种群数量的变化(优质课比赛).ppt
《种群数量的变化(优质课比赛).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《种群数量的变化(优质课比赛).ppt(37页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![种群数量的变化(优质课比赛).ppt](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-10/4/08fc0470-1ab8-49bc-b0a1-317e294531c9/08fc0470-1ab8-49bc-b0a1-317e294531c91.gif)
第2节种群数量的变化,一、建构种群增长模型的方法二、种群增长的“J”型曲线三、种群增长的“S”型曲线四、种群数量的波动和下降,细菌无处不在,细菌在繁殖过程中,种群数量是如何变化的呢?
问题探讨,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。
任务1:
请计算出一个细菌产生的后代在不同时间(单位为min)的数量,并填入下表(教材P66),任务2:
用公式表示出第n代的细菌数量Nn(20min时为第一代),248163264128256512,Nn=12n(N表示细菌数量,n表示繁殖代数),任务3:
利用表格中的数据画出细菌种群的增长曲线(教材P66),曲线图与数学方程式比较,优缺点?
曲线图:
直观,但不够精确。
方程式:
精确,但不够直观。
一、研究种群数量变化的方法构建数学模型,1、概念:
用来描述一个系统或它的性质的数学形式,2、类型:
数据分析表格式,坐标式(曲线图、柱状图),7,一、建构种群增长模型的方法,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、根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达,4、通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正,观察、统计细菌的数量,对自己所建立的模型进行检验或修正,建立数学模型一般包括以下步骤:
试一试,(用公式表示,不必计算具体结果),以上讨论的是在实验条件下,种群的数量变化,自然界中的种群其数量变化有没有类似的情况呢?
实例一:
澳大利亚野兔,1859年,一个英格兰的农民带着24只野兔,登陆澳大利亚并定居下来,但谁也没想到,之后的一个世纪里,这个澳洲“客人”的数量呈指数增长,达到6亿只之多。
实例二:
20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,此后环颈雉的增长如上图。
实例三:
凤眼莲(水葫芦),凤眼莲原产于南美,1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡.凤眼莲成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。
实例四:
世界人口增长曲线,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“J”型。
(2)数量变化特点:
种群每年以一定的倍数增长,(3)适用范围:
实验室营养充分的条件下当种群刚迁入到一个新的、适宜环境的早期阶段,
(1)形成原因:
理想状态食物充足,空间不限,气候适宜,没有天敌等(不存在环境阻力),二、种群增长的“J”型曲线,(4)数学方程式模型:
Nt=N0t,模型假设:
假设1:
理想状态假设2:
后一年的数量始终是前一年的倍。
二、种群增长的“J”型曲线,Nt表示t年后该种群的数量N0为种群的起始数量表示该种群数量是一年前种群数量的倍数t为时间,(5)种群增长率:
指单位时间内净增加的个体数占原个体数的比率,计算公式:
种群第t年的增长率:
种群年增长率随时间变化的曲线:
增长率=(现有个体数原有个体数)/原有个体数,二、种群增长的“J”型曲线,19,(6)种群增长速率:
指单位时间内新增加的个体数,计算公式:
种群第t年的平均增长速率,个/年,=N0t1
(1)个/年,种群年均增长速率随时间变化的曲线:
增长速率=(现有个体数原有个体数)/增长时间,二、种群增长的“J”型曲线,20,思考:
当1,=1,01,=0时,种群的数量变化分别会怎样?
(表示该种群数量是一年前种群数量的倍数),1:
种群数量呈“J”型增长,=1:
种群数量不增长,01:
种群数量下降,=0:
种群灭亡,二、种群增长的“J”型曲线,21,问题探讨,“J”型曲线能一直持续下去吗?
如何验证这个观点?
