种群数量的变化及培养液中酵母菌种群数量的变化课件.ppt

1、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 = 2n,N = 2216,一、建构种群增长模型的方法,1.数学模型,用来描述一个系统或它的性质的数学形式,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一,2.数学模型建构的一般过程, 提出问题, 作出假设, 建立模型, 模型的检验与修正,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

2、的增长不会受种群密度增加的影响,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,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。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线。,3. 类型： 数据分析表格式 数学方程式 坐标式（曲线图、柱状图）,Nn=2n,坐标式（曲线图、柱状图

3、）,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特点，在自然界中有此类型吗？,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,实例2：凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲（水葫芦）,凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡 。,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

4、将环颈雉引入到美国的一个岛屿，在19371942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3,二 、“J”型增长的数学模型,1、模型假设：,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，为该种群数量前一年种群数量的倍数）,2、种群 “J”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,计算：,某一地区2001年人口普查时有10万人，2002年比2001年增长1。请预测，按照此生长速度，2009年该地区的人口将有多少？,Nt10（1+1）2009-2001万,产生条

5、件：,理想状态食物充足，空间充裕，环境适宜，没有敌害等；,增长特点：,种群的增长率是一定的； 增长速率不断上升 种群数量没有上限；,种群增长的型曲线,时间,种群数量,“增长率”和“增长速率”一样吗？,增长率与增长速率是不同的。增长率是指新增加的个体数占原来个体数的比例，是一个百分比，无单位；增长速率是指新增加的个体数与时间的比值，即dNdt，有单位（如个/年等）。 例如，某一种群的数量在某一单位时间t（如一年）内，由初数量No（个）增长到末数量Nt（个），则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别为：,增长速率,末数初数,单位时间,NtNo(个),T(年),100,增长率,末数初数,Nt

6、No,No,No,出生率死亡率,在一个培养基中，细菌的数量会一直持续按照这个公式增长吗？为什么？,不会,当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平,自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高,大草履虫数量增长过程如何？,高斯: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,种群增长的“S”型曲线,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,产生条件：,三、种群增长的“”型曲线,增长特点：,由于受条件制约，增长速率先上升，达到最大

7、值之后下降。种群增长率不断下降。 种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长.此时增长率和增长速率达到稳定,自然条件（现实状态）,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。,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,种群数量小于K/2值时 种群,增长速率逐渐加快,种群数量大于K/2值时 种群,增长速率逐渐减慢,A,S型曲线 增长速率曲线,种 群 数 量 “S” 型 增 长 曲 线,（种群数量）,K/2,K,种 群 数 量 增 长 率,时间,D: 出生率死亡率，即 种群数量处于K值。,B: 出

8、生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于 K/2值。,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K2水平。这是因为在这个水平上种群增长速率最大 。,思 考,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，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。,同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,思 考,怎样做才是最有效的灭

9、鼠措施？,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,阴影部分代表因环境阻力而被淘汰的个体 阴影的大小代表环境阻力的大小。,总 结,种群数量的变化：,增长，稳定，波动，下降,“J”型曲线和“S”型曲线都只研究种群数量 的 规律。 前者反映的种群增长率是一定的；而后者反映的种群增长率是变化的， 认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。 二种增长方式的差异，主要在于 的作用。,增长,不能,环境阻力,东亚飞蝗种群数量的波动,大多数种群的数量总是在波动之中的,四、 种群数量的波动和下降,在Faroe Islands上， 捕鲸现场成了血的海洋,在不利

10、条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡,影响种群数量变化的因素,直接因素(内因）：,间接因素（外因）：,重要因素：人类的活动,出生率、死亡率、迁入率、迁出率,食物、气候、传染病、天敌,单细胞真核生物 属于兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水；无氧时产生二氧化碳和酒精。 用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养基的成分，空气，温度，酸碱度等因素的影响。 在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线； 在有限的环境下，酵母菌的种群呈“S”型曲线。,探究 培养液中酵母菌种群数量的变化,酵母菌的出芽生殖,血球计数板，通常是一块特制的载玻片，其上由四条槽构成三个平台。中间的平台又被一短横槽隔成两半，每一

11、边的平台上各刻有一个方格网，每个方格网共分九个大方格，中间的大方格即为计数室，微生物的计数就在计数室中进行。 计数室的刻度一般有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16*25=400小方格。,取清洁干燥的血球计数板，在计数室上面加盖玻片。 取酵母菌悬液，摇匀，用滴管由盖玻片边缘滴一小滴(不宜过多)，则菌液自行渗入，计数室不得有气泡，然后置高倍镜下计数。 样品浓度要求每小格内有510个菌体为宜。 每个样品重复计数23次，取其平

12、均值,操作步骤,第 1 天,第 4 天,第 6 天,第 7 天,死亡,活菌数,对照实验：B (温度) C(营养),记录表：7天连续记录 重复实验：3次 取平均值,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。,B,练 习,建构种群增长数学模型的方法包括以下步骤：,1.提出合理的假设 2.对模型进行检验或修正 3.用适当的数学形式对事物的性质进行表达 4.观察研究对象，提出问题 A.1234 B.2314 C.4132 D.4123,C,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间资源的限制使种内斗争增加（ ）,ACD段 BDE段 CEF段 DFG段,c,下

13、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,下图中表示在良好的生长环境下,小球藻分裂繁殖中的细胞数量,鸡产蛋数量(每天产一枚)和竹子自然生长的高度这三种现象与时间的关系 依次是 ( )A.乙,甲,丁 B.甲,丙,乙 C.丙,甲,乙 D.丁,乙,丙,C,q,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T0-T2时，种群数量呈“J”型增长 B.若在T2时种群的数量为N，则在T1时种群的数量为N/2； C.捕获该鱼的最佳时

14、期为T2时 D.在TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。,B,叶蜂产卵于叶上；泥蜂储存其他昆虫的幼虫为子代的食物；蜜蜂的幼虫由工蜂直接喂养。这三种蜂的生存曲线依次是（ ） A.甲乙丙 B.乙丙甲 C.乙甲丙 D.甲丙乙,100 50,生 存 率（%),甲,乙,丙,A,卵 成虫,种群数量的最大点在 ； 种群数量增长最快的在 ； 该种群的增长率由缓慢到逐渐加快是在 年后开始的；环境阻力增长是在 年开始 既要获得最大的捕获量，又要使该动物资源的更新能力不受到破坏，应该使该动物种群数量保持在图中 点所代表的水平上；,因为在这个水平上（ ） A.种群数量相对稳定 B.种群增长速率最大 C.种群数量最大 D.环境条件所允许的种群数量最大,1 2 3 4 5 6 7,d,c,a,b,100,50,d,b,2,5,b,B,自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（ ）A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系B.种群增长率在各阶段是不相同的C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关D.种群增长不受种群密度制约,B,某鼠种群被高速公路分隔成A、B两个种群，A区因建化工厂而环