高中生物：种群数量的变化

1、高中生物：种群数量的变化第1页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四 在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌的每个个体每20分钟就通过分裂繁殖一代。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？问题探讨Nnnn 60min x72h20min216Nnn 2216不会，因为营养和空间有限；可用实验计数法来验证。第2页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四1、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一、建构种群增长模型的方法提出问题作出假设数

2、学表达检验或修正细菌每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第3页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四3、数学模型的表现形式:（1）数学方程式：（2）曲线图：曲线图与数学公式比较各有什么优点？精确更直观地反映出种群数量的增长趋势在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？第4页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四 时间（min）20406080100120140160180细菌数量2 4 8 16 32 64 128

3、256 512100200300400500将数学公式(N=2n)变为曲线图:.第5页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四实例1 :澳大利亚野兔成灾1859年，24只野兔 6亿只以上的野兔一个世纪后第6页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四 实例2、20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,在1937-1942年期间数量变化的曲线如右图。第7页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四实例3、2000年来世界人口增长曲线第8页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如

4、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“”型曲线第9页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四2、产生条件(模型假设)： 理想状态：食物和空间条件充裕， 气候适宜，没有敌害等；Nt=N0 t （N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，倍数第二年数量/第一年数量） “J”型增长的数学模型3、种群增长模型：1、研究对象： 自然界中呈“J”型增长的种群；思考：如果种群的起始数量不是一个而是N0，每年子代种群数量是上一年的倍，年份t代替代数n,年份t的种群数量如何计算？第10页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四

5、4、特点： 种群数量连续增长，呈“J”型，无最大值当一个种群刚迁入新的适宜环境时，如外来物种入侵5、产生情形：在实验室的理想状态下，如细菌培养水葫芦第11页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四不能，因为自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内斗争不断加剧，捕食者数量不断增加，即存在环境阻力，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 “J”型增长能一直持续下去吗？第12页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四三、种群增长的“S”型曲线种群数量123456100200300400K=375

6、t/d大草履虫种群的增长曲线 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。 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。1、实例：高斯实验第13页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四产生条件：环境条件的制约，包括资源、空间、食物、天敌等。2、“S”型增长的数学模型种群增长的特点： 种群数量达到环境所允许的最大值（环境容纳量，K值）后，将停止增长，在K值左右保持相对稳定。 存在环境阻力 第14页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四四、种群数量增长曲线的比较“J ”型曲线“S”型曲线 前提条件

7、种群增长率增长速率（度）有无K值曲线特征环境资源有限(自然条件下)环境资源无限(理想条件下)随种群密度的上升而下降保持稳定有K值无K值 逐渐增大先增大，后减小第15页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四1：表示相邻两年（生物的两代）种群数量的倍数。在公式NtN0t中， N1N02、增长率是指新增加的个体数占原来个体数的比例。其计算公式为:(这一次总数-上一次总数)/上一次总数*100%=增长率.如某种群现有数量为a,一年后,该种群数为b,那么该种群在当年的增长率为(b-a)/a. 3、增长速率是指单位时间内增长的数量。其计算公式为：（这一次总数-上一次总数）/ 时间=增长速

8、率。同样某种群现有数量为a，一年后，该种群数为b，其种群增长速率为：（b-a）/1年。种群增长速率可以看种群增长曲线的斜率。 几组概念的辨析第16页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四1、影响种群数量变化的因素：气候、食物、天敌、疾病、自然灾害、人类活动等。2、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。五种群数量的波动和下降东亚飞蝗种群数量的波动第17页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四六、研究种群数量变化的意义1、为有害生物的防治提供科学依据 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

9、藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；改变地面环境；养殖或释放它们的天敌等。如何防治鼠害？灭鼠时，如果我们只采取杀死老鼠的办法，且如果我们只杀死了一半老鼠，效果好不好？第18页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四都砍光了！ 假设你父亲承包了一个水库养鱼，如果“竭泽而渔” 会使鱼虾数量大大减少，对生产极为不利。如果延迟捕捞，由于环境的负载能力限制，也不能达到效益的最优化；那什么时候是捕捞的最佳时期？ 为了保护森林，是不是不能砍树？砍多少合适？第19页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四2、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。

10、 个体数量时间KK/2 从S型曲线的趋势上去看，S型曲线的增长速率是先增大，后减小，最后变为0。经研究知道，当种群数量达到K/2是时，增长速率最大。 如果我们杀死了一半老鼠，老鼠种群的增长速率达到最大，很快就恢复到原来数量。当种群数量大于K/2时可以适当捕捞，但捕捞剩余量不能少于K/2 。 第20页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四3、有利于合理利用及保护野生生物资源 提高环境容纳量建立自然保护区，给它们提供良好的生存环境，充足的食物，禁止猎杀等。 救护被困的鲸鱼第21页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四探究：培养液中酵母菌种群数量的变化 一般步骤:

11、提出问题作出假设讨论探究思路制定计划实施计划分析结果，得出结论表达和交流进一步探究。1、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？2、作出假设： 酵母菌种群的数量随时间呈S型增长变化。第22页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四3、讨论探究思路、制定计划、实施计划连续7天抽样检测:取样用显微镜和血球计数板计数折算出总数10ml培养液的公式： 2.5104N(N为方格内酵母菌数) 总数量 总体积每小格体积X 每小格酵母菌个数折算公式:第23页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四血球计数板的构造第24页，共33页，2022年，5月20日，16点

12、59分，星期四怎样进行酵母菌计数？本探究需要设置对照吗？如果需要,请讨论说明怎样设计;如不需要,请说明理由。 不需要。本实验目的是探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组重复实验，获得平均数值即可。从试管中吸出培养液计数之前，建议你将试管轻轻震荡几次，这是为什么？ 使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的正确性，减少误差。10ml培养液的公式：2.5104N(N为小方格内酵母菌数) 4、问题讨论第25页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取怎样的措施？ 摇匀试管，先稀释几倍,再计数。（注意：计数时要记得乘上稀释的倍数

13、。）怎样记录结果？记录表怎样设计？需要做重复实验吗？ 要，排除每次实验的偶然性。第26页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 对于压在小方格界线上的酵母菌应取相邻两边及其夹角计数。 第27页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四第 1 天第 4 天第 6 天第28页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四第 7 天死亡第29页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四1、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是: ( ) A.“S”型增长曲线

14、表示了种群数量和食物的关系 B.种群增长率在各阶段是不相同的 C.“S”型增长曲线表示种群数量与时间无关 D.种群增长不受种群密度限制B2、在一块面包上有一块霉菌,如果在其他条件都适宜的情况下,其数量变化在一天内最可能的是( ) A.“J”型曲线增长 B.“S”型曲线增长 C. 无规律增长 D.“J”型或“S”型曲线增长 A第30页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四3、下列关于种群数量变化的叙述，错误的是（ ） A.种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等B.种群数量的变化主要由迁入率和迁出率、出生率和死亡率引起C.在自然界中，种群的增长一般是“J”型曲线D.在自然界中

15、，种群的增长一般是“S型曲线” C 4、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量最大B 第31页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四4.(2010天津高二检测)图示某种小型淡水鱼迁入新的湖泊后种群增长率随时间变化的曲线,根据该曲线可以得出A.t3时该种小型淡水鱼的年龄组成为衰退型B.t4时该种小型淡水鱼在新环境中逐渐消失C.该种小型淡水鱼在新环境中呈“J”型增长D.该种鱼在新湖泊中环境容纳量约为t2时该鱼数量的两倍D课堂练习增长型保持数量稳定“S”型增长第32页，共33页，2022年，5月20日，16点59分，星期四 5.下