種群的增長方式(上課課件)[課堂教學]

1、1學校教課 實驗結(jié)果分析 2學校教課 3學校教課 在營養(yǎng)和生存空間沒有限在營養(yǎng)和生存空間沒有限 制的情況下，某種細菌每制的情況下，某種細菌每2020 分鐘就通過分裂繁殖一代。分鐘就通過分裂繁殖一代。 1n代細菌數(shù)量的計算公式是： n 60 min 72 h20 min 216 Nn2n 2216 問題探討 4學校教課 將數(shù)學公式（將數(shù)學公式（N=2n)變?yōu)榍€圖變?yōu)榍€圖 時間（min) 20406080100120140 細菌數(shù)量 2 4 8 16 32 64 128 5學校教課 公式法公式法 曲線圖法曲線圖法 準確準確 直觀直觀 數(shù)學模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的用來描述一個系統(tǒng)或它的

2、性質(zhì)的 數(shù)學形式數(shù)學形式 6學校教課 建立數(shù)學模型的步驟：建立數(shù)學模型的步驟： 研究實例研究實例研究方法研究方法 觀察研究對象觀察研究對象 提出問題提出問題 在資源和空間無限的環(huán)在資源和空間無限的環(huán) 境中，細菌種群的增長境中，細菌種群的增長 不受影響不受影響 提出合理的假設提出合理的假設 Nn = 2n 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適 當?shù)臄?shù)學形式對事物的當?shù)臄?shù)學形式對事物的 性質(zhì)進行表達性質(zhì)進行表達 觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量， 對自己建立的模型進行對自己建立的模型進行 檢驗或修正檢驗或修正 通過進一步實驗或通過進一步實驗或 觀察等對模型進行觀察等對模型進行 檢驗或修正檢驗

3、或修正 細菌每細菌每20分鐘分鐘 分裂一次分裂一次 7學校教課 類型：類型： 坐標式（曲線圖、柱狀圖）坐標式（曲線圖、柱狀圖） 數(shù)據(jù)分析表格式數(shù)據(jù)分析表格式 數(shù)學方程式數(shù)學方程式 8學校教課 自然界中有符合理想條件下自然界中有符合理想條件下細菌細菌的的 數(shù)量增長模式的生物嗎？數(shù)量增長模式的生物嗎？ 9學校教課 澳大利亞本來并沒有兔子。澳大利亞本來并沒有兔子。 1859年，一個叫托馬斯年，一個叫托馬斯奧斯汀的英國奧斯汀的英國 人來澳定居，帶來了人來澳定居，帶來了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里。這些野兔發(fā)現(xiàn)只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里。這些野兔發(fā)現(xiàn) 自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。

4、這里自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里 的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何的土壤疏松，打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何 限制的大量繁殖。限制的大量繁殖。 一個世紀之后，野兔數(shù)量達到一個世紀之后，野兔數(shù)量達到6 億只以上，遍布整個大陸。億只以上，遍布整個大陸。 10學校教課 鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，鳳眼蓮原產(chǎn)于南美，1901年作為花卉引入中國年作為花卉引入中國.由于繁殖迅速，又由于繁殖迅速，又 幾乎沒有競爭對手和天敵，數(shù)量急劇增長幾乎沒有競爭對手和天敵，數(shù)量急劇增長.它對其生活的水面采取了它對其生活的水面采取了 野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導

5、致水下植物得不到足夠光照而死亡野蠻的封鎖策略，擋住陽光，導致水下植物得不到足夠光照而死亡 ， 成為了入侵植物。成為了入侵植物。11學校教課 20世紀世紀30年代，環(huán)頸雉引入美國的一個島嶼，在年代，環(huán)頸雉引入美國的一個島嶼，在 5年的時間種群增長了數(shù)倍年的時間種群增長了數(shù)倍 環(huán)頸雉種群數(shù)量增長曲線環(huán)頸雉種群數(shù)量增長曲線 12學校教課 種群在什么條件下呈指數(shù)增長？種群在什么條件下呈指數(shù)增長？ 資源無限資源無限 空間無限空間無限 不受其他生物制約不受其他生物制約 生物的指數(shù)增長 13學校教課 種群增長的種群增長的“J”型曲線型曲線 時間時間 種群數(shù)量種群數(shù)量 0 N Nt t = N = N0 0t

