资源简介

(共26张PPT)
1.2种群数量的变化
01
构建种群增长模型的方法
细菌的数量变化
问题探讨
我们手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。
讨论1：细菌的增殖方式是怎样的？
二分裂
讨论2：计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表。
时间（min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 0
数量（个） 1
P8
01
构建种群增长模型的方法
细菌的数量变化
问题探讨
讨论3：第n代细菌数量的计算公式是什么？72h后数量是多少？
Nn= 1×2n
【科学方法】
2216
建立数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式，可为公式、曲线图等。
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，即建立数学模型
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 256 512
01
构建种群增长模型的方法
细菌的数量变化
问题探讨
讨论4：在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？为什么？
不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。该公式成立是在理想条件下的。
在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？
Nn= 1×2n
02
种群的“J”形增长
分析自然界种群增长的实例
思考·讨论
资料1：1859年,一位英国人在他澳大利亚的农场中放生了24只野兔。让他没想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量的到控制。
资料2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年间增长如图所示。
讨论1. 这两个资料中的种群增长有什么共 同点？
讨论3. 这种种群增长的趋势能不能一直持 续下去？为什么？
种群数量增长迅猛，且呈无限增长趋势。
讨论2. 种群出现这种增长的原因是什么？
食物充足、缺少天敌等。
不能。因为资源和空间是有限的。
02
种群的“J”形增长
1、模型假设：
理想状态：食物空间条件充足，气候适宜，没有天敌和竞争等；
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为该种群数量前一年种群数量的倍数。）
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
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。
时间
种群数量
3.增长特点：
种群数量无上限；
时间
增长率
自然界中有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，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”形。
种群的增长速率是一定的；
中国人口数据增长曲线
02
种群的“J”形增长
4、人口数据增长曲线
世界人口数据增长曲线
02
种群的“J”形增长
理想条件下，一年之内苍蝇能繁殖20-30个世代，保守的估计每只雌蝇一生能产200个后代，据估计两只雌雄苍蝇繁殖一年之后，后代可以把整个地球的表面都覆盖住，高度达到14厘米！！
自然界中生物数量变化没有呈现 J 型增长的原因？
资源、空间等方面的限制
现实条件下种群如何增长？
03
种群的“S”形增长
1.高斯的实验：
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：
环境有限（现实条件）
资源和空间总是有限的。当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，这就会使种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率和出生率相等时，种群的增长就会停止，稳定在一定水平。
一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
环境容纳量
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形
同一种群的K值是否固定不变？
不同种群的K值是否相同？
03
种群的“S”形增长
2.种群的“S”形增长曲线的分析
种群数量达到K值时，种群增长停止（增长速率为0）
种群数量在 K/2值时，种群增长最快（增长速率最大）
K/2
增长速率
时间
K/2
（出生率＝死亡率）
K
K/2
K
03
种群的“S”形增长
两种增长曲线的主要差异在于：环境阻力
03
种群的“S”形增长
3.实际应用
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
场景1
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
03
种群的“S”形增长
怎样才能最有效控制有害动物？
场景2
①K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件改善时，K值会上升。
增大环境阻力→降低K值→防治老鼠
如断绝或减少它们的食物来源；养殖或释放它们的天敌，等等。
②种群数量在K/2水平上时，种群增长率最大
防止老鼠种群数量达到K/2处
K/2
增长速率
时间
K
03
种群的“S”形增长
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？
应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平，因为在这个水平上种群增长率最大
场景3
04
种群数量的波动
东亚飞蝗种群数量的波动
04
种群数量的波动
当种群长久处于不利条件之下，种群数量会出现持续性或急剧下降。种群的延续需要有一定数量的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。
多种鲸在遭遇过度捕捞后，濒临灭绝
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
酵母菌生长周期短，增殖速度快，在含糖的液体培养基(培养液) 中酵母菌能迅速形成一个种群，通过定时的细胞计数可以测定酵母菌种群随时间而发生的数量变化。
酵母菌
①酵母真菌—真核生物
②兼性厌氧菌—属于异养生物
③有氧呼吸产生二氧化碳
无氧呼吸产生二氧化碳和酒精
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
如何对酵母菌进行计数？
血细胞计数板：血细胞计数板是显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法（抽样检测法），一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血细胞计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据观察到的细胞数目来推算单位体积的细胞的总数。
抽样检测法
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板
计数板正面
计数板侧面
计数室
计数室
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板—计数室
计数室
中方格
小方格
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板规格
16×25型计数板
25×16型计数板
0.10mm：计数室高度
1/400mm2:每小格面积
1mL=1cm3=1000mm3
一个计数室分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格
一个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格
一个计数室的容积？
0.1mm3
25个中方格
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
实验步骤
先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍等片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再在显微镜下计数每个小方格的酵母菌数目。
酵母菌培养
液体培养基，无菌条件
连续测定7天
取样
取样时，要轻轻振荡几次
观察并计数
将记录的数据用曲线表示出来，得出酵母菌种群个体数量变化规律
充分混匀，结果更准确
每天计数时间要固定
记录结果并绘出曲线图
是否需要设置对照？
是否需要重复实验？
如何将一个小方格酵母菌平均数目a换算成10mL培养液中酵母菌的总数？
“S”形增长曲线
影响酵母菌种群增长的因素？
营养、氧气、pH值、温度和代谢废物
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
如何计数
第 1 天
对于压在方格界线上的酵母菌应遵循“记相邻两边及夹角”的原则。
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
第 3 天
第 7 天
死亡
用亚甲基蓝或者台盼蓝染色
05
探究：培养液中酵母菌种群数量的变化
26
04
师说小册子 检测案2
课后作业
预习1.3 影响种群数量变化的因素

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