种群数量的变化(新课程教学比武课件)

第2节

种群数量的变化

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。问题探讨在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min分裂繁殖一代。1.n代细菌数量的计算公式是____________。2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是

______________。Nn=2nN=2216为了直观、简便地研究种群的数量变动的规律，数学模型建构是常用的方法之一。建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法数学模型：一、建构种群增长模型的方法数学模型：1.概念：一、建构种群增长模型的方法数学模型：1.概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。一、建构种群增长模型的方法数学模型：1.概念：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.建立数学模型的步骤：细菌每20min分裂一次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

列出表格，根据表格画曲线，推导公式。Nn=2n，

N代表细菌数量，n表示第几代观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正研究实例研究方法观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正研究实例细菌每20分钟分裂一次在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下Nn=

2n观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正研究实例细菌每20分钟分裂一次在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下Nn

=2n观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正研究方法研究实例细菌每20分钟分裂一次在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下Nn=2n观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正研究方法观察研究对象提出问题研究实例细菌每20分钟分裂一次在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下Nn=2n观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正研究方法观察研究对象提出问题提出合理的假设研究实例细菌每20分钟分裂一次在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下Nn=2n观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正研究方法观察研究对象提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达研究实例研究方法细菌每20分钟分裂一次观察研究对象提出问题在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下提出合理的假设Nn=2n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在理想状态下，细菌每20分钟分裂一次。请填下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长曲线。时间20406080100120140160180细菌数量248163264128256512在理想状态下，细菌每20分钟分裂一次。请填下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长曲线。时间20406080100120140160180细菌数量248163264128256512一、建构种群增长模型的方法3.类型：1.概念：用来描述一个系统或性质的数学形式。2.建立数学模型的步骤：数学模型：一、建构种群增长模型的方法3.类型：⑴数据分析表格式⑵数学方程式⑶坐标式（曲线图、柱状图）一、建构种群增长模型的方法3.类型：⑴数据分析表格式时间20406080100120140160180细菌数量一、建构种群增长模型的方法3.类型：⑴数据分析表格式时间20406080100120140160180细菌数量⑵数学方程式一、建构种群增长模型的方法3.类型：⑴数据分析表格式时间20406080100120140160180细菌数量⑵数学方程式Nn=2n一、建构种群增长模型的方法3.类型：⑶坐标式（曲线图、柱状图）⑴数据分析表格式⑵数学方程式Nn=2n一、建构种群增长模型的方法3.类型：⑶坐标式（曲线图、柱状图）⑴数据分析表格式⑵数学方程式Nn=2n方程式——精确曲线图——直观细菌的数量／个理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？1859年，24只野兔6亿只以上的野兔近100年后实例1：澳大利亚野兔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1一、建构种群增长模型的方法实例2：凤眼莲（水葫芦）一、建构种群增长模型的方法实例2：凤眼莲（水葫芦）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3实例3：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，曲线则大致呈“J”型美国某岛屿环颈雉种群数量的增长二、种群增长的“J”型曲线实例3：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，曲线则大致呈“J”型美国某岛屿环颈雉种群数量的增长“J”型增长的数学模型

1、产生条件：

理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为该种群数量是一年前种群数量的倍数。）

2、种群“J”型增长的数学模型公式：Nt=N0

λt

种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍（即平均年增长率）。(★模型假设)(★建立模型)J型增长曲线出现的两种情形：实验室条件、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境中增长率＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数＝出生率—死亡率增长速率＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间O时间种群增长率O时间种群增长速率J型曲线的增长率和增长速率种群在单位时间内净增加的个体数指种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率N0t+1

−N0tN0t增长率==−1二、种群增长的“J”型曲线“J”增长的数学模型问题：“J”型增长能一直持续下去吗？存在环境阻力———自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就会加剧；捕食者增加。当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会稳定在一定的水平。有限的环境条件下，“J”型增长能一直持续下吗？

三、种群增长的“S”型曲线在大自然中①资源有限②空间有限③种内斗争④种间竞争⑤天敌捕食种群密度越大环境阻力越大生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0．5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。经过反复实验．得出了如图所示的结果。

种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线．

1、你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后，呈“S”型曲线的原因是什么？

2、K值指的是什么？

3、如何理解K值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”？请举例说明。大草履虫种群的增长曲线思考与讨论：2、曲线分析：a点之前：适应期a-b：快速增长期b-c：缓慢增长期c-d:稳定期K/2值时：增长速率最大1、形成条件：自然界的资源和空间总是有限的。三、种群增长的“S”型曲线3、S型曲线的增长率及增长速率3、K值和K/2值的应用：对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？从环境容纳量的角度思考，能得到什么启发吗？注意，家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加1.47%.a.野生生物资源的保护：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。b.有害生物的防治：增大环境阻力，降低K值。（1）K值的应用（2）K/2值的应用a.资源开发与利用：种群数量达到K/2时，种群增长速率最大，再生能力最强；b.有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达到K/2处，甚至在a点以前就应采取相应措施。种群的个体数量种群的个体数量时间时间时间假若在理想的环境中生活，即环境资源很充足不受任何限制。在自然的环境中环境资源是有限的。种群不可能无限增长。种群的数量增长曲线总结K值是环境最大容纳量，环境阻力代表自然选择的作用。表示通过生存斗争被淘汰的个体数1、野生生物资源合理利用和保护—如：鱼类的捕捞2、害虫的防治—如：蝗虫的防治影响种群数量变化的因素有哪些呢？研究种群数量变化有何意义？直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动四、种群数量的波动和下降苍鹭的保护野猪的保护全力防蝗减灾救护被困的鲸鱼完成实验提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化该探究活动中涉及4个科学方法：（1）数学模型法；（2）抽样检测法；（3）显微观察法；（4）微生物培养法。探究表达与交流酵母菌种群数量在营养条件有限的条件下呈“S”型增长酵母菌种群数量是怎样随时间变化的？(1)将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。(2)将酵母菌接种入试管中的培养液。(3)将试管放在25℃条件下培养。设计实验(4)每天抽取计数酵母菌的数量。用显微镜计数，估算10mL酵母菌的初始种群数N0，然后连续观察7天，记录每天的数值。结果的记录可设计下面的表格：平均值32176543210

时间次数酵母菌的计数1、方法：抽样检测法、显微镜计数法（1）抽样检测的方法：先将

放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于

，让培养液

。多余培养液用滤纸吸去。稍带片刻，待酵母菌细胞全部沉降到

，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。盖玻片边缘自行渗入计数室的底部盖玻片利用血球计数板在显微镜下直接计数，是一种常用的微生物计数法，也叫做显微镜直接计数法。优点：直观、快速。适用于稀释的菌悬液（或孢子悬液），即液体培养基中菌体的计数。此法计得的是活菌体和死菌体的总和，又称为总菌计数法。（2）显微镜计数法酵母菌的计数1、方法：抽样检测法、显微镜计数法2、计数工具——血球计数板实物图正面图侧面图计数室滴液处血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。计数时，常采用样方法

放大后的计数池每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数池。每个计数池分为9个大方格。2、计数工具——血球计数板25个中格16个小格16个中格25个小格25X16=400小格16X25=400小格每个计数室（大方格）共有400小格，总容积为0.1mm3*********一个大方格的容积为0.1mm3，每个大方格又分为16个中方格，共有25×16个小方格。用计数公式计算1mL菌液中的总菌数，设四个中方格中的总菌数为A，稀释倍数为B，由于1mL=1000mm3，所以1mL菌液的总菌数：

A/4×16×10000×B=40000A·B16个中格****1、从试管中吸