生态学家高斯曾经做过这样一个实验:
在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24h统计一次大草履虫的数量。
经过反复实验,得出了如图所示的结果。
(2)数量变化特点:
种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定(稳定于“K值”),(3)适用范围:
资源和空间有限的种群(自然种群),
(1)形成原因:
资源和空间有限等(存在环境阻力),三、种群增长的“S”型曲线,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,种群密度越大,种内斗争和种间竞争越剧烈,捕食者数量越多,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。
24,三、种群增长的“S”型曲线,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。
K/2,a,b,c,(4)数学模型(曲线图):
25,三、种群增长的“S”型曲线,(5)种群增长率随时间变化的曲线:
增长率=(现有个体数原有个体数)/原有个体数,增长速率=(现有个体数原有个体数)/增长时间,(6)种群增长速率随时间变化的曲线:
三、种群增长的“S”型曲线,27,1.乙图0g相当甲图b点之前,种群数量增长速率逐渐增加。
g,h,K,K/2,a,b,c,甲,(K),2.g点相当甲中b,种群数量增长速率最大。
3.乙图g-h相当甲图b-c,种群数量增加,但增长速率逐渐减少。
4.h点相当甲中K,种群数量增长速率为0,种内斗争最激烈。
时间,28,思考讨论,K值的应用a.野生生物资源保护:
保护野生生物生活环境,减小环境阻力,增大K值。
b.有害生物的防治:
增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值。
1、对保护大熊猫应采取什么措施才会事半功倍?
建立自然保护区,改善大熊猫栖息环境,提高K值。
29,K/2的应用a.资源开发与利用:
种群数量达到K/2时,种群增长速率最大,再生能力最强;对养殖的生物进行捕捞(捕获)时,捕捞后的种群数量要维持在K/2处,以保证持续获取高产量。
b.有害生物防治:
务必及时控制种群数量,严防达到K/2处,甚至在a点以前就应采取相应措施。
2、对家鼠等有害动物的控制,从环境容纳量的角度看,应当采取什么措施?
增大环境阻力,降低环境容纳量(如封储粮食,清除生活垃圾,养殖它们天敌);降低K值。
四比较种群增长两种曲线的联系与区别,环境资源无限,环境资源有限,保持稳定,不断下降,无,持续保持增长,有K值,环境阻力,K值:
环境容纳量,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,不断增大,先增大后减小直至0,31,用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线,1、“J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有过度繁殖的特性。
2、图中阴影部分表示:
环境阻力,种群密度越大环境阻力越大3、用达尔文的观点分析指:
通过生存斗争被淘汰的个体数量,也即代表自然选择的作用。
“J”型曲线表明生物具有什么特性?
图中阴影部分表示什么?
答案是否定的,这个问题可以从两个方面来理解:
“S”型增长曲线的种群增长率是下降,而“J”型增长曲线的种群增长率始终保持不变。
“J”型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线,如有些种群迁入一个食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的理想环境,迁入后种群数量马上就会呈指数形式增长,不存在适应过程;而“S”型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段,始终存在环境阻力。
思考:
“S”型增长曲线的开始部分是不是“J”型增长曲线?
33,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,自然因素:
食物、气候、空间、传染病、天敌等,人为因素:
人类的活动,人为控制(家禽,畜牧),捕杀野生动物,滥砍乱阀,环境破坏影响生物生存,34,六、研究种群数量变化的意义,1、为野生生物资源的合理利用及保护提供理论指导。
(合理利用和保护野生生物资源)既要使生物资源的产量达到最大,又不危害生物资源的可持续发展,砍伐、捕捞、狩猎后,保证种群的增长速率为最大值。
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,为有害生物的预测及防治提供科学依据。
(为防治有害生物提供科学依据)降低环境的负荷量(K值)。
如鼠害防治可通过严密封存粮食、清除生活垃圾、保护老鼠的天敌等措施来降低K值。
4、为引进外来物种提供理性的思考。
必须考虑所引入的外来物种是否会构成对原来物种的危害,即是否会构成生物入侵。
5、有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
(拯救和恢复濒危动物种群),35,培养液中酵母菌种群数量的变化,探究,36,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?
2.本探究需要设置对照吗?
如果方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取怎样的措施?
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,只要分组实验,获得平均数值即可。
稀释,37,5个中方格酵母菌总数是A,求得每个方格的平均值再乘以25,就得出一个大方格的总菌数,然户再换算成10ml菌液中的总菌数。
设5个中方格总菌数为A,菌液稀释倍数为B,则0.1mm3中得总菌数为(A/5)25B。
1ml=1cm3=1000mm3,10ml菌液的总菌数=(A/5)25B100000=5105AB,