种群的增长方式(上课课件).ppt

1、第2节 种群的增长方式,血球计数板计数,血球计数板计数,血球计数板计数,思考：一个大方格（即一个计数室）的体积是多少？每个小方格的体积是多少？,计数室有两种规格：一种是1625型，即计数室共分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格；另一种是2516型，即计数室先被分成25个中方格，每个中方格又分为16个小方格。,0.1mm3 0.1400mm3,0.1(400103)ml,多少ml?,血球计数板计数,计数室的两种规格,血球计数板计数,1625,2516,血球计数板计数,计数方法,思考： 1、使用1625规格时计数几个中方格中的细胞数？即几个小方格中的细胞数？,2、设每个中方格中的细菌数分

2、别是：A1，A2，A3，A4，稀释倍数为：B，则样品中细胞数/ml是多少？,4个中方格，100个小方格,（A1+A2+A3+A4）/100 4000000B,实验注意事项,1、从试管中吸取培养液进行计数前，为什么需将试管轻轻震荡几次？,2、若一个小方格内酵母菌数过多，难以数清，则如何处理？,使培养液中酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。,将培养液稀释一定的倍数，再重新计数。,实验结果分析,1、分析酵母菌种群数量变化趋势的原因 2、分析影响酵母菌种群数量的因素。,养料、温度、pH及有害代谢废物等,菌落细菌种群,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,1

3、n代细菌数量的计算公式是：,Nn2n,n 60 min 72 h20 min 216 Nn2n 2216,问题探讨,272小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,3请将公式Nn2n变成曲线图,将数学公式（N=2n)变为曲线图,2 4 8 16 32 64 128,数学模型的表现形式,公式法 曲线图法,Nn2n,准确 直观,数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式,建立数学模型一般包括以下步骤：,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

4、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,细菌每20分钟 分裂一次,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,一、建构种群增长模型的方法,类型：,坐标式（曲线图、柱状图）,数据分析表格式,数学方程式,Nn=2n,理想条件下细菌数量增长的推测: 自然界中有此类型吗？,实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，一个叫托马斯奥斯汀的英国人来澳定居，带来了24只野兔，放养在他的庄园里，供他打猎取乐。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几

5、乎不受任何限制的大量繁殖。奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，野兔的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。,实例2：凤眼莲,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 。,20世纪30年代，环颈雉引入美国的一个岛屿，在5年的时间种群增长了数倍,环颈雉种群数量增长曲线,环颈雉,实例3：环颈雉,种群在什么条件下呈指数增长？,资源无限,空间无限,不受其他生物制约,生物的指数增长,种群增长的“J”型曲线,Nt = N0t,某动物种群的起始数量为N0，此后每年的种

6、群数量都为前一年的倍，则一年后该种群的数量应为： 二年后该种群的数量为： t年后则为：,N1= N0,N2= N1 = N02，,指数增长,数学模型公式及曲线是什么？,2000年慈溪城区常住人口约为201万人，2001年慈溪城区常住人口约203.1万，根据这种增长方式，假设在10年内均不变，,能预测出010慈溪城区常住人口多少吗？,大约 223万人,我们建立的数学模型公式是什么？ （N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后人口的数量，为年均增长倍数）,Nt=N0t,指数增长,N10=N010,种群增长的 “J”型曲线（指数增长）,产生条件：理想状态食物充足，空间充裕， 环境适宜，没有敌害等；

7、,增长特点：种群数量每单位时间以一定的增长率 呈指数增长。,（N0为起始数量， t为时间， Nt表示t个单位时间后该种群的数量，=现有个体数原有个体数，增长率为-1 ）,种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数（在一定时间内，结束时的种群数量相对于开始时的种群数量的增加的数量占开始时种群数量的比例），是一个百分百比，无单位。 其计算公式为：增长率（这一次总数上一次总数）/上一次总数100。 即增长率出生率死亡率。 种群增长速率是指单位时间内增长的数量（即曲线斜率），有单位（如个年等）。其计算公式为：增长速率（这一次总数上一次总数）/时间。,假设某一种群的数量在某一单位时间t（如一

8、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,增长率,初数,出生率死亡率,末数初数,指数增长,指数增长的特点,开始种群数量少，起始增长很慢,随着种群基数的加大，增长越来越快,每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长,种群增长速率(曲线斜率)越来越大，增长率保持不变,发生时间：,理想状态或种群迁入新环境的一定时期,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,请绘制大草履虫的种群增长曲线！,生态学家高斯的实验

9、：,大草履虫种群的增长曲线,思考：种群的增长呈该型曲线的原因有哪些？,食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，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。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。,逻辑斯谛增长,K值：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,种群增长的 “S”型曲线（逻辑斯谛增长）,产生条件：存在环境阻力食物、空间、种内斗争、 种间竞争、天敌等,起始,K/2,K,增长速率,0,最大,0,种群密度,加速增大,减速增大,增长特点：,逻辑斯谛增长,增长条件： 资源有限 空间有限 受其他生物制约,K值：在

