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《中國水利網(wǎng)》寧波、昆明、武漢等地，人躺在鋪滿水葫蘆的湖面上，可以不沉；上海去年3萬噸的水葫蘆打撈量，今年已翻了3倍有余，上升至10萬噸；水葫蘆所帶來的水體富營養(yǎng)化，讓越來越多的水中生物痛失“家園”。,《國家地理》在幾百年前，金絲猴在許多地區(qū)廣泛分布，人口的增加和山林的破壞使金絲猴的分布區(qū)越來越小?，F(xiàn)在，黔金絲猴的數(shù)量只有500～600只，處于瀕危狀態(tài)，只在貴州省的梵凈山區(qū)生存。滇金絲猴生活在云南西北部、西藏東南端及四川西部長江上端金沙江上游的高山中，數(shù)量不到2000只，也處境瀕危。,,第二節(jié) 種群數(shù)量的變化,第四章 種群和群落,,怎樣建構種群數(shù)量增長的模型？ 種群的數(shù)量是怎樣變化的？ 哪些因素會影響種群數(shù)量的變化？ 如何利用種群數(shù)量的變化規(guī)律為生產(chǎn)實際所用？,種群數(shù)量的變化,數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。,大腸桿菌,一、建構種群增長模型,2n,2,216,,培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基,一、建構種群增長模型,建構種群增長模型的方法,1.數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式,4.數(shù)學模型建構的步驟,2.數(shù)學模型的表現(xiàn)形式:,,數(shù)學方程式,曲線圖,3.建構數(shù)學模型的意義:,描述、解釋和預測種群數(shù)量的變化。,數(shù)學模型的建構步驟：,研究實例,研究方法,細菌每20min分裂一次,在資源和空間無限多的環(huán)境中，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響,Nn=2n N代表細菌數(shù)量，n表示第幾代,,觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正,,,1.細菌是真核生物還是原核生物？,2．細菌的繁殖的方式是什么？,3．細菌繁殖了n代后的數(shù)量是多少？,細菌增長的數(shù)學模型研究,4．請在作業(yè)紙上繪制細菌增長的曲線圖。,,,2,4,8,16,32,64,128,256,512,增長速度v (個/20min),4-2=2,4,8,16,32,64,128,256,增長速度越來越快,,,,增長速度越來越快,增長速度v (個/20min),2,4,8,16,32,64,128,256,512,4-2=2,4,8,16,32,64,128,256,增長率r (個/20min?個),增長率穩(wěn)定,(4-2)/2 =1,1,1,1,1,1,1,1,0,,實例1：澳大利亞本來并利沒有兔子。 1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大亞。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。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限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數(shù)量達到6 億只以上，遍布整個大陸。,二、種群增長的“J”型曲線:,澳大利亞野兔能指數(shù)增長的特殊原因是什么呢？ 。,①沒有天敵。,②充足的食物。,③廣闊的生活空間,[思考1]：,20世紀30年代，人們將環(huán)頸雉引入美國華盛頓州的一個海 島。1937—1942年間 數(shù)量增長：,來自《生物》（必修本）第二冊,2000年世界人口增長曲線,我國1000~1990年人口數(shù)量變化,“J”型增長的數(shù)學模型: 在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量以一定的倍數(shù)增長，如果第一年數(shù)量為No,第二年的數(shù)量是第一年的λ倍，則t年以后的種群數(shù)量公式為：,Nt=No,t,在有限的資源和空間的條件下， 種群又是怎樣增長的呢 你能否預測它的變化,?,?,高斯實驗：生態(tài)學家曾經(jīng)做過這樣一個實驗：在0.5 mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，然后每隔24 h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過反復實驗，得出了如上圖所示的結(jié)果。從上圖可以看出，大草履蟲在這個實驗環(huán)境條件下的最大種群數(shù)量是375個，這就是該實驗種群的K值。,（1）問題探討：,①“S”型曲線：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量 曲線。,②該實驗中在第 天時增長率最快。,③環(huán)境容納量（又稱 ）：在環(huán)境條件 的情況下，一定空間中所能維持的種群的最大的數(shù)量稱為環(huán)境容納量。,趨于穩(wěn)定,2、3,K值,不受到破壞,,k/2,,,,,,,,,,,,,,,0,100,200,300,400,1,2,3,4,5,6,7,時間/天,酵母數(shù),,,,,環(huán)境阻力,,食物不足 空間有限 種內(nèi)斗爭 天敵捕食 氣候不適 寄生蟲 傳染病等,,K值:環(huán)境容納量,（2）種群的“S”型增長到K值后不再繼續(xù)增加的原因： 內(nèi)因是： 外因是：,種群的出生率和死亡率、遷入和遷出率相等,自然界的資源和空間是有限的,,種群增長的“J”型曲線,種群增長的“S”型曲線,在食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量往往會連續(xù)快速增長.,在食物（養(yǎng)料）和空間等有限的條件下，種群數(shù)量呈現(xiàn)S型增長趨勢.,,,K/2,種群增長的“J”型曲線,種群增長的“S”型曲線,,,N0:該種群的起始 數(shù)量 λ:種群數(shù)量是一 年前的倍數(shù),K值：環(huán)境容納量,k/2處：種群增長 速度最快,種群增長的“J”型曲線,種群增長的“S”型曲線,,,種群增長的 “J”型曲線,種群增長的 “S”型曲線,在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？