第四章 种群
一、选择题
1.下列生物中属于种群的是 ( )
A.一个校园里生长着的各种各样高大的树
B.生活在一片森林中的全部雄鸟和雌鸟
C.一块菜地上生长着的大白菜、大蒜、大葱
D.生活在青海湖鸟岛保护区内不同年龄的棕头鸥
2.以下论述正确的是 ( )
A.生物的环境就是生物周围对其有影响的无机环境
B.环境中直接影响生物的生态分布的因素就是生态因素
C.种内互助对种的生存有利,种内斗争对种的生存不利
D.适应的相对性是遗传物质的稳定性与环境条件的变化相互作用的结果
3.下图表法北温带海洋的硅藻和一些非生物因子随季节而变化的数据,以下那一项对图的解释是正确的 ( )
A.提高光强度破坏硅藻
B.硅藻数量增加会降低磷和硝酸盐的含量
C.光强度提高增强了分解者的活力,其结果是养
分降低
D.硅藻数量的下降导致养分的降低
4.按一对夫妇一两个孩子计算,人口学家统计和预测,墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约20—40年,美国需要40—80年,瑞典人口将会相对稳定,德国人口将减少。预测人口的这种增减动态主要决定于 ( )
A.种群数量和密度 B.种群年龄结构
C.种群性别比例 D.出生率和死亡率
5.我国的计划生育政策为“提倡一个夫妇只生一个孩子”,从种群特征看,这种措施直接调节 ( )
A.种群密度 B.年龄组成 C.性别比例 D.出生率
6.下列不属于种群的是( )
A.一个池塘中的全部鲤鱼[来源:21世纪教育网]
B.一片森林中的全部山毛榉
C.一块棉田中的全部蚜虫
D.一片草原上的全部生物21世纪教育网
7.下面关于种群的叙述不正确的是( )
A.种群中的个体之间可相互交配繁殖
B.一个种群由许多同种个体组成
C.种群的个体数量是经常变动的
D.种群内的个体间常因空间和食物发生竞争
8.决定种群个体数量变动的因素,主要是( )
①种群密度和出生率、死亡率? ②年龄组成和性别比例? ③出生数量和死亡数量④迁出和迁入数量[来源:21世纪教育网]
A.①②??? B.②③?? C.③④?? ??D.④①
9.某种群中年轻的个体非常多,年老的个体很少,这样的种群密度会( )
A.越来越大?? B.相对稳定??? C.越来越小??? D.绝对不变
10.预测一个国家或地区的人口数量未来动态的信息主要来自于( )
A.现有人口数量和密度??? B.不同年龄组成的比例
C.男女之间的性别比例??? D.出生率、死亡率和迁移率
11.有一位学者正在研究某种鸟的季节性迁徙行为,他研究的对象从生态学水平看属于( )
A.生态系统??? B.群落????? C.个体??????? D.种群
12.下图是一个种群的年龄分布图。哪个种群绝灭的机会最大(? )
A B ?C? ?D
l3.有一块草原上,有8户牧民,每户牧民各养了一群羊,其中,有6户养的绵羊,有两户养的山羊,这8群羊是? (???? )
A.一个群落??? B.一个种群
C.两个种群??? D.八个种群
14.有一个自然村落南北各有一口池塘,这两口池塘中生活着(???? )[来源:21世纪教育网]
A.一个鲫鱼种群? B.两个鲫鱼种群21世纪教育网
C.一个家鱼群落? D.两个家鱼群落
15.利用人工合成的性引诱剂诱杀棉铃虫中的雄性个体,则该种群的密度会(???? )
A.明显增大 ?B.明显减小
C.相对稳定 ?D.先增后减
16.下列可以称为种群密度的是(???? )
A.一定地区内单位面积内的人口数量
B.一口池塘中单位体积内鲢鱼的数量
C.一片森林中单位面积内乔木的数量
D.一条江河中单位体积内鱼的数量
17.下列对种群密度无直接影响的是(???? )
A.出生率和死亡率
B.迁入率和迁出率
C.年龄组成和性别比例
D.生态系统结构的复杂程度
18.用标志重捕法来估计某个种群的个体数量,例如在对某种鼠群的种群密度的调查中,第一次捕获并标志39只,第二次捕获34只,其中有标志鼠15只,则对该种群的数量估计,哪一项是不正确的(???? )
A.该种群数量可用N表示
B.该种群数量大约为88只
C.该种群数量大约为100只
D. N= 39×34÷15
19.如果一个种群的密度愈来愈小,下列选项中与之无关的是(????)
