第二节(自做)种群数量变化

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,湖南洞庭湖人鼠大战 灭鼠以吨计算,上万只老鼠在湖水中成群结队向岸上进发，这种我们看来只可能在电影看的场景。不久前却在我们的身边真实上演了。进入汛期以来，一场10多年来最严重的鼠患灾害日前在洞庭湖打响。,益阳市大通湖区位于洞庭湖畔。当地群众沿大堤打老鼠，一棒打去，能打死两三只；一铲子拍下来，能砸死七八只。还有人干脆用平时捕鱼的网捉老鼠，一网能网住几公斤。大通湖区统计数据显示，从6月21日开始，全区共捕杀90多吨老鼠，约225万只。,在洞庭湖区沅江市、君山区、华容县等地一些防鼠设施不够完善的地方，东方田鼠则突破了人工防线，侵入稻田和村庄。老鼠们筑巢而居、啃食粮食作物籽实和根茎，所到之处，堤岸、护坡变得千疮百孔，水稻因根茎被咬伤而成片枯死。,2007年07月10日10:18 三湘都市报,境,情,设,创,1,湖南洞庭湖人鼠大战 灭鼠以吨计算,境,情,设,创,2,必修3 第4章 种群和群落,第2节 种群数量的变化,3,自,主,学,习,主,主,学,主,学,主,习,学,主,习,学,主,自,自,主,自,主,自,学,主,自,学,主,自,习,学,主,自,习,学,主,自,任务：阅读教材65-66页第二自然段,时间：3分钟,自学问题：,1.解决问题探讨中的3个小问题，并完成66页的表格。,2.什么是数学模型？,3.总结数学模型的两种表现形式是什么？,4.建立数学模型的一般步骤？,4,假设：在营养和生存条件没有限制的情况下，某种细菌每,20min就分裂繁殖一代。,细菌数量增长的规律,纳,归,题,问,5,细菌数量增长的规律,图解法,纳,归,题,问,6,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？,N,n,n,n 60min x72h20min216,N,n,n ,2,216,纳,归,题,问,不会，一个培养基的空间和资源有限,7,时间分钟,20,40,60,80,100,120,140,160,180,代数,1,2,3,4,5,6,7,8,9,细菌数量,2 4 8 16 32 64 128 256 512,2.数字表格,1.计算公式,N,n,n,（N-细菌数量，n-第几代）,细菌数量增长的规律,数学表达法,纳,归,题,问,8,时间/min,细,菌,数,量,/,个,0,100,200,300,400,500,20,40,60,80,100,120,140,160,180,3.坐标曲线图,细菌数量增长的规律,曲线图,纳,归,题,问,9,一构建种群增长模型的方法,10,一、构建数学模型,1、数学模型的表现形式:,（1）函数方程式,（2）曲线图,两者的优越性分别是什么?,2、建构数学模型的一般步骤：,精确，但抽象,直观，但不精确,纳,归,题,问,用数学形式来描述一个系统或它的性质,11,1,.,观察研究对象，,提出问题,细菌每20分钟分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？,2. 提出合理的假设,在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,3. 建立数学模型,列出表格，画曲线，推导公式,4.检验和修正,进一步实验、观察、检验修正模型。,纳,归,题,问,12,自然界有类似细菌增长的实例存在吗?,境,情,设,创,13,实例一：,1859年，一位英国人来到澳大利亚定居，他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。,后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。,境,情,设,创,14,15,实例二：1901年凤眼莲（水葫芦）作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省，并作为观赏和净化水质的植物推广种植，后逃逸为野生。由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌 ，在我国南方江河湖泊中发展迅速。宁波、昆明、武汉等地，人躺在铺满凤眼莲的湖面上，可以不沉；上海去年3万吨的凤眼莲打捞量，今年已翻了3倍有余，上升至10万吨；凤眼莲所带来的水体富营养化，让越来越多的水中生物痛失,“,家园,”,。,境,情,设,创,15,16,实例三：,在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在19371942年期间，这个种群数量的增长如下图所示。,如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈什么型？,境,情,设,创,16,实例四,境,情,设,创,17,自,主,学,习,主,主,学,主,学,主,习,学,主,习,学,主,自,自,主,自,主,自,学,主,自,学,主,自,习,学,主,自,习,学,主,自,任务：阅读教材66页,时间：3分钟,自学问题：,1.“J”型增长的条件是什么？,2.理想情况下“J”型增长的数学方程式模型？,3.模型中各参数的意义是什么？,18,食物充足,空间充裕,气候适宜,没有敌害,资源无限,指数生长,理想条件下的种群增长模型,种群增长的型曲线,纳,归,题,问,19,数学方程式模型：,N,t,=N,0,t,N,0,为起始数量，,t为时间，,N,t,表示t年后该种群的数量，,表示该种群数量是一年前的倍数,纳,归,题,问,各参数含义：,20,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，2006年该地区的人口将有多少？,N,t,10（1+1）,2006-2001,习,练,馈,反,21,究,探,作,合,自然界中“J”型增长能一直持续下去吗？,不能，自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物数量也会增加，这就导致种群的出生率降低，死亡率增高。,22,自,主,学,习,主,主,学,主,学,主,习,学,主,习,学,主,自,自,主,自,主,自,学,主,自,学,主,自,习,学,主,自,习,学,主,自,任务：阅读教材67页,时间：3分钟,自学问题：,1“高斯实验”的结果是什么？,2.什么是”K”值？,3.分析种群增长的“S”型曲线,4.影响种群数量的因素有什么？,23,大草履虫数量增长过程如何？,其种群达到基本稳定的数量值称为什么？,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,纳,归,题,问,24,纳,归,题,问,“K”值,又称环境容纳量，指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,。,25,产生条件：,存在环境阻力：,自然条件（现实状态）,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,种群增长的“”型曲线,增长特点：,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。