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种群的数量变化(很实用)分析.ppt

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资源描述

1、第2节 种群数量的变化,1.细菌是真核生物还是原核生物?,2细菌的繁殖的方式是什么?,3细菌繁殖了n代后的数量是多少?,细菌增长的数学模型研究,4绘制细菌增长的曲线图。,问题探讨,3,问题探讨,一、建构种群增长模型的方法,在营养和生存空间没有限制的情况下,某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论: 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?在一个培养基中,细菌的数量会一直按照这个公式增长吗?如何验证你的观点?,Nnn,解:n 60min x72h20min216Nnn 2216,细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。,将数学公式(Nn2n)变为曲

2、线图,曲线图与数学方程式比较,优缺点?,直观, 但不够精确。,2 4 8 16 32 64 128 256 512,一、建构种群增长模型的方法,1.数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的数学形式,4.数学模型建构的步骤,2.数学模型的表现形式:,数学方程式,曲线图,3.建构数学模型的意义:,描述、解释和预测种群数量的变化。,思考1:澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢?,没有天敌。,充足的食物。,广阔的生活空间,实例1:澳大利亚本来并没有兔子。 1859年,24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。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

3、方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年,兔子的数量达到6 亿只以上,遍布整个大陆。,实例2: 20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个 海岛。19371942年间 数量增长:,某海岛上环颈雉 种群数量的变化,自然界确有类似的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 ”型增长的数学模型,1、产生条件:,理想状态食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害等;实验室条件,( N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,为年均增长率。),2、种群 “ J ”型

4、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。,存在环境阻力,自然条件(现实状态)资源和空间总是有限的,当种群密度增大时,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,当出生率与出生率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平,“J”型增长能一直持续下去吗?,有实例证明吗?,例 生态学家高斯的实验,大草履虫种群的增长曲线,P67,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,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,

5、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,问题探讨,(1)问题探讨:,“S”型曲线:种群经过一定时间的增长后,数量 曲线。,该实验中在第 天时增长率最快。,环境容纳量(又称 ):在环境条件 的情况下,一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量。,趋于稳定,2、3,K值,不受到破坏,k/2,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,时间/天,酵母数,环境阻力,食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 寄生虫 传染病等,K值:环境容纳量,(2)种群的“S”型增长到K值后不再继续增加的原因: 内因是: 外因是:,

6、种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等,自然界的资源和空间是有限的,种群增长的“J”型曲线,种群增长的“S”型曲线,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,种群的数量往往会连续快速增长.,在食物(养料)和空间等有限的条件下,种群数量呈现S型增长趋势.,N0:该种群的起始数量 :种群数量是一年前的倍数,K值:环境容纳量,k/2处:种群增长 速度最快,种群增长的 “J”型曲线,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,2、对大熊猫应采取什么保护措施?,3、对家鼠等有害动物的控制,应采取什么措施?从环境容纳量的角度看,能得到什么启发?,4、种群数量

7、达到K值时,都能在K值维持稳定吗?,对家鼠等有害动物的控制,可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。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。,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,东亚飞蝗种群数量的波动,在现实的生态系统中,种群数量除增长外,还有没有其他变化?,四、种群数量的波动和下降,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的,因此,凡是影响上述种群特征的因素,都会引起种群数量的

8、变化。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,(1)有利于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制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。,(3)通过研究种群数量变动规律,为害虫的预测及防治提供科学依据。,五研究种群数量变化有何意义?,(4)有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。,家鼠繁殖力极强,善于打洞,偷吃粮食,传播疾病危害极大,应该采取哪些措施控制家鼠数量?,有害生物的控制,老鼠,机械捕杀,施用激素,药物捕杀,施用避孕药,养殖或释放天敌,将食物储存在安全处,降低 繁殖率,减少数量,增大环境阻力 降低环境容纳量,打扫卫生,

9、硬化地面,时间,种群数量,1.减少数量,机械捕杀 药物捕杀,J型,环境阻力,时间,种群数量,K值,2.增大环境阻力降低环境容纳量,K值降低,J型,环境阻力,时间,种群数量,2.增大环境阻力降低环境容纳量,1.减少数量:机械捕杀、药物捕杀,哪种措施较能从实质上解决问题?,2.增大环境阻力降低环境容纳量: 养殖或释放天敌、打扫卫生、 硬化地面、将食物储存在安全处,3.降低繁殖率:性激素干扰等,课堂讨论,A. 大熊猫食性单一、繁殖率低、生活在海拔较高的山岭里,活动范围需求广。试分析大熊猫数量日益减少的原因?你能提出保护大熊猫措施吗?,保护大熊猫的措施?,提高繁殖率, 建立自然保护区,给大熊猫更宽广的

10、生活空间,保护环境,改善她们的栖息环境,帮助减少其环境阻力从而提高环境容纳量,是保护大熊猫的根本措施。,大熊猫数量日益减少的原因?,自身繁殖率低 食性单一 气候变迁 栖息地的丧失等,C.在渔业捕捞问题上,人们总是希望捕到更多的鱼。如果捕捞量长期过高,种群的数量会发生什么样的变化呢? 我们应该怎样来确定 合适的捕捞量才能 即不危机鱼类种群 的持续发展,又能获 得较高的鱼产量?,课堂讨论,种群数量的恢复需较长时间。如果外界的环境发生剧烈变化,种群还有可能绝灭.,1.如果长期过度捕捞:,2.捕捞量的确定:,K/2,捕捞后不得低于K/2值。 这样既有利于种群的可持续发展, 又可获得较大收益。,小结,1