A.种群处于衰退期
B.种群内雄性趋于不育
C.种群死亡率超过出生率
D.群落结构太复杂[来源:21世纪教育网]
20.与调节雪兔的种群大小无关的是(???? )
A.以雪兔为食的猞猁的数量
B.雪兔能随季节变化变换毛色
C.栖息地青草的生长状况
D.雪兔种群原来密度的大小
二、非选择题
21.蜜蜂是一种社会性昆虫,一个蜂群中生活着一只蜂王、少数雄蜂和众多工蜂。蜂王的主要职责是产卵,雄蜂同蜂王交尾,工蜂负责采集花粉、酿造花蜜、建造蜂房、饲养幼蜂、防御敌人等。蜂王和工蜂都是由受精卵发育而成,受精卵是发育为蜂王还是发育为工蜂,主要决定于幼虫食用蜂王浆时间的长短;未受精的卵细胞发育成雄蜂。请回答:
(1)一个蜂群内的蜂王、雄蜂和全部工蜂在生物学上称为 。
(2)同样是受精卵,有的发育为蜂王,有的发育为工蜂,这一事实说明:生物的性别除受遗传物质控制外,同时还受 的影响。[来源:21世纪教育网]
(3)蜂王、雄蜂和工蜂的作用虽然各不相同,但共同生活在一起,这种现象在生物学上称为 。
(4)许多将要孵出的幼蜂中,通常有多只将发育成蜂王(即“王储”),但是最先孵化出来的那只蜂王出来后的第一件事,就是将那些即将孵出的“王储”杀死在“襁褓”之中,这种现象在生物学上称为 。
22.下图为种群的年龄结构图,请据图回答:
(1)图中B表示稳定型,A表示_________型,C表示________型。
(2)B型的年龄结构特征是______________。
(3)A型的种群密度的发展趋势是_________________.
(4)C型种群密度的发展趋势是________________.
23.在对某地麻雀的种群密度的调查中,第一次捕获了50只麻雀,将这些麻雀腿上套上标志环并放掉,数日后,又捕获麻雀40只,其中有标志环的为10只。该地区约有多少只麻雀__________。
答案
1—10 DDBBD DBDAC 11—20 DDCA B BDCDB21世纪教育网
21.(1)种群 (2)环境 (3)种内互助 (4)种内斗争
22.(1)A表示增长型,C表示衰退型。
(2)种群中各年龄期的个体数目比例适中。
(3)越来越大。21世纪教育网
(4)越来越小。
23.设麻雀数量为N,则据题意得出N:50=40:10,? 故N= 50×40=200(只)
[来源:21世纪教育网]
第二节 种群的增长方式
【旧识回顾】
种群的数量特征之间有什么关系?
【新知导学】
1、我国自1393-1990年以来人口统计数据如下:
年份
1393
1578
1764
1849
1928
1949
1982
1990
亿
0.6
0.6
2.0
4.1
4.7
5.4
10.3
11.6
请绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。
2、高斯(Gause,1934)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:
请你绘制大草履虫的种群增长曲线!
问:
1、你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后,呈S型曲线的原因是什么?
2、什么是K值?
考点二、种群的数量的变化
1、 “S”型曲线分析:
①分别分析B点和D点时的出生率和死亡率情况。
B点:出生率_____死亡率 C点:出生率_____死亡率
②一开始AB段数量增长慢的原因是________________________________________。
③数量增长最快的是__________段,其原因是_____________________________。
④CD段增长速度变慢的可能原因是________________________________________
⑤D点达到最大值K值,K值的含义是_______________________________________
⑥你认为K值是个固定值吗,为什么?
