种群数量的变化(优秀课件——上课专用)ppt课件.ppt

第二节种群数量的变化,在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1.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。,问题探讨：,2n代细菌数量的计算公式是：372小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,Nn2n,解：n60min72h20min216Nn2n2216,4.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。,用来描述一个系统或它的性质的数学形式数学方程式曲线式,Nn2n,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。,一、建构种群增长模型,数学模型建构的一般过程,提出问题,作出假设,建立模型,模型的检验与评价,细菌每20min分裂一次,在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响,列出表格，根据表格画曲线，推导公式。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,实例1：澳大利亚野兔,二、种群增长的“J”型曲线,实例2：20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内，较优裕的环境条件使得该种群的增长近于“J”型曲线,二、种群增长的“J”型曲线,一年后该种群的数量:,N1=N0,两年后该种群的数量:,N2=N1=N02,t年后该种群的数量:,Nt=N0t,模型假设：食物或养料充足，生存空间充裕，气候适宜，没有天敌等理想的环境，第二年的数量是第一年的倍。,条件：,理想状态食物充足，空间充裕，环境适宜，没有天敌等。,J型曲线的两种情况：,实验室条件下；刚迁入一个新的适宜环境。,小结:,不能，原因：食物有限空间有限种内斗争种间竞争天敌捕食,思考：自然界中，种群的J能持续型增长么？,种群密度越大环境阻力越大,增长特点：,连续增长，增长率不变,实验：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：,三、种群增长的“S”型曲线,三、种群增长“S”型曲线,条件：生存资源有限。(生态系统中的食物、水源、空间等)随着种群数量的增大，每个个体所能得到的资源越来越少，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。当出生率=死亡率时，种群数量就达到最大值(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，又称K值,自然环境中所有生物的种群开始时经过一个适应环境的延滞期后，进入指数增长期，然后增长速度变慢，而达到最高密度的稳定期，这时种群的密度是环境所能负担的最高密度。,a:延滞期,b:指数增长期,c:减速增长期,d:稳定期（有波动）,注：同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。,小结：,自然资源有限、空间有限、受其他生物制约等有限条件下。,条件：,增长特点：,增长率先增加，后减少。种群数量=K/2值时，增长率最大；种群数量=K值时，增长率为零。,代表环境阻力生存斗争中被淘汰的个体数。,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,讨论：图中阴影部分代表的什么？,3.两种增长曲线的比较:,影响种群数量变化的因素,直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率,间接因素：食物、气候、传染病、天敌,重要因素：人类的活动,四、种群数量的波动和下降,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，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。,讨论：在开发野生动植物资源时，将野生动植物的种群数量控制在什么条件下，人类获取的资源量最大，又不影响资源的再生？,在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即1/2K时，此时种群的增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。当种群的数量大于1/2K时，种群增长的速度将开始下降，当过度猎取导致种群数量小于1/2K时，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。,1.对种群的数量变化做出预测，合理利用和保护野生生物资源鱼类的捕捞2.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。蝗虫的防治3.拯救和恢复濒危动物种群，如大熊猫。4.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。,五、研究种群数量变化的意义：,实验：探究培养液中酵母菌数量的变化,一.实验原理,.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,温度,PH等因素的影响.在理想的条件下,酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在各种资源有限或者存在环境阻力的情况下，酵母菌种群增长呈“S”型曲线。,三.作出假设,在环境资源有限的条件下,酵母菌的数量变化随时间呈“S”型增长曲线,二.提出问题,培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的?,四实验步骤：,将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中，塞上棉塞。高压蒸汽灭菌后，冷却至室温.将酵母菌接种到各支试管中，摇匀后用血球计数板计数起始酵母菌的个数，做好记录。培养：将试管放在28的恒温箱中培养7天,计数：每天同一时间取样计数酵母菌的数量，连续观察7天并记录这7天的数值。,抽样检验法：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，让培养液自行渗入到计计数室内，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在在载物台中央，计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。盖玻片下培养液的厚度0.1mm，可以计算出整个计数室的体积，从而换算10ml培养液中酵母菌的总数。,血球计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器。计数时，常采用样方法。,=50000AB（个）,下面以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算：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,1mm,1mm,如果是16个中方格的计数板，设4个中方格的总菌数为A，菌液稀释倍数为B则：,1mm,1mm,XB,XB,实验中需要注意的几个问题:,从试管中吸取培养液进行计数之前,建议你将试管轻轻震荡几次,目的是使培养液中的酵母菌分布均匀,保证计数的正确性.,根据实验目的,本探究实验不需要设对照实验,也不用重复.如果要探究不同环境条件下酵母菌数量的变化,可以设置对照实验.如:A组:10ml马铃薯培养液+28B组:10ml马铃薯培养液+5C组:10ml无菌水+28,对于压在小方格界限上的酵母菌,应当怎样计数?,应计数两个相邻的边及其顶角的酵母菌,B,1.在下列图中，表示种群在无环境阻力的状况下增长的是（）,2.如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竞争增强（）ACD段（增长速度慢）BDE段（速度加快）CEF段（变化速率加快）DFG段（速度变慢）,D,3.如图是某种群在不同生态系统中的增长曲线模式图，请据图回答下列问题：(1)如果种群生活在一个理想的环境中，种群数量是按_曲线增长的，但实际上，在自然环境中_和_都是有限的，使种群数量增长受到影响，结果按_曲线增长。,a,食物,空间,b,（2）此外，直接影响种群兴衰的两对变量是该种群的_和_、_和_