第2节种群数量的变化.ppt

1、种群数量的变化,澳大利亚野兔,1859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来 了24只当时澳大利亚没有的物种-野兔，让他 没想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代 竟达到6亿以上。漫山遍野的兔与牛羊争食牧草， 啃食树皮，造成植被破坏，导致水土流失。,中国水利网水葫芦入侵宁波、昆明、武汉等地的湖泊后迅速疯长；上海去年3万吨的水葫芦打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；水葫芦的疯长，让越来越多的水中生物痛失“家园”。,为什么野兔、水葫芦进入到一个新的 环境种群数量急剧增长？,大肠杆菌,一、建构种群增长模型,0 20 40 60 80,20 21 22 23 24,分裂,细菌繁殖产生的后代

2、数量,种群数量的变化,n代细菌数量的计算公式？ 72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,Nnn,解：n 72h X60min20min216 Nnn 2216,1.数学模型： 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。,2.数学模型建构的步骤 细菌的繁殖是一种二分裂生殖。有的细菌每20分钟就繁殖一代，我们就以细菌作为观察对象进行研究。,观察研究对象，提出问题,细胞每20min分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,数学模型,一般步骤：,将数学公式（Nn2n）变为曲线图,曲线图与数学方程式比较，优缺点？

3、,直观， 但不够精确。,2 4 8 16 32 64 128 256 512,在理想环境下下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“”型,二、种群增长的“J”型曲线,“J”型曲线,增长率：,（现有个体数-原有个体数）/ 原有个体数 X100%,增长率与增长速率,增长率：在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率 ：,增长速率：指单位时间种群增长数量: （现有个体数原有个体数）增长时间 X100%,增长率 增长速率,注意：种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率。,（现有个体数-原有个体数）/ 原有个体数 X100%,“J”型曲线,实例1 某海岛上环

4、颈雉种群数量的变化,“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，n为数量是一年前的倍数）,2、种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 nt,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的n倍。,食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,“J”型曲线总结：,新物种迁入的开始阶段或实验条件下,种群的增长率不变,条件：,特点：,产生的时期：,“J”型增长能一直持续下去吗？,环境阻力,种群密度越大环境阻力越大,在大自然中 食物有限 空间有限 种内斗争 种间竞争 天敌捕食,食物有限,空间

5、有限,种内斗争,种间竞争,天敌捕食,资源有限 阻滞生长,产生条件：,三、种群增长的“S”型曲线,种群的个体数量,种群的个体数量,时间,理想的环境中 （即环境资源很充足不 受任何限制。）,存在环境阻力的环境中 （即环境资源是有限的种群不 可能无限增长。）,时间,种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线的比较,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。,三、种群增长的“S”型曲线,1、同一种群的K值是固定不变的吗？,思考讨论,K值的大小与环境条件密切相关，一定条件下，资源空间越富足，环境阻力越小，K值越大,错,种群的个体数量,时间,350.7,710,176.1,K

6、/2,练习册54-4,种群数量达到K值时， 种群,增长停止,种群数量在 K/2值时， 种群,增长最快,即增长速率最大,种群数量 小于K/2值时 种群,增长逐渐加快,种群数量 大于K/2值时 种群,增长逐渐减慢,K/2,环境容纳量,减速增长期,延滞期,指数增长期,稳定期,时间,种群数量,K,N0,（K/2),三、种群增长的“ S ”型曲线,（种群个体数少且要适应新环境，种群增长缓慢）,（种群增长加快）,（种群增长最快）,（种群增长变慢）,（种群增长为零，种内斗争最激烈）,渔业,林业,想一想：当池鱼满塘，密林成材，牧草丰肥，牛羊满圈的时候你将怎样收获，才能维持种群的持续最大收益呢？,K/2附近是最