⑦试从环境容纳量上分析保护大熊猫和控制鼠害的根本措施。
2、“J”型增长曲线与“S”型曲线比较
项目
形成条件
种群增长率
有无K值
曲线
“J”型曲线
“S”型曲线
3、影响种群数量变化的因素有:__________ __等。大多数种群的数量总是在________的
例:1、某一经济动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线。请回答:
(1)图中表示的是种群增长的___型曲线,表示K值的一点为__
(2)图中表示种群增长速度最快的一点是______
(3)该种群的增长速度由缓慢逐渐加快是在迁入___年后开始的,环境阻力增长是迁入第___年开始的。
(4)既要获得最大的捕捉量,又要使该动物资源的更新能力不受破坏,应该使该动物的数量保持在图中哪一点所代表的水平上?___
(5)第8年后,种群数量趋于稳定,阻碍种群继续增长的环境因素主要有___________
2、下图如果是一个鼠群迁入一个新的生态系统后的生长曲线图。试分析在曲线中哪段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素
A.EF段 B.DF段 C.BD段 D.CB段
3、 在下列图中,能表示种群数量变化的曲线是 ( )
A、①② B、②③ C、①④ D、①②④
4、如图表示某种鼠迁入新的环境后增长率随时间的变化曲线,
请分析回答:
(1)图4—29中能反映鼠种群数量变化的曲线是( )
(2)对该鼠的种群密度的调查,在一定范围内,t1时进行第一次捕获并标志25只,在t2时进行第二次捕捉,共捕获未标志的30只,标志的10只,该鼠的种群数量应为( )
A.大于100只 B.等于100只 C.小于100只 D.约为75只
(3)该鼠在t2时期后,种群数量不再增长的主要原因是 。
(4)在t1时该种群的年龄组成最可能为 ,判断的依据是 。
三、方法探究:
(1)种群密度调查方法
例、调查一草原某种双子叶草本植物种群密度时,设计如下调查步骤:
① 选取40cm×40cm为最佳样方面积。
② 在该物种分布较密集的地方取5个样方。
③ 计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5,则将N3作为种群密度的估计值。
请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。
(2)种群数量变化四种情况 ——增长、稳定、波动、下降
例、在南海岛上迁入某种动物,那里土地肥沃,气候宜人,生存环境优越。若干年后,岛上该动物种群数量增长如下图曲线所示,请回答:
(1)该岛在m年内,该动物增长是 型曲线,当该动物数量接近n线时,环境阻力越来越大,n是该岛环境条件
(2)当该动物数量强行增长到O点时,就会很快下降至P点,原因是该动物剧增后,岛上生活资源发生短缺,各种因素使 遭到破环,加上该动物为了争夺生活资源而发生 。
(3)若干年后,岛上该动物数又从P点上升到Q点并稳定在n线以下,以上说明岛上生态系统的 是有限的,生物的发展必须遵循生态系统的_ ,实现生态系统的良性循环。
(3)坐标曲线图、直方柱形图、数据表信息题
近年高考中关于种群部分常见题型为坐标曲线图、直方柱形图、数据表分析等,要注意总结不同信息题的解题规律。
Ⅰ.坐标曲线图的解题程序
①识标:识纵横坐标所表示的生物学含义,再结合教材,联系相应的知识点。
②明点:明确曲线中的特殊点(顶点、始终点、转折点、交叉点)所表示的相应生物学意义。
③析线:析曲线的走向、变化趋势。揭示各段曲线的变化趋势及其含义。根据纵、横坐标的含义可以得出:在一定范围内,随“横坐标量”的增加,“纵坐标量”逐渐增加或减小。超过一定范围后,随“横坐标的量”的增加,“纵坐标的量”减少或增加,或者达到某种平衡状态。若为多重变化曲线坐标图,要分别揭示其变化趋势,然后对比分析,将相关的生物学知识与数学模型结合,揭示实质,解决实际问题。
例、(2004年全国卷)生活在一个生物群中的两个种群(a、b)的数
量变化如图所示,下列判断正确的是 ( )A.a种群与b种群为捕食关系,a种群依赖于b种群B.a种群与b种群为竞争关系,竞争强度由强到弱
C.a种群为S型增长,其增长受本身密度制约
D.b种群为J型增长,始终受到a种群的制约
Ⅱ.直方柱形图信息题
①识图:一看纵横坐标的生物学含义,二看柱形分布特点。
②析图:分析柱形图反映的数据比例关系,或是将不连续点连成线,从曲线中寻找隐含问题。
③解图:与相关生物学知识链接,解析实质。
例、下图是某地区广东松的种群年龄结构调查结果,该种群的最终发展趋势是
Ⅲ.数据表信息题的解题程序
①读 表:一读横竖标题,二读纵横数据。
②析 表:分析数据变化规律,先纵横比较,再整体确定数据变化的因果关系。
③数形转换:结合问题,将抽象数据转换成坐标曲线,直观反映;或用数学模型列出变量关系式,总结相关结论。
调查某草原田鼠数量时,在设置1公顷的调查区内,放置100个捕鼠笼,一夜间捕获鼠32头(记作[a]),将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后,在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼,这次共捕获30头(记作[b]),其中有上次标记过的个体10头(记作[c])。请回答下列问题:
