种群数量的变化课件

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,*,*,种群数量的变化,第,4,章 种群和群落,第,2,节,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。,问题探讨,时间（,min,）,细胞数,0,20,40,60,80,100,2,0,2,1,2,2,2,3,2,4,2,5,分裂,细菌繁殖产生的后代数量,时间,（,min),20,40,60,80,100,120,140,160,180,分裂次数,1,2,3,4,5,6,7,8,9,细菌数量（个）,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1.,填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为,min,）产生后代的数量。,成倍增加,但资源和空间必须是无限的,第一步：细菌数量如何变化,第二步：,猜想：,在上述环境中种群数量受不受种群密度的影响,?,由此作出假设：,在,资源和空间是无限的环境中种群数量不受种群密度的影响,2,n,代细菌数量的计算公式是：,3,小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,n,思考：,2,中的公式和数学的哪一部分知识有关联？,n,解：,n,min x,h,min,6,n,n,细菌种群增长曲线,0,100,200,300,400,500,600,0,20,40,60,80,100,120,140,160,180,200,时间,数量,实例：,1.1859,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。,1859,年，,24,只,野兔,6,亿只以上,的野兔,近,100,年后,实例,1,：,澳大利亚野兔,2.,在,20,世纪,30,年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在,1937,1942,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？可见，自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。,N,t,表示,t,年后该种群的数量，,种群的起始数量不是,1,而是以,N,0,表示，,每繁殖一代的时间是确定的，,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。,问：,t,年后种群数量为是多少？,讨论,建构种群增长模型,建立模型：,N,t,N,0,t,参数意义：,N,0,种群初始数量；,N,t,t,年后种群的数量；,种群每年增长倍数；,模型假设：,（,1,）理想条件下：食物和空间充足；气候适宜；没有敌害,（,2,）实验条件下,（,3,）外来物种入侵早期阶段,没有,天,敌,（,4,）无环境阻力,种群增长的,“,J”,型曲线：,增长特点：,种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的,倍,量的计算：,t,年后种群的数量为,N,t,=N,0,t,种群增长的“,J”,型曲线,时间,种群数量,理想条件下种群数量增长的形式,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,2.,数学模型建构的步骤,研究实例,细菌每,20min,分裂一次,研究方法,观察研究对象，提出问题,在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响,提出合理的假设,Nn=2n,，,N,代表细菌数量，,n,表示第几代,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、统计细菌数量，对自己所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,重要提示,在“,J”,型曲线中增长率是不变的。,增长率,=,（第二代个体数,-,第一代个体数）,/,第一代个体数,=,出生率,-,死亡率,增长速率,=,增加的个体数,/,单位时间，显然“,J”,型曲线的增长速率是不断增大的）,，,时间,种群数量,在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？为什么？,如何验证这个观点？,问题探讨,3,：,不会,.,原因：自然界的资源和空间是有限的。,在大自然中,空间有限,食物有限,种内斗争,种间斗争,天敌捕食,环境阻力,种群密度越大环境阻力越大,在,0.5mL,培养液中放入,5,个大草履虫，每隔,24,小时统计一次,大草履虫的数量，得出下图所示结果。,高斯的实验,种群增长的“,S,”型曲线,A,思考：,1,、曲线形状象什么？,其种群达到基本稳定的数量值称为什么？,A,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,增长逐渐加快,种群数量 大于,K/2,值时,种群,增长逐渐减慢,2,、大草履虫数量增长过程如何？拐点是哪一个？,思考：,产生条件：,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，天敌数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高,达到,K,值时出生率与死亡率什么关系？,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。