種群數(shù)量的變化最終.ppt

第二節(jié) 種群數(shù)量的變化,問(wèn)題探討,在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代,在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某1個(gè)細(xì)菌每20分鐘分裂繁殖一代。討論： 1、n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？ 2、72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？,Nnn,解：n 60min x72h20min216 Nn2216,為了直觀(guān)、簡(jiǎn)便地研究種群的數(shù)量變動(dòng)的規(guī)律，數(shù)學(xué)模型建構(gòu)是常用的方法之一。,用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式： 數(shù)學(xué)方程式法（如：Nnn） 曲線(xiàn)法,如何建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型？,觀(guān)察研究對(duì)象，提出問(wèn)題,細(xì)胞每20min分裂一次,資源空間無(wú)限多，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不受種群密度增加的影響,Nnn N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代,觀(guān)察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正,一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法-數(shù)學(xué)模型,能否將數(shù)學(xué)公式（N=2n)變?yōu)榍€(xiàn)圖？,2 4 8 16 32 64 128 256 512,曲線(xiàn)圖與數(shù)學(xué)方程式比較，優(yōu)缺點(diǎn)？,500,曲線(xiàn)圖： 直觀(guān)，但不夠精確 數(shù)學(xué)公式： 精確，但不夠直觀(guān),實(shí)例1：澳大利亞野兔,二種群增長(zhǎng)的“”型曲線(xiàn),實(shí)例2 某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量的變化,自然界確有類(lèi)似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫(huà)出曲線(xiàn)來(lái)表示，曲線(xiàn)大致呈“”型,二、種群增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn),討論：出現(xiàn)這種增長(zhǎng)曲線(xiàn)的其理想條件是什么,產(chǎn)生條件：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等條件下,計(jì)算公式：t年后種群數(shù)量為： Nt = N0 t,（N0為起始數(shù)量， t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，為該種群是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)）,“J”型增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,增長(zhǎng)特點(diǎn)：種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的倍。, 種群增長(zhǎng)倍數(shù)（）變化圖像：,時(shí)間, 種群增長(zhǎng)率變化圖像：,種群增長(zhǎng)率,保持不變,呈“J”型數(shù)量增長(zhǎng)的2種情形：實(shí)驗(yàn)室條件下一個(gè)種群剛遷入到一個(gè)新的適宜環(huán)境中時(shí),時(shí)間,種群增長(zhǎng)倍數(shù),1,當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平,“J”型增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？,例生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：,觀(guān)察討論,三、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線(xiàn),種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線(xiàn)，稱(chēng)為“S”型曲線(xiàn),K值：,K/2,轉(zhuǎn)折期，增長(zhǎng)速率最快,K值：環(huán)境容納量,加速期，個(gè)體數(shù)量增加，增長(zhǎng)加速,調(diào)整期，個(gè)體數(shù)量較少增長(zhǎng)緩慢,減速期，增長(zhǎng)緩慢,穩(wěn)定期，增長(zhǎng)速率為零,“S”型曲線(xiàn)產(chǎn)生條件： 增長(zhǎng)特點(diǎn)：,存在環(huán)境阻力,種群數(shù)量達(dá)到最大值后,停止增長(zhǎng)并維持在K值左右。,種群增長(zhǎng)速率,時(shí)間,t2,t1,K,為持續(xù)獲得最大捕撈量，應(yīng)使被捕魚(yú)群的種群數(shù)量保持在不低于K/2,理想條件下 （環(huán)境資源無(wú)限）,自然條件下 （環(huán)境資源有限）,無(wú)K值,有K值,四、比較J型曲線(xiàn)和S型曲線(xiàn),圖中陰影部分表示環(huán)境阻力，也就是通過(guò)生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量,1、一個(gè)新物種進(jìn)入某地后，對(duì)其種群數(shù)量變化的敘述，哪一項(xiàng)是不正確的( ) A先呈“S”型增長(zhǎng)，后呈“J”型增長(zhǎng) B先呈“J”型增長(zhǎng)，后呈“S”型增長(zhǎng) C種群數(shù)量達(dá)到K值以后會(huì)保持穩(wěn)定 DK值是環(huán)境條件允許的種群數(shù)量的最大值,A,2、右圖表示某物種遷入新環(huán)境后，種群增長(zhǎng)速率隨時(shí)間的變化關(guān)系。