6、 t 某動物種群的起始數(shù)量為某動物種群的起始數(shù)量為N N0 0， 此后每年的種群數(shù)量都為前一年此后每年的種群數(shù)量都為前一年 的的倍，則一年后該種群的數(shù)量倍，則一年后該種群的數(shù)量 應為應為： 二年后該種群的數(shù)量為二年后該種群的數(shù)量為： t t年后則為年后則為： 指數(shù)增長的數(shù)學模型數(shù)學模型 （N N0 0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t t為單位時間的次數(shù)，為單位時間的次數(shù)，N Nt t表示表示t t年后人口的年后人口的 數(shù)量，數(shù)量，為年均增長百分數(shù)或倍數(shù)）為年均增長百分數(shù)或倍數(shù)） 14學校教課 種群增長的種群增長的 “ “J”J”型曲線（指數(shù)增長）型曲線（指數(shù)增長） 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件：食物充足，空間

7、充裕，沒有敵害等；食物充足，空間充裕，沒有敵害等； 增長特點增長特點：種群數(shù)量每單位時間以一定的增長率種群數(shù)量每單位時間以一定的增長率 呈指數(shù)增長。呈指數(shù)增長。 （N0為起始數(shù)量，為起始數(shù)量， t為時間，為時間， Nt表示表示t個單位時間后該種群個單位時間后該種群 的數(shù)量，的數(shù)量，=現(xiàn)有個體數(shù)原有現(xiàn)有個體數(shù)原有 個體數(shù)，個體數(shù)，增長率為增長率為-1 ） 15學校教課 20102010年慈溪城區(qū)常住人口約為年慈溪城區(qū)常住人口約為201201萬人，萬人，20112011年慈溪年慈溪 城區(qū)常住人口約城區(qū)常住人口約203.1203.1萬，根據(jù)這種增長方式，假設萬，根據(jù)這種增長方式，假設 在在1010年

8、內(nèi)均不變，年內(nèi)均不變， 能預測出能預測出20202020慈溪城區(qū)常住人口多少嗎？慈溪城區(qū)常住人口多少嗎？ 大約大約 223萬人萬人 Nt=N0t N10=N010 16學校教課 種群增長率種群增長率是指是指單位數(shù)量單位數(shù)量的個體在的個體在單位時間單位時間內(nèi)新增加內(nèi)新增加 的個體數(shù)（在一定時間內(nèi)，結(jié)束時的種群數(shù)量相對于的個體數(shù)（在一定時間內(nèi)，結(jié)束時的種群數(shù)量相對于 開始時的種群數(shù)量的增加的數(shù)量占開始時種群數(shù)量的開始時的種群數(shù)量的增加的數(shù)量占開始時種群數(shù)量的 比例），是一個百分百比，無單位。比例），是一個百分百比，無單位。 計算公式為：計算公式為： 增長率（這一次總數(shù)上一次總數(shù)）增長率（這一次總數(shù)

9、上一次總數(shù)）/上一次總數(shù)上一次總數(shù) 100。 增長率出生率死亡率。增長率出生率死亡率。 種群增長速率種群增長速率是指是指單位時間單位時間內(nèi)增長的數(shù)量（即內(nèi)增長的數(shù)量（即曲線斜曲線斜 率率），有單位（如個年等）。），有單位（如個年等）。 計算公式為：計算公式為： 增長速率（這一次總數(shù)上一次總數(shù)）增長速率（這一次總數(shù)上一次總數(shù)）/時間。時間。 17學校教課 假設某一種群的數(shù)量在某一單位時間假設某一種群的數(shù)量在某一單位時間t t（如一年）（如一年） 內(nèi)，由初數(shù)量內(nèi)，由初數(shù)量N No o（個）增長到末數(shù)量（個）增長到末數(shù)量N Nt t（個），則這（個），則這 一單位時間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計算分