,存在环境阻力：,种群增长的“,S”,型曲线,时间,种群数量,K,（环境所允许的最大值）,种群数量的变化,A,B,A,是种群增长的理论曲线（,“,J,”,型曲线，指数增长，,N,t,=N,0,t,）,B,是种群实际增长曲线（,“,S”,型曲线,）,时间,种群数量,图中阴影部分表示,环境阻力,，也就是通过,生存斗争被淘汰的个体数量,。,K,（环境所允许的最大值）,速,A,C,B,思考,:3,、若纵轴换成增长率曲线应如何画？,4,、在养殖业上把种群数量维持在那一点上经济效益最高？为什么？,种群增长曲线的生产生活中的应用：,有害动物的防治：,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、灭鼠,),受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖息环境，,提高,K,值,（大熊猫）,。,生产上的捕获期应确定捕完鱼后种群数量维持在,K/2,时最好（捕鱼）；,在生产中的应用,而在“,S”,型曲线中的,增长率随着种群密度的增大不断减小。种群增长速率由小变大，到曲线中点,（,K/2,）,最大，以后又逐渐缩小,。所以种群数量处在,K/2,时种群适合捕获，而对种群数量变化影响很小。,时间,种群数量,K,（环境所允许的最大值）,种群数量的波动和下降,种群的数量达到,K,值时，都能长时间维持稳定吗，为什么？,哪些因素会影响,K,值的大小？,建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，,提高环境容纳量,种群数量的波动和下降,影响种群数量变化的因素,1,、气候、食物、被捕食、传染病等（影响出生率和死亡率、迁入和迁入率）,2,、人类的活动,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,东亚飞蝗种群数量的变化曲线,种群数量的波动和下降,（,1,）血细胞计数板构造：,实物图,正面图,纵切面图,计数室,滴液处,（,3,）操作步骤,稀释,：将酵母菌培养液进行适当的稀释，如菌液不浓，可不必稀释。,镜检计数室：在加样前，先对计数板的计数室进行镜检。若有污物，则需要清洗后才能进行计数。,加样品：,振荡试管,，在清洁干燥的血细胞计数板盖上盖玻片，再用无菌的细口滴管将稀释的酵母菌液由盖玻片边缘一小滴（将计数室充满即可），让菌液沿缝隙靠毛细渗透作用自行进入计数室。注意不可有气泡产生。,显微镜计数：,静置,5,分钟后，将血细胞计数板置于显微镜载物台上，用低倍镜（,16,10,）找到计数室所在的位置。每个计数室选,5,个中格（选,4,个角和中央的中格）中的菌体进行计数。每个小格内约有,5-10,个菌体为宜。位于格线上的菌体一般只数,上方,和,左边线上,的，如遇顶角的只算,左上角,的菌体。如遇酵母出芽，牙体大小达到,母细胞的一半,时，即作为两个菌体计数。计数一个样品要从两个计数室中计得的平均值来计算样品的含菌量。,（,2,）计算,以一个大方格有,25,个中方格的计数板为例进行计算：假设五个中方格中总菌数为,A,，菌液稀释倍数为,B,，那么，一个大方格中的总菌数（即,0.1mm,3,中的总菌数）为,A/80,400,因,1ml,1cm,3,=1000mm,3,故,1ml,菌液总的总菌数,(A/,80)400,/0.1,1000,B,50000A,B(,个,),清洗血细胞计数板：,使用完毕后，将血细胞计数板在水龙头上用水柱冲洗，切勿用硬刷洗刷，洗完后自行晾干或用吹风机吹干。镜检，观察每个小格内是否有残留菌体或其他沉淀物。若不干净，则必须重复洗涤至干净为止。,实验报告：,1.,结果：,将结果记录于下表。,A,表示五个中方格的总菌数；,B,表示菌液稀释倍数。,各中格中菌数,A,B,二室平均数,菌数,/ml,1,2,3,4,5,第一室,第二室,2.,讨论：血球计数板上的误差主要来自哪些方面？应如何减少误差，力求准确？,多次测量取平均值。一个小组取同样的菌液进行计数，取平均值。,（,4,）体会,学生对显微镜不熟悉。,学生对血球计数板不熟悉。空白的时候可以找到大格和中格，滴加菌液后就找不到了。,菌液浓度太高。一般最好的浓度是,1,克干酵母菌溶于,5000,毫升无菌水为佳。（训练血球计数板的使用）,学生数数没有耐心。,组与组之间差异很大，主要是滴加溶液时没有振荡试管。,如果镜检是发现小格内酵母菌过多，则应当稀释后在计数。,讨论,澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着六亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树干，造成大批树木死亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年至少造成一亿美元的财产损失。兔群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。,澳洲本来没有兔子，一八五九年，一个叫托马斯,奥斯汀的英国人来澳定居，带来了二十四只野兔，放养在他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，这二十四只野兔的后代达到六亿只之多。,澳大利亚野兔为什么成灾？成灾后人们该采取什么对策？,1,在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是,B,2,、种群的指数增长（,J,型）是有条件的，条件之一是,A,在该环境中只有一个种群,B,该种群对环境的适应比其他种群优越得多,C,环境资源是无限的,D,环境资源是有限的,C,3,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,A,CD,段（增长速度慢）,B,DE,段（速度加快）,C,EF,段（变化速率加快）,D,FG,段（速度逐渐变慢）,D,