10、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,增长的特点 种群起始呈加速增长 K/2时增长最快 此后便减速增长 到K值便停止或在K值上下波动,种群增长速率先增加，后减少,自然环境中的逻辑斯谛增长规律的总结：,1、种群数量达到K/2时，种群增长速率最大。,2、环境容纳量K值不是固定不变的。有利 的环境条件下K值会提高，不利环境条件下 K值会降低。,3、初始种群密度和环境条件的改变也会影响 达到K值的时间。,思考：从环境容纳量（K值）的角度思考： （1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？,（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么 措施？,建立自然保护区，改善大熊猫

11、的栖息环境，提高环境容纳量。,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。,牧民在承包的草场上该放养多少头羊，既能保护草原，又能取得最好经济效益？,对于某水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用?,（2005全国卷5）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（） A、种群数量相对稳定 B、种群增长量最大 C、种群数量最大 D、环境条件所允许的种群数

12、量最大,B,理想条件下 资源无限,自然条件下 资源有限,实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长,一般自然种群的增长,不变,变化,无,有,逐渐增大,逐渐减少,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,C,2、下图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（ ）,C,环境中影响种群数量的阻力 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、 ,3、下图为鲸的出生数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K

13、点的含义分别是（ ）,C,A、曲线，种群的最大数量 B、曲线，种群的最大数量 C、曲线，某一环境条件下的种群的最大数量 D、曲线，某一环境条件下的种群的最大数量,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.捕获该鱼的最佳时期为T2时 D.在TI-T2时，该鱼种群数量呈下降趋势。,B,（2009年广东理科基础第50题）太平洋一个小岛上的某野兔种群变化如下表： 该种群变化率最大的时期为（ ） A1925年1930年 B1930年1935年 C1

14、940年1945年 D1945年1950年,解析:本题考查种群的数量变化，即种群增长的“S”型曲线的特点。从图表可知，种群的K值（环境容纳量）在1350左右，一个种群在种群数量达到1/2K值时其增长速率达到最大，即种群变化率最大，1/2K1350/2675，这个值介于398990之间，即该种群变化率最大的时期为1930年1935年。答案选B。本题属于图表题，要求考生有较强的读懂图并且获取有效信息的能力、知识迁移和分析数据的能力，能力要求较高。另外从比值判断也可以，种群变化率是单位时间内种群数量变化的情况，从表中可以看出在1930年1935年内种群变化率是（990-398）/（1935-1930

15、）=1184，1925年1930年为14，1935年1940年为90，1940年1945年及1945年1950年均为负值。,（2009年安徽卷第3 题）用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表： 根据表中数据分析，下列结果正确的是（ ） A第13-25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快 B第17-29天，成虫增长率上升，死亡率下降 C第21-37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关 D第1-37天，成虫数量成“J”型增长,分析表中数据可知，成虫的增长量在第21天达到最大值，单位时间内成虫的增长量（成虫增长速率）也在第21天达到最大值，可见第21天成虫的数量达到K/2，在

16、第21天前成虫增长速率上升，在第21天后成虫增长速率下降，整个种群的发展过程符合“S”型增长，不是“J”型增长，选项D错误。由于受牛奶瓶中的资源和空间等限制，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，使幼虫变态发育而成的成虫量越来减少，使死亡的成虫量越来越多，成虫死亡率上升，增长率下降，选项B错误。种群密度增大，使成虫的增长量（或成虫增长率）先升后降，可见第2137天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关，选项C正确。一开始，幼虫变态发育而成的成虫量大于死亡的成虫量，成虫量增加，可见成虫数量增长快的主要原因是幼虫变态发育而成的成虫量多，选项A错误。,第三节 种群的数量波动及调节,一、影响种群数量变化

17、的因素,直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,二、种群的数量波动,* 环境容纳量是种群数量的平均值，实际的种群数量在这个平均值的上下波动。 * 波动幅度有大有小；可以是非周期性 也可是周期性，,概念：由于出生率和死亡率的变动和环境条件的改变所引起的种群个体数量随时间的变化。,（1）非周期性波动 随气候变化,灰鹭因气候变化种群数量表现为非周期性波动,（2）周期性波动,任何波动只要在两个波峰之间相隔的时间相等就称之为周期波动 原因：食物周期性的成熟：（捕食关系的生物）,北极旅鼠：每3-4年出现一次数量高峰 波动原因：由于食料植物由于旅鼠的取食而发生周期 性短缺,三、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,苍鹭的保护,云豹的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,自然界任何生物数量都不可能永远上升，也不可能永远下降，总是围绕着种群的平衡密度上下波动,什么因素使种群数量达到高峰时下降，又