高中生物必修3第四章第二节种群数量的变化优秀课件

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
细胞每20min分裂一次
资源空间无限多，细 菌种群的增长不受种 群密度增加的影响
Nn＝２n
通过进一步的实验 或观察等，对模型 进行检验或修正
观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型 进行检验或修正
3、在营养和生存空间无限的条件〔理想条件〕下，某种 细菌每20min通过分裂繁殖一代，现设细菌的分裂是同步 的，计算一个细菌产生的后代在不同时间、世代的数量， 填表：
THANK
YOU !
一、建构种群增长模型
在营养和生存空间没有限制的情况〔理想条件〕下，某1个 细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：
1、72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
解：n＝ 60min x72h／20min＝216 Nn＝2216
2、n代细菌数量的计算公式？ Nn＝1× ２n
数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 建立数学模型一般包括以下步骤
注：1.同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 2.自然种群呈“S〞型增长的原因主要是：食物等资源和空间 总是有限的，种内竞争不断加剧，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．
1、关于“S〞型增长曲线的分析：
增长率：由于在理想条件下的“J〞型曲线的增长率都只才 是一个固定值即：λ-1，所以，对于环境阻力逐渐增大的 “S〞型曲线而言，其增长率会逐渐减小直到为0，即当到达 K值时〔出生率等于死亡率时〕，种群数量不再增长，增长 率为0.
实验表格设计
计数结果
初 第1次 始 第2次 值
第3次 第 1 天
各中方格中的菌数 12 3 4 5
…
第 7 天
1mL菌液中 三次平均数 总菌数 N0 N1
N7
分析结果，得出结论
种 Nt
群 数 量
AB段原因： 内因：
出生率<死亡率
A
外因：
1、营养物质消耗殆尽
B
2、溶液PH发生改变
3、酒精逐渐积累对细 胞的毒害作用。
增 长 率
K/2
t0
t1
t2
t0
t1
t2 时间
1、关于“S〞型增长曲线的分析：
增长速率：由于就是该曲线的斜率，故其随时间的变化 曲线如图：
增长 速率
K/2
t0
t1
t2
t0
t1
t2 时间
2、K值、K/2值的应用： 〔1〕珍稀野生动物的保护：大熊猫
大熊猫 栖息地被破坏 食物、活动范围减少
K值下降
保护大熊猫的根本措施是：建自然保护区，改善栖息环 境，扩大其生存空间，提高K值
时间 (min)
20
40
60
80 100 120 140 160 180
世代
t
1 2 34 5
6
7
8
9
细菌 数量 2 4 8 16 32 64 128 256 512
Nt
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。
曲线图与数学方 程式比较，有哪 些优缺点？
直观，但不够精确
图示曲线是在理想 条件下对细菌数量 增长的推测，曲线 呈“J〞型。自然 界中有此类型吗？
种群数量不断下降
0<λ<1时：
时间(t)
种
群
出生率=死亡率
数
量
λ=1
Nt
种群数量稳定
N0
种
群
数
雌体未繁殖
量 Nt
λ＝0
N0
种群在下一代灭亡
λ=1时：
时间(t)
λ=0时：
时间(t)
3、Nt=N0 λt 的相关分析：
种 群
Nt
λ>1
数
λ>1 注：对于刚进入适宜环
量
境的种群而言，其增长
可以当成“J〞型增长，
时间〔D〕
实验本卷须知： 1、滴加稀释液时应该从一侧滴加，以防止产生气泡，影响
实验结果
2、从试管中吸取菌体培养液时，将试管轻震荡几次，使菌 体分布均匀，以减小实验误差。
3、计数时数上不数下，数左不数右
4、整个实验共计7天，故应该准备7支试管同步培养，每 天取一支试管进行计数，取后便不再使用。
THE END
“J〞型曲线的斜率
三、种群增长的“ S 〞 型曲线
[例] 生在态有学限家资高源斯环的境实下验，：随高着斯种〔群1密93度4〕的把增5加个，大资草源履的虫缺乏， 置于0.种5m群L的的培数养量液能中一，直每保隔持2“4小J〞时型统增计长一吗次？数据，经过 反复实验，结果如图：
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．
四、种群数量的波动和下降
大多数种自群然的种数群量数总量是到在达波K动值之时中，的都，能在不K值利维条持件稳之定下吗，？还会 急剧下降，甚至灭亡。
东亚飞蝗种群数量的波动
1、影响种群数量变化的因素： A.内部/直接因素：出生〔死亡〕率、迁入〔出〕率、年
龄组成、性别比例。 B.自然/间接因素：空间、气候、食物、天敌、传染病、
自然界确有 类似的细菌在理 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。
二、种群增长的“J〞型曲线
1、产生条件：
理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有 敌害等；种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年 是第一年的λ倍。
2、种群 “ J 〞型增长的数学模型公式：
计 数 室 1mm 方 格 网
〔规格 25×16〕
每一个大方格边长为1mm，那么每一大方格的面积为 1mm2，盖上盖玻片后，载玻片与盖玻片之间的高度为 0．1mm，所以计数室的容积为0．1mm3。