10、別為一單位時間內(nèi)種群的增長率和增長速率的計算分別為 增長速率增長速率 末數(shù)初數(shù)末數(shù)初數(shù) 單位時間單位時間 NtNo(個) T(年) 增長率增長率 初數(shù)初數(shù) 末數(shù)初數(shù)末數(shù)初數(shù) 100 No NtNo 18學校教課 指數(shù)增長小結(jié)指數(shù)增長小結(jié) 開始種群數(shù)量少，起始增長開始種群數(shù)量少，起始增長很慢很慢 隨著種群基數(shù)的加大，增長越來越快隨著種群基數(shù)的加大，增長越來越快 種群增長速率種群增長速率(曲線斜率曲線斜率)越來越大，增長率保持不變越來越大，增長率保持不變 理想狀態(tài)或種群遷入新環(huán)境的一定時期理想狀態(tài)或種群遷入新環(huán)境的一定時期 19學校教課 高斯（高斯（GauseGause，19341934）把）把5

11、 5個大草履蟲置于個大草履蟲置于0.5mL0.5mL的培養(yǎng)液中，的培養(yǎng)液中， 每隔每隔2424小時統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復實驗，結(jié)果如下小時統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，經(jīng)過反復實驗，結(jié)果如下 大草履蟲種群研究的實驗 20學校教課 21學校教課 大草履蟲種群的增長曲線大草履蟲種群的增長曲線 食物等資源和空間總是有食物等資源和空間總是有 限的，種內(nèi)競爭不斷加劇，限的，種內(nèi)競爭不斷加劇， 捕食者數(shù)量不斷增加，導捕食者數(shù)量不斷增加，導 致該種群的出生率降低，致該種群的出生率降低， 死亡率增高。當出生率與死亡率增高。當出生率與 死亡率相等時，種群的增死亡率相等時，種群的增 長就會停止，有時會穩(wěn)定長就會停止，有時會穩(wěn)定

12、在一定的水平。在一定的水平。 邏輯斯諦增長 K K值：值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中 所能維持的所能維持的種群最大數(shù)量種群最大數(shù)量稱為稱為環(huán)境容納量環(huán)境容納量 22學校教課 K/2 產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力食物、空間、種內(nèi)斗爭、食物、空間、種內(nèi)斗爭、 種間競爭、天敵等種間競爭、天敵等 起始起始K/2K 增長速率增長速率0最大最大0 種群密度種群密度加速增大加速增大減速增大減速增大 增長特點增長特點： 邏輯斯諦增長 23學校教課 條件： 資源有限資源有限 空間有限空間有限 受其他生物制約受其他生物制約 特點： 種群起始呈種群起

13、始呈加速加速增長增長 K/2K/2時增長最快時增長最快 此后便此后便減速減速增長增長 到到K K值便值便停止或在停止或在K K值上下波動值上下波動 種群種群增長速率增長速率先增加，后減少先增加，后減少 種群種群增長率增長率不斷減少不斷減少 24學校教課 陰影部分代表因陰影部分代表因環(huán)境阻力環(huán)境阻力而被淘汰的個體；而被淘汰的個體； 陰影的大小代表陰影的大小代表環(huán)境阻力的大小環(huán)境阻力的大小。 25學校教課 “J”型曲線 “S”型曲線 形成條件 適用范圍 增長率 變化 增長速率 變化 K 值 理想條件下理想條件下 資源無限資源無限 自然條件下自然條件下 資源有限資源有限 實驗室和種群遷入實驗室和種群

14、遷入 新的環(huán)境中最初的新的環(huán)境中最初的 一段時間內(nèi)的增長一段時間內(nèi)的增長 一般自然種群一般自然種群 的增長的增長 不不 變變 變變 化化 無無有有 逐漸增大逐漸增大 逐漸減少逐漸減少 26學校教課 思考思考：從環(huán)境容納量（：從環(huán)境容納量（K K值）的角度思考：值）的角度思考： （1 1）對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？）對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？ （2 2）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么 措施？措施？ 建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提提 高環(huán)境容納量。高環(huán)境容納量。 可以采取措施可以采取