11、、条件: 2、发生时期: 3、特点:,一、“J”型曲线,二、“S”型曲线,1、环境容纳量 2、产生原因: 3、特点:,三、影响种群数量变化的因素:,四、研究种群数量变化的意义:,D,巩固练习,37,38,血细胞计数板(1mm 1mm 0.1mm),39,40,41,25(中)16(小),42,43,用血球计数板计数酵母菌种群的数量,某一时刻样液(稀释10倍)计数的结果如下:,该酵母菌种群在该时刻的密度为:_,个/mL,2.5107,44,16 (中) 25 (小),酵母菌培养液稀释10倍后,第一次抽样检测结果为: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 。,1.6107,45

12、,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),4107x,46,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

13、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。,需要,提高数据的准确性。,47,重复性原则:,任何实验都必须经得起重复,这是具有科学性的重要标志。做任何实验都会产生误差,“重复”是实验中减少误差,避免偶然性的重要手段。,一般以实验材料数量上“多个”来实施重复。,(2)多次或多组测量取其平均值。,48,5、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

14、稀释几倍后,再用血球计数板计数,,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?,49,血球计数板的清洁血球汁数板使用后,用自来水冲洗,切勿用硬物洗刷,洗后自行晾干或用吹风机吹干,或用95的乙醇、无水乙醇、丙酮等有机溶剂脱水使其干燥。,50,为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某同学进行了如下操作。其中操作不正确的是:A.吸出培养液进行计数之前将试管轻轻震荡几次B.用滤纸吸去血球计数板边缘多余的培养液C.在血细胞计数板中央滴一滴培养液,盖上盖玻片 D.待酵母菌沉降到计数室底部,将计数板放在载物台中央,在显微镜下观察,C,51,在探究酵母菌的种群数量变化

15、实验中,某学生的部分操作过程如下: (1)把酵母菌培养液放置于冰箱中培养,(2)从静置试管中吸取酵母菌培养液计数,(3)到第七天取样计数,请纠正其错误: (1)_ (2)_ (3)_,应将静置改为轻轻振荡几次,应放在适宜温度下培养,应连续七天取样计数,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:,酵母菌出芽生殖,酵母菌的新陈代谢类型:兼性厌氧型,无氧呼吸,有氧呼吸,1 怎样进行酵母菌的计

16、数? 2 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? 3 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。 4 需要做重复实验吗? 5 怎样记录结果?记录表怎样设计? 6 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? 7 对于压在小方格界线上的酵母菌,应当怎样计数?,实验步骤: (1)取培养液10毫升加入到试管中,先通过显微镜观察,估算出10毫升培养液中酵母菌的初始数量(N。)。 注意,从试管中吸取培养液进行计数之前,先将试管振荡几次,这样求得的培养液中的酵母菌数量误差 。 (2)每天定时观察记录数值,对于观察时压在小

17、方格界限上的酵母菌应取 记数。 (3)以 为横坐标,酵母菌的数量为纵坐标,绘制 结果分析:酵母菌在培养液中开始呈 增长,经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,呈 增长。,最小,平均值,时间,种群增长曲线,“J”型,“S”型,如果种群处在一个理想的环境中,没有资源和空间的限制,种群内个体的增长曲线是 ,用达尔文进化的观点分析,这是由于生物具有 的特征。如果将该种群置于有限的环境中,种群的数量增长曲线是 ,用达尔文进化观点分析,图中阴影部分表示 。 影响种群密度的因素有 。,A,过度繁殖,B,通过生存斗争被淘汰的个体数量,出生率、死亡率、迁入、迁出、性别比、年龄组成、气候、食物、天敌、人类活动等,巩

18、固练习,在一个相对封闭的小型牧场内,迁入一小群绵羊,8年后发展到500只左右,这个羊群数量会 A、维持在一个水平上 B、不断下降 C、缓慢上升 D、迅速上升,A,下列因素能引起种群密度增大的有 。 A、种群中幼年个体增多 B、种群性别比例改变 C、环境中温度条件适宜 D、种群中幼年个体减少 E、环境中天敌增多 F、寄生生物减少,F,“食人鱼”是一种肉食鱼,一旦进入自然生态水域,就会造成严重的生态灾难。假如该物种进入湖泊生态系统,以下哪种曲线能准确表达其种群数量变化的特点, B C D,A,基础题:1. 在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下,种群可能会呈“J”型增长。例如,澳大利

19、亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究,发现在环境条件较好的年份,种群数量增长迅速,表现出季节性的“J”型增长。在有限的环境中,如果种群的初始密度很低,种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加,种内竞争就会加剧,因此,种群数量增加到一定程度就会停止增长,这就是“S”型增长。例如,栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长,常常具有“S”型增长的特点。,2.提示:(1)以年份为横坐标,种群数量为纵坐标,根据表中数字画曲线。(2)食物充足,没有天敌,气候适宜等。(3)作为食物的植物被大量吃掉,导致食物匮乏;自然灾害等。拓展题这是涉及最大持续产量的问题。关于最大持续产量,可以查阅生态学专著。还可以请教有经验的人或访问相关网站,了解单位面积水面应放养的鱼的数量。,

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