广东省东莞市高中生物 《稳态与环境》4.2 种群数量的变化课件 新人教版必修3.ppt

第四章种群和群落 4 2种群数量的变化 影响种群数量变化的因素 食物 空间 气候 天敌 传染病 人类活动等 种群数量变化的类型 增长 种群研究的核心就是种群的数量变动 下降 稳定 波动 在食物 养料 和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等理想条件下 种群的数量变化是怎样的呢 思考 在营养和生存空间没有限制的情况下 某种细菌每20min就通过分裂增殖一次 讨论 1 n代细菌数量的计算公式是什么 2 72h后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 nn 2n 2216个 讨论 3 请你计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量 完成表格 4 以时间为横坐标 细菌数量为纵坐标 画出细菌的种群增长曲线 建系描点连线 1 名称 单位 20212223242526272829 细菌数量 个 时间 min 建系 描点 连线 食物充足 空间充裕 环境适宜 没有天敌 资源无限指数生长 种群增长的 j 型曲线 理想条件 数学建模的一般过程 提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与评价 建构种群增长模型的方法 为了直观 简便地研究种群的数量变动的规律 数学建模是常用的方法之一 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次 观察研究对象 提出问题 在资源和空间无限多的环境中 细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 提出合理的假设 nn 2n n代表细菌数量 n表示第几代 根据实验数据 用适当的数学形式对事物的性质进行表达 观察 统计细菌数量 对自己所建立的模型进行检验或修正 通过进一步实验或观察等 对模型进行检验或修正 理想条件下 j 型增长的数学模型 模型中各参数的意义 n0为某种动物种群的起始数量 t为时间 nt表示t年后该种群的数量 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 模型假设 在食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等条件下 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年的数量是第一年的 倍 建立模型 t年后种群数量为 n0 t nt 1859年 一个英格兰的农民带着24只野兔 登陆澳大利亚并定居下来 但谁也没想到 一个世纪之后 这个澳洲 客人 的数量呈指数增长 达到6亿只之巨 实例一 二 理想条件下种群增长的 j 型曲线 种群迁入一个新环境后 常常在一定时期内出现 j 型增长 例如 在20世纪30年代时 人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿 在1937 1942年期间 这个环颈雉种群的增长大致符合 j 型曲线 右图 实例二 二 理想条件下种群增长的 j 型曲线 水葫芦 外来生物的入侵 紫茎泽兰 食人鲳 食人鱼又名食人鲳 原产于亚马逊河 外表妖艳 性情残暴 能够在短时间内将大于自己体积几倍 甚至几十倍的动物吃掉 专家认为 食人鱼若流入我国江河 会造成一场生态灾难 j 型增长能一直持续下去吗 思考 总之 在大自然中 食物有限 空间有限 种内斗争 天敌捕食 环境阻力 种群密度越大环境阻力越大 高斯 gause 1934 把5个大草履虫置于0 5ml的培养液中 每隔24小时统计一次数据 经过反复实验 结果如下 高斯对大草履虫种群研究的实验 绘制大草履虫的种群增长曲线 大草履虫种群的增长 环境容纳量 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称为环境容纳量 又称k值 同一种群的k值不是固定不变的 会受到环境的影响 n k 2时 种群的增长速率最大 有最大持续产量 三 资源有限条件下种群增长的 s 型曲线 食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食 资源有限阻滞生长 资源有限条件下 s 型增长的数学模型 提示 从环境容纳量的角度思考 可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量 同一种群的k值不是固定不变的 会受到环境的影响 怎样做才是最有效的灭鼠措施 例如 1 食物储藏在安全处 断绝或减少它们的食物来源 2 室内采取硬化地面等措施 减少它们挖造巢穴的场所 3 养殖或释放它们的天敌 等等 思考 怎样做才是保护大熊猫的根本措施 思考 建立自然保护区 改善大熊猫的栖息环境 提高环境容纳量 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续地获得最大捕鱼量 应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平 为什么 思考 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续地获得最大捕鱼量 根据种群增长的s型曲线 应使被捕鱼群的种群数量保持在k 2水平 这是因为在这个水平上种群增长量最大 培养液中酵母菌种群数量的变化 一 提出问题培养一种酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的 二 猜想假设三 设计实验 s 酵母菌种群的数量随时间呈 型增长变化 血球计数板 计数池 实验过程 一 材料用具探究所需要的菌种和无菌马铃薯培养液或肉汤培养液 试管 血球计数板 2mm 2mm 0 1mm方格 滴管 显微镜等 二 方法步骤和记录1 取相同试管若干支 分别加入5ml肉汤培养液 塞上棉塞 2 用高压锅进行 灭菌后冷却至室温 标记甲 乙 丙等 3 将酵母菌母液分别加入试管各5ml 摇匀后用 计数起始酵母液个数 做好记录 4 将各试管送进恒温箱 下培养7天 高压蒸汽 血球计数板 25 三 现象观察每天同一时间 各组取出本组的试管 用血球计数板计数酵母菌个数 并作记录 连续观察7天 四 实验结论根据表格平均值作出培养液中酵母菌种群数量7天中的变化曲线 注意事项 1 高压蒸汽灭菌是以防培养液带上杂菌与酵母菌形成 关系 抑制酵母菌培养 从试管中吸出培养液进行计数时 应将试管 几次 以便使酵母菌均匀分布 提高计数的代表性和准确性 2 对于压在小方格界线上的酵母菌应计数 两边上的菌体数 另两边不计数 竞争 振荡 同侧相邻 血球计数板 在 探究培养液中酵母菌数量的动态变化 实验中 用血球计数板进行抽样检测 下图是血球计数板放大图 第一次抽样检测结果是4个中方格中共有40个酵母菌 则每毫升菌液中含有酵母菌个 所计算出的酵母菌是 a 活的菌数b 死的菌数c 总菌数d 新增殖的菌 每中格10个菌 每大格有16x10个菌 每小格10 25个菌每小格体积0 1x1 400 1 4000mm31ml 1000mm31000 1 4000 x 10 25 1 6 106 问题思考 1 如果一个小方格内酵母菌过多 难以数清 应当采取怎样的措施