7、佳的猎捕、采伐时期,为了获得最大捕捞量，捕捞后 种群数量应该保持在K/2附近 范围所代表的水平上。,环境阻力,【分析】下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群数量变化曲线。图中的阴影部分的含义？,2、从达尔文进化论分析：表示通过生存斗争被淘汰的个体数量,1、表示影响种群增长的环境阻力；,6班,4班,1、同一种群的K值是固定不变的吗？,思考讨论,4、种群数量达到K值时，都能在K值保持不变吗？,K值的大小与环境条件密切相关，一定条件下，资源空间越富足，环境阻力越小，K值越大。,错,错,大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,四、种群数量的波动和下降,练习册P56-

8、变式2,影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入率、 迁出率,外界因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,主要因素：出生率、死亡率、迁入率、 迁出率、年龄组成、性别比例,练习册P57-3,五、研究种群数量变化的意义,1合理利用和保护野生生物资源,2为防治有害生物提供科学依据,鱼类的捕捞,蝗虫的防治,3.为引进外来物种提供理性的思考。,思考,怎样做才是保护大熊猫的根本措施？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。,1在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是,B,课堂练习,2下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空

9、间资源的限制使种内竞争增加（ ）,ACD段（增长速度慢） BDE段（速度加快） CEF段（增长速度变慢） DFG段（速度逐渐变慢）,C,4.池塘养鱼时，为保护池塘生态系统和长期保持较高的产鱼量，应采取的最佳方案是（ ） A大量增加饵料的投入量 B大量增加鱼苗的投入量 C及时、适量的捕捞成鱼 D限制捕鱼,C,7.右图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的是（ ）,环境中影响种群增长的阻力 环境中允许种群增长的最大值 其数量表示种群内迁出的个体数 其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A. B. C. D. ,C,如果种群处在一个理想的环境中， 没有自然

10、和空间的限制，种群内个 体数量的增长曲线是_,用达尔文 的进化理论解释，这是由于生物具 有_特性。 如果将该种群置入有限制的自然 环境中，种群内个体数量的增长曲 线是_，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示_。 影响种群密度的主要因素是种群的_、_、_和_。,8、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清 仔细分析图中去先后回答下列问题：,a,b,个体数,时间,a,b,在生存斗争过程中淘汰的个体,过度繁殖,死亡率,出生率,性别比例,年龄组成,2020年7月6日星期一,39,探究：培养液中酵母菌种群数量的变化,“J”型,营养空间充足，温度、pH等条件适宜,“S”型,生存环境的条件有限,营养物质

11、过度消耗、pH发生变化、有害代谢产物积累，环境恶劣,一、教材分析： “探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化” 是必修三第四章第二节中的一个探究课题。课程标准关于本节的具体内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，并提出了相应的活动建议即本探究活动。该条内容标准有两层涵义：其一、“尝试建立数学模型”属模仿性技能目标，旨在通过原形示范（细菌的数量增长）和具体指导，学生能完成建立数学模型；其二、“解释种群的数量变动”属理解水平的知识目标，旨在把握数学模型（抽象）与种群的数量变动（具体）之间的内在逻辑联系。 在这个探究活动中用到了4个科学方法：（1）数学模型法；（2）抽样检测法；（3）显微观察

12、法；（4）微生物培养法。所以是一项有着多方面意义和价值的探究活动。此外，学生通过亲自研究一个真实的种群，可加深对种群数量变化知识的理解，并且培养收集、整理、分析数据的能力。,单细胞真核生物 生长周期短，增殖速度快 还可以用酵母菌作为实验材料研究,探究,培养液中酵母菌种群数量的变化,一般步骤: (1)提出问题：培养液中酵母菌种群是怎样随时间变化的？ (2)作出假设： 。 (3)讨论探究思路：问题 (4)制定计划： (5)实施计划： (6)分析结果，得出结论： (7)表达和交流： (8)进一步探究：,怎样进行酵母菌的计数？,对一支试管中的培养液(可定为10ml)中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以