计数室的刻度一般有两种规格，一种是一个大方格 分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格即： 16X25；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中 方格又分成16个小方格即：25X16。但无论是哪种规格的 计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即 16×25=400小方格。
实例一：在20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的 一个岛屿，在1937～1942年期间，这个环颈雉种群的增长 大致符合“J〞型曲线〔以下图〕。
实例二：1859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 野兔的后代竟到达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。后来， 人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。
〔2〕有害动物的控制：家鼠
器械捕杀、药物捕杀 断食、切断巢穴、养殖并释放天敌——降低K值〔最有效〕
〔3〕渔、牧、林业资源利用
由于在K/2时，种群的增长速率最大，所以在收获渔、牧、 林业资源时，应该在大于K/2时进行，收获后使种群数量 维持在K/2。这样便可获得最大收益。
〔4〕农业害虫的防治：如蝗虫的防治应该在K/2之xx行。
大草履虫种群的增长
1、关于“S〞型增长曲线的分析：
K值：环境容纳量
稳定期，增长速率为零，
减速期，增长缓慢
K/2·
转折期，增 长速率最快
环境容纳量: 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。
加速期，个体数量增加，增长加速
调整期，个体数量较少增长缓慢
以下图为理想条件下和自然环境下的某生物种群 数量变化曲线。图中的阴影局部的含义？
种K 群 数 量
环境容纳量
食物空间有限、种内斗争、 该图反响出自然状态下，
天敌捕食、气候不适、寄 随着种群数量的上升，环
生虫、传染病等
境对其继续增长的阻力越
来越大
时间
1、环境中影响种群增长的阻力：
2、数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数量
如何求出1mL原液中菌体总数：
每mL菌数＝每小格平均菌体数 ×400×10000×稀释倍数
(25X16) =每中格平均菌体数 ×25×10000×稀释倍数
或
微生物计数室〔
25×16〕
=每中格平均菌体数 (16X25)×16×10000×稀释倍数
实验操作：
(1)盖片：将血球计数板用擦镜纸擦净,在中央的计数室上加盖 专用的厚玻片。 (2)滴加：将稀释后的酵母菌悬液,用吸管吸取一滴置于盖玻片 的边缘,使菌液缓缓渗入,多余的菌液用吸水纸吸取,稍待片刻, 使酵母菌全部沉降到血球计数室内.。〔样品稀释的目的是便于 酵母菌悬液的计数,以每小方格内含有4-5个酵母细胞为宜,〕 〔3〕镜检计数：静止5分钟后，将血球计数板置于显微镜载物 台上，先用低倍镜找到计数室所在位置，然后换成高倍镜进行 计数。每个计数室选5个中格〔25×16格式〕或4个中格 〔16×25格式〕中的菌体进行计数。位于格线上的菌体一般只 数上方和左边线上的。如遇酵母出芽，芽体大小到达母细胞的 一半时，即作两个菌体计数。对每个样品计数三次,取其平均值, 按公式计算每1ml菌液中所变化
对酵母菌计数的方法——抽样检测 (血球计数板直接计数法) 血球计数板，通常是一块特制的载玻片，其上由四条槽 构成三个平台。中间的平台又被一短横槽隔成两半，每 一边的平台上各刻有一个方格网，每个方格网共分九个 大方格，中间的大方格即为计数室，微生物的计数就在 计数室中进行。
Nt=N0 λt
〔λ=1+〔出生率-死亡率〕〕
〔 N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的 数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。〕
3、Nt=N0 λt 的相关分析：
种
群
数
出生率＞死亡率
量
Nt
λ>1
N0
种群数量不断上升
λ>1时：
时间(t)
种
群
数
出生率<死亡率
量 Nt
0<λ<1
N0
3、Nt=N0 λt 的相关分析：
增长速率：单位时间的增长量，有单位如：个/年。即：
dN dt
=
Nt-Nt-1 = Nt-1 . λ-Nt-1
1
1
= Nt-1（λ-1） =（λ-1）N0 λt-1
（λ-1）N0 λt-1
增 长
速
率
注:“J〞型增长曲线的特点之二是增
长速率也呈指数增长曲线，实质就是
时间
自然灾害等。 C.人为/重要因素：对野生生物的乱捕滥猎、对种群数量
的人工控制等。
2、种群数量变化的类型：增长，稳定，波动、下降等。
3、影响结果：大多数种群的数量总是在波动之中，在不利 条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。
五、研究种群数量变化的意义
1、有害动物的防治 2、野生生物资源的保护和合理利用 3、濒危动植物种群的拯救和恢复
如澳大利亚的野兔、美
国的环颈雉。
λ=1 0<λ<1
时间（t）
3、Nt=N0 λt 的相关分析：
增长率：当年的增长量与年初数据的比值〔%〕，没有单位。 其实就是出生率—死亡率。即：
Nt-Nt-1 Nt-1
X100%
增
=
Nt-1 . λ-Nt-1 Nt-1
长
X 100% 率
= λ-1
λ-1
时间
注:“J〞型增长曲线的特点之一是增长率恒定不变，为 λ-1