15、措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量降低有害動物種群的環(huán)境容納量， 如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物 來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造 巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。 27學校教課 牧民在承包的牧民在承包的 草場上該放養(yǎng)多少草場上該放養(yǎng)多少 頭羊，既能保護草頭羊，既能保護草 原，又能取得最好原，又能取得最好 經(jīng)濟效益？經(jīng)濟效益？ 對于某水體中對于某水體中 的魚，何時捕？捕的魚，何時捕？捕 撈多少？才能既不撈多少？才能既不 會使資源枯竭，又會使資源

16、枯竭，又 使資源得到充分利使資源得到充分利 用用? ? 28學校教課 q T2T0 種群增長速率種群增長速率 某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，種群數(shù)量增長速率某種魚遷入一生態(tài)系統(tǒng)后，種群數(shù)量增長速率 隨時間變化的曲線，下列敘述正確的是（隨時間變化的曲線，下列敘述正確的是（ ） A.A.在在T0-T2T0-T2時，種群數(shù)量呈時，種群數(shù)量呈“J”J”型增長型增長 B.B.若在若在T2T2時種群的數(shù)量為時種群的數(shù)量為N N，則在，則在T1T1時種群的時種群的 數(shù)量為數(shù)量為N/2N/2； C.C.捕獲該魚的最佳時期為捕獲該魚的最佳時期為T2T2時時 D.D.在在TI-T2TI-T2時，該魚種群數(shù)量呈下降趨勢。

17、時，該魚種群數(shù)量呈下降趨勢。 B 29學校教課 一、血細胞計數(shù)板的構(gòu)造一、血細胞計數(shù)板的構(gòu)造 血細胞計數(shù)室有2mm2mm方格型，由于方格網(wǎng)距蓋玻片 0.1mm，因此容積為0.4mm3(410-4mL) 30學校教課 二、計數(shù)室的類型二、計數(shù)室的類型 31學校教課 32學校教課 在計數(shù)時，對沉降在格線上的細胞的統(tǒng)計應有統(tǒng)一的規(guī)定。如菌體位于大方格 的雙線上，計數(shù)時則數(shù)上線不數(shù)下線，數(shù)左線不數(shù)右線，以減少誤差。即位于 本格上線和左線上的細胞計入本格，本格的下線和右線上的細胞按規(guī)定計入相 應的格中。 1、視待測菌懸液濃度，加無菌水適當稀釋，以每小格的菌數(shù)可數(shù)為度。 2、取潔凈的血球計數(shù)板一塊，在計數(shù)

18、區(qū)上蓋上一塊蓋玻片。 3、將菌懸液搖勻，用滴管吸取少許，從計數(shù)板中間平臺兩側(cè)的溝槽內(nèi)沿蓋玻片 的下邊緣滴入一小滴（不宜過多），讓菌懸液利用液體的表面張力充滿計數(shù)區(qū)， 勿使氣泡產(chǎn)生，并用吸水紙吸去溝槽中流出的多余菌懸液。也可以將菌懸液直 接滴加在計數(shù)區(qū)上，然后加蓋蓋玻片 4、靜置片刻，使細胞沉降到計數(shù)板上，不再隨液體漂移。將血球計數(shù)板放置于 顯微鏡的載物臺上夾穩(wěn)，先在低倍鏡下找到計數(shù)區(qū)后，再轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察并計 數(shù)。 33學校教課 三、計數(shù)方法三、計數(shù)方法 34學校教課 四、注意事項四、注意事項 35學校教課 36學校教課 種群的數(shù)量波動種群的數(shù)量波動 環(huán)境容納量是種群數(shù)量的平均值，實際的種群數(shù)量在這環(huán)境容納量是種群數(shù)量的平均值，實際的種群數(shù)量在這 個平均值（種群平衡密度）上下波動。個平均值（種群平衡密度）上下波動。 波動幅度有大有小；可以是非周期性也可是周期性，波動幅度有大有小；可以是非周期性也可是周期性， 概念：由于概念：由于出生率和死亡率出生率和死亡率的變動的變動和環(huán)境條件和環(huán)境條件的的 改變所引起的種群個體數(shù)量隨時間的變化。改變所引起的種群個體數(shù)量隨時間的變化。 37學校教課 （1）非周期性波動）非周期性波動 常由氣候因素引起常由氣候因素引起 38學校教課 （2）周期性波動）周期性波動 任何波動只要在任何波動只要在兩個波峰之