,纳,归,题,问,26,K/2,转折期，增长速率最快,K值：,环境容纳量,加速期，个体数量增加，增长加速,调整期，个体数量较少增长缓慢,减速期，增长缓慢,稳定期，增长速率为零,1.同一种群的K值不是固定不变的，会,受到环境的影响,。,2.NK2，此时种群增长速度最快，可,提供的资源,数量也最多 ，而又不影响,资源的再生,。,27,28,种群数量变化曲线与种群增长率曲线的关系,图乙的fg段相当于图甲的ac段。,图乙的g点相当于图甲的c点。,图乙的gh段相当于图甲的cd段。,图乙的h点相当于图甲的de段。,K/2,a,b,c,d,g,h,f,e,甲,乙,种群增长的“”型曲线,28,种群增长的“”型曲线,种群数量增长速率：,t,0,t,1,t,2,N=K/2，最大，t1,N=K，为零,0 K/2，逐渐增大,t,0,t,1,K/2 K，逐渐减小,t,1,t,2,K/2,29,K/2的应用,资源开发与利用,：种群数量达环境容纳量的一半时,种群增长速率最大,，再生能力最强,把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现,“,既有较大收获量又可保持种群高速增长,”,，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。,K/2,30,有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控即是如此)。,K/2的应用,K/2,31,32,比较种群增长两种曲线的联系与区别,J型曲线,S型曲线,条件,种群增长率,有无K值,曲线,环境资源无限,环境资源有限,保持稳定,先升后降,无，,持续保持增长,有K值,环境阻力,K值：,环境容纳量,生存斗争被淘汰的个体,32,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,影响种群数量变化的因素,33,34,1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,研究种群数量变化的意义,35,1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：,时间(天),1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,成虫数(只),6,10,28,71,131,207,270,302,327,341,根据表中数据分析，下列结论正确的是(),A第1325天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快,B第1729天，成虫增长率上升、死亡率下降,C第2137天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关,D第137天，成虫数量呈,“,J,”,型增长,C,习,练,馈,反,36,(,高考试题：,2007,全国理综)下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是,A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型,B.达到K值时种群增长率为零,C.种群增长受自身密度的影响,D.种群的增长速度逐步降低,考,高,击,直,D,37,(高考试题：2007,江苏生物)海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞，有利于资源的可持续利用。下列不正确的解释是,A更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会,B减少捕捞强度，保持足够的种群基数,C维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复,D改变性别比例，提高种群出生率,考,高,击,直,D,38,布,置,作,业,布,置,布,置,布,作,置,布,作,置,布,业,作,置,布,业,作,置,布,完成课堂新坐标43-45页,配套活页97页相关习题,39,探究培养液中酵母菌,种群数量的变化,40,探究酵母菌种群数量的变化,（一）实验原理,（二）提出问题,（三）作出假设,（四）设计探究思路,（五）制定实施计划,（六）分析结果，得出结论,41,探究酵母菌种群数量的变化,（一）实验原理,1.用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受,培养液的成分、空间、PH、温度,等因素的影响。,2.在,理想的无限环境,下，酵母菌种群的增长呈,“J”型,曲线，在,有限的环境,下，酵母菌种群的增长呈,“S”型,曲线。,42,9/21/2024,43,二、提出,问题：,？,培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的,在不同温度（以及通氧、通二氧化碳等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何,不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何,三、,作出,假设：,？,培养液中酵母菌数量的变化是先增长再稳定,43,四、设计探究思路,1.怎样进行酵母菌的计数？,探究酵母菌种群数量的变化,3.本探究需要设置对照实验吗？,4.需要做重复实验吗？,7.记录表怎样设计？,2.在计数之前要将试管轻轻震荡几次。为什么,5.一个小方格内酵母菌过多，难以数清，怎么做,6.对于压在小方格界限上的酵母菌，怎么计数,44,1、,用显微计数法进行抽样检测,（血球计数板计数法）,45,一只试管（10ml）内酵母菌数量是多少？,取样：,从试管中吸取培养液加入血球计数板的计数室计数：,稍待片刻，在显微镜下统计一个小方格内酵母菌的数量，推算试管中酵母菌数量,计数室体积=2mm2mm0.1mm=0.4mm,3,=410,-4,ml,若统计得计数室中酵母菌数的平均值为：a个,则10ml培养液中酵母菌数量：,2.5a10,4,个,46,2.在计数之前要将试管轻轻震荡几次。为什么,使酵母菌分布均匀，取样准确,3.本探究需要设置对照实验吗？,不需要，因为自身前后形成对照,4.需要做重复实验吗？,需要，提高准确率,47,5.一个小方格内酵母菌过多，难以数清，怎么做,先将培养液稀释，然后再取样计数,6.对于压在小方格界限上的酵母菌，怎么计数,只记相邻两条边及夹角处个体,（计上不计下，计左不计右）,7.记录表怎样设计？,48,49,探究酵母菌种群数量的变化,（五）制定实施计划,1. 取相同试管若干支,分别加入5mL肉汤培养液塞上棉塞。2. 灭菌后,冷却至室温,分别标记1、2、33. 将酵母菌母液分别加入试管各5mL,摇匀,后用血球计数板计数起始酵母菌个数(N,0,),做好记录。4. 将各试管送进恒温箱28下培养,5. 每天同一时间各组取出本组的试管,用血球计数板计数酵母菌个数,并作记录,连续观察7天,50,