,,,在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？,在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？,,,,在現(xiàn)實的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量除增長外，還有沒有其他變化？,,家鼠繁殖力極強，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病危害極大，應該采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？,有害生物的控制,老鼠,,機械捕殺,,施用激素,藥物捕殺,,施用避孕藥,,養(yǎng)殖或釋放天敵,,,將食物儲存在安全處,,,,,,,,,降低 繁殖率,減少數(shù)量,增大環(huán)境阻力 降低環(huán)境容納量,打掃衛(wèi)生,硬化地面,,,,,,時間,種群數(shù)量,1.減少數(shù)量,機械捕殺 藥物捕殺,,,,,時間,種群數(shù)量,,1.減少數(shù)量,機械捕殺 藥物捕殺,,,,,,,J型,環(huán)境阻力,時間,種群數(shù)量,,K值,2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量,,,,K值,,,,,J型,環(huán)境阻力,時間,種群數(shù)量,2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量,1.減少數(shù)量：機械捕殺、藥物捕殺,哪種措施較能從實質(zhì)上解決問題?,2.增大環(huán)境阻力降低環(huán)境容納量： 養(yǎng)殖或釋放天敵、打掃衛(wèi)生、 硬化地面、將食物儲存在安全處,3.降低繁殖率等,,課堂討論,A. 大熊貓食性單一、繁殖率低、生活在海拔較高的山嶺里，活動范圍需求廣。 試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?你能提出保護大熊貓措施嗎？,大熊貓數(shù)量日益減少的原因？,自身繁殖率低 食性單一 氣候變遷 棲息地的喪失等,保護大熊貓的措施？,提高繁殖率, 建立自然保護區(qū)，給大熊貓更寬廣的 生活空間，保護環(huán)境，改善她們的棲 息環(huán)境，幫助減少其環(huán) 境阻力從而提高環(huán)境容 納量，是保護大熊貓的 根本措施。,C.在漁業(yè)捕撈問題上，人們總是希望捕到更多的魚。如果捕撈量長期過高,種群的數(shù)量會發(fā)生什么樣的變化呢? 我們應該怎樣來確定 合適的捕撈量才能 即不危機魚類種群 的持續(xù)發(fā)展,又能獲 得較高的魚產(chǎn)量?,課堂討論,種群數(shù)量的恢復需較長時間。 如果外界的環(huán)境發(fā)生劇烈變化，種群還有可能絕滅.,1.如果長期過度捕撈:,2.捕撈量的確定:,K/2,捕撈量≤K/2值。 這樣既有利于種群的可持續(xù)發(fā)展， 又可獲得較大收益。,,1、在下列圖中，表示種群在無環(huán)境阻力狀況下增長的是 ( ),課堂練習鞏固：,D,,鞏固練習,探究,培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,一般步驟: (1)提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群是怎樣隨時間變化的？ (2)作出假設： 。 (3)討論探究思路：問題 (4)制定計劃： (5)實施計劃： (6)分析結(jié)果，得出結(jié)論： (7)表達和交流： (8)進一步探究：,酵母菌出芽生殖,酵母菌的新陳代謝類型:兼性厭氧型,無氧呼吸,有氧呼吸,,,1 怎樣進行酵母菌的計數(shù)？ 2 從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，建議你將試管輕輕振蕩幾次。這是為什么？ 3 本探究需要設置對照嗎？如果需要請討論對照組應怎樣設計和操作；如果不需要，請說明理由。 4 需要做重復實驗嗎？ 5 怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設計？ 6 如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以計數(shù)，應采取怎樣的措施？ 7 對于壓在小方格界線上的酵母菌，應當怎樣計數(shù)？,實驗步驟： （1）取培養(yǎng)液10毫升加入到試管中，先通過顯微鏡觀察，估算出10毫升培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量（N。）。 注意，從試管中吸取培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，先將試管振蕩幾次，這樣求得的培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量誤差 。 （2）每天定時觀察記錄數(shù)值，對于觀察時壓在小方格界限上的酵母菌應取 記數(shù)。 （3）以 為橫坐標，酵母菌的數(shù)量為縱坐標，繪制 結(jié)果分析：酵母菌在培養(yǎng)液中開始呈 增長，經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，呈 增長。,最小,平均值,時間,種群增長曲線,“J”型,“S”型,