13、采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去，稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，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，估算计算中的酵母菌总数，盖玻片下，培养液厚度为0.1mm，可算出10ml培养液中酵母菌总数的公式：2.5104x(x为小方格内酵母菌数),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，常采用抽样检测。,计数器大方格规格： 2mm2mm0.1mm 或1mm1mm0.1mm 浙科版默认第一种,2516型的计数板,深度,大方格规格1mm1mm0.1mm

14、 400小格,2516,2516型的计数板,关于血球计数板的计数方法： 先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，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。每个小方格内含有细胞数不宜超过10个。（人教版）,7、如果一个小方格内酵母菌过多难以数清怎么办？,8、如何稀释？0.1ml培养液+0.9ml清水，稀释了几倍？如果想稀释20倍，如何操作？稀释后试管中的酵母菌数如何估算？,对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻两边及顶角计数。,3.计算公式 (1)

15、16格25格的血球计数板计算公式:酵母细胞数/ml= 100小格内酵母细胞个数/100400104稀释倍数 (2)25格x16格的血球计数板计算公式:酵母细胞数/ml= 80小格内酵母细胞个数/80400104稀释倍数,活菌数,酵母菌的计数 （2）计算： 每毫升培养液中的酵母菌细胞数是多少？,探究培养液中酵母菌种群数量 的动态变化,例2:酵母菌的计数通常用血球计数板进行，血球计数板每个大方格容积为0.1mm3 ，由400个小方格组成。现对某一样液进行检测，如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应先 后再计数。若多次重复计数后，算得每个小方格中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有

16、个。,2108,稀释,例3 检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由2516400个小格组成，容纳液体的总体积为01 mm3。 现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻 个mL。,5n105,从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么？ 本探究需要设置对照吗？如果需要请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。 需要做重复实验吗？,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证

17、估算的准确性，减少误差。,不需要，本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组实验，获得平均数值即可。,不用重复，只要分组实验获得平均值即可。,5、怎样记录结果？记录表怎样设计？ 如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应采取怎样的措施？,摇匀试管取1mL酵母菌培养液稀释几倍后，再用血球计数板计数，所得数值乘以n2.5104，即为10mL酵母菌液中酵母菌个数。,只计数相邻两边及其顶角的酵母菌数。,7 对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？,例：下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是 （ ） A.在t0t2时间内，种群数量呈“J

18、”型增长 B.若在t2时种群的数量为K，则在t1时种群的数 量为K/2 C.捕获该鱼的最佳时期为t2时 D.在tt时间内，该鱼的种群数量呈下降趋势,B,例: 如图为某地一个生物种群的年龄组 成曲线图。如果有一外来物种入侵，并 以该种群的幼体为食，这将使该种群的 年龄组成发生变化。则这种变化为（ ）,A,思考与讨论,1、影响种群数量变化的因素有哪些？,直接因素：出生率和死亡率，迁出率和迁入率, 性别比例，年龄组成也会影响,间接因素：食物、气候、空间、传染病、天敌,重要因素：人类的活动 （如：捕杀野生动物、乱砍滥伐、破坏环境）,（1）野生生物资源的合理利用及保护。,（2）为人工养殖及种植业中合理控

19、制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。,（3）预测及防治害虫。,2、研究种群数量变化有何意义？,（4）拯救和恢复濒危动物种群。,课堂练习 1、下图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时经调查该种群数量为200只，估算该种群在此环境中的环境负荷量约为 ( ) A.100只 B.200只 C.300只 D.400只,D,4、下图为种群在不同生态系统中的增长曲线模式图，回答： （1）如果生活在一个理想的环境中，种群数量按 曲线增长。这是因为种群具有_的特征。但实际上，在自然环境中_和 都是有限的，种群达到一定数量后势必加剧 ，使种群数量增长受到影响，不能按该曲线方式增长。,a,食物,空间,种内斗争,（2）曲线a和b之间的部分可 以表示为_或 _。,通过生存斗争被淘汰的个体数量,环境阻力,过度繁殖,(3)除上述影响外，在一定环境中，种群数量还受其他环境因素的限制，如无机环境方面主要是 的影响，生物因素有 和 等。因此，种群数量增长按