在第10年時(shí)經(jīng)調(diào)查該種群數(shù)量為200只，估算該種群在此環(huán)境中的環(huán)境負(fù)荷量約為 A100只 B200只 C300只 D400只,3、當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是 A這時(shí)生態(tài)因素對(duì)該種群沒(méi)有作用 B種群的增長(zhǎng)率保持相對(duì)穩(wěn)定 C食物將不再是限制種群發(fā)展的因素 D出生率再也不會(huì)超過(guò)死亡率,4、如圖為某種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J”型曲線(xiàn)和“S”型曲線(xiàn)。若不考慮遷入和遷出，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ),A改善空間和資源條件有望使K值提高 BC點(diǎn)時(shí)種群增長(zhǎng)速率為零，出生率等于死亡率 Cbc段種群增長(zhǎng)率逐漸下降，出生率小于死亡率 D比較曲線(xiàn)Y與曲線(xiàn)X表明自然狀態(tài)下種群無(wú)法超出理想狀態(tài)下的最大增長(zhǎng)率,C,思考與討論,討論：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考： （1）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？,（2）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？,建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。,可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。,大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中,四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降,在不利條件之下，有些種群數(shù)量還會(huì)急劇下降， 甚至消亡.,環(huán)境因素,種群的出生率、死亡率、遷出和遷入,種群數(shù)量的變化,影響種群數(shù)量變化的因素,（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護(hù)。,（2）為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數(shù)量、適時(shí)捕撈、采伐等提供理論指導(dǎo)。,（3）通過(guò)研究種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律，為害蟲(chóng)的預(yù)測(cè)及防治提供科學(xué)依據(jù)。,五研究種群數(shù)量變化有何意義？,（4）有利于對(duì)瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)。,蒼鷺的保護(hù),云豹的保護(hù),野豬的保護(hù),救護(hù)被困的鯨魚(yú),全力防蝗減災(zāi),(1)酵母菌屬兼性厭氧型微生物，有氧時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和水,無(wú)氧時(shí)產(chǎn)生二氧化碳和酒精。 (2)用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長(zhǎng)受培養(yǎng)基的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。 (3)在理想條件下，酵母菌增長(zhǎng)曲線(xiàn)為“J”型,在有限的環(huán)境下，酵母菌增長(zhǎng)呈“S”型。,四、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,1實(shí)驗(yàn)原理,培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間而變化的？,酵母菌在資源和空有限的環(huán)境中，其種群數(shù)量的增加會(huì)受到種群密度的影響,2、探究問(wèn)題：,3、提出假設(shè)：,(1)將10 mL無(wú)菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。 (2)將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液中混合均勻。 (3)將試管在28 C條件下連續(xù)培養(yǎng)。,4實(shí)驗(yàn)步驟,(4)每天采用抽樣檢測(cè)方法計(jì)數(shù)酵母菌，計(jì)數(shù)方法如下：計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)室內(nèi)酵母菌(多取幾個(gè)計(jì)數(shù)室取平均值),顯微鏡直接計(jì)數(shù)法,計(jì)數(shù)室,血球計(jì)數(shù)板:,每個(gè)大格分為25中格 每一中格又分為16小格,大格是由_個(gè)小格組成,2516=400,假如用血球計(jì)數(shù)板（2mm2mm方格）對(duì)某樣品進(jìn)行計(jì)數(shù)，一個(gè)計(jì)數(shù)室內(nèi)（蓋玻片下的培養(yǎng)液厚度為0.1mm）酵母菌平均數(shù)為a，據(jù)此估算10mL培養(yǎng)液中有酵母菌 個(gè)。,注意事項(xiàng),從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議將試管震蕩幾次，目的是什么？ 本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置對(duì)照嗎？ 本實(shí)驗(yàn)需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？,目的：使培養(yǎng)液中酵母菌分布均勻，以保證 估算準(zhǔn)確，減少誤差,不需要，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)在時(shí)間上形成自身前后對(duì)照,需要，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,注意事項(xiàng),如果計(jì)數(shù)時(shí)，一個(gè)小方格中酵母菌過(guò)多，難以計(jì)數(shù)，應(yīng)該采取什么措施？ 對(duì)于壓在邊線(xiàn)上的菌體，如何計(jì)數(shù)？,增加稀釋倍數(shù),計(jì)相鄰兩邊及其頂角上的菌體,例2:酵母菌的計(jì)數(shù)通常用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行，血球計(jì)數(shù)板每個(gè)大方格容積為0.1mm3 ，由400個(gè)小方格組成?，F(xiàn)對(duì)某一樣液進(jìn)行檢測(cè)，如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，難以計(jì)數(shù)，應(yīng)先 后再計(jì)數(shù)。若