骤：a提出问题：培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？b作出假设：培养液中酵母菌的数量是怎样随时间呈现“S”型曲线增长。c设计和实施实验实验流程：时间（天）第1天第2天第3天第4天第5天第6天第7天次数123123123123123123123每个中方格酵母菌数12345稀释倍数总数平均值（4）分析结果：将所得的数值用曲线图表示出来。（5）得出结论：培养液中酵母菌的数量是怎样随时间呈现“S”型曲线增长。注意事项：（1）显微镜计数时，对于