(1)若该地区田鼠种群个体总数为N,则N= 头(计算公式是N∶[a] =[b]∶[c]。)
A.30 B.32 C.64 D.96
(2)要使上面所计算的种群个体总数和实际相符,理论上在调查期必须满足的2个条件是( )
A.有较多个体迁出调查区 B.调查区内没有较多个体死亡
C.调查区内没有较多个体出生 D.有较多个体迁入调查区
(3)调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄,它们的月龄构成如图4-38所示。据图分析: 草原的田鼠种群属于 型; 草原的田鼠种群属于 型,可以预测,该草原鼠害将会严重,必须作好防治准备工作。
图4-38
(4)若将雌雄成鼠各若干头,放在大小一定的笼内饲养,让它们交配繁殖,且供给足够的饵料和水,则笼内鼠数变化和饲养时间之间的关系,应为上右图中的曲线 。
第二节 种群的增长方式
一、教学理念
科学是一个探究的过程,学生在生物学课程中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。探究性学习指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识,并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式,形成科学观点和科学精神。本节教学设计打破以往学生一贯接受结论性知识,而对于获取知识的过程和方法知之甚少的情况,注重知识的形成过程,强调科学结论出现在探究试验之后,让学生通过观察、质疑、表达和交流等探究式活动,培养学生的科学素质,促进学生的全面发展。
二、学习任务分析
本节的教学内容是《生物(必修)·稳态与环境》(浙江科学技术出版社)第4章第2节内容(1课时复习课)。种群是生态学研究的一个重要层次,也是生态学的重要概念之一,同时也是学习群落和生态系统内容的基础。本节教材是在对种群有了初步了解之后,介绍种群数量的增长方式。本节教材有助于学生认识生物与环境之间的相互关系,了解数学方法在生态学中的应用并领悟系统分析的思想和方法;此外,还有助于强化学生的生态意识和环保意识。《生物课程标准》对本节课的基本要求是:尝试建立数学模型解释种群的数量变动。活动建议:探究培养液中酵母种群数量动态变化。根据此要求浙江省教学指导意见提出基本要求: 1.活动:探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。能概述数学建模的一般过程,能利用实验结果建立酵母菌种群数量变化的生物数学模型,并据此解释种群数量的变化。2.实验设计:不同温度对酵母种群增长的影响。能根据实验目的和已知条件,制定可行的研究计划和设计可行的实验方案。3.区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长两种方式,读懂隐含在“J”形曲线和“S”形曲线中的信息。4.举例说出环境容纳量的概念。由于活动探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化学生已很好掌握,所以本节课以更复杂的鼠为例来构建数学模型,然后通过培养液中酵母菌种群数量的动态变化来检验和修正模型。
三、学习者分析及学法设计
高三学生已经具有一定的生物知识基础、一定的观察思维能力、逻辑推理能力及对实验现象的分析能力,但对知识的联系整合及拓展运用有待进一步提高和培养。因此,在教学过程中,教师除了注重启发引导学生进行自主探究,通过精心设置疑问,激发学生进行探究和学习的兴趣,培养学生的分析和理解能力,还注重学生对知识整体的理解和构建知识的网络结构,以及对知识的拓展提升。通过高二的学习,学生对种群及其特征已有了初步了解,由生活经验也熟悉环境中部分生态因素对生物的影响,这些都为探究种群数量变化的原因提供了基础。学生已对运用数学解决生物学中的问题有了一定的认识,教学过程要引导学生对实验获取的数据进行分析并运用数学方法解决问题,建构揭示生物学规律的数学模型。
根据建构主义学习理论,学习是学生自己进行知识建构的过程。因此在学法指导上采用提供观察、思考的机会,充分调动学生已有的知识经验,并让学生用自己的语言进行归纳,从而对原有知识加深理解。本节内容的理论性较强,因此教材安排通过我们熟悉的田鼠种群数量变化的例子进行探究,有了具体直观的了解后再展开。教学内容采取了力求通俗、多举实例、联系实际的处理方法,从而使这部分内容更符合高中学生的认知水平。
四、教学目标
知识目标
1.描述种群数量的变化规律,说明其内在原因;
2.阐明指数增长和逻辑斯谛增长的区别和联系;
3.举例说明环境容纳量对种群增长的限制。
能力目标
1.尝试建立数学模型解决生物学问题;
2.运用数学模型解释种群数量的变化,分析生产生活中的实际问题。
情感态度与价值观目标
1.体验科学研究的方法和科学研究的艰辛;养成严谨的科学态度,形成自主、协作的精神,培养责任心;
2.关注人类活动对种群增长的影响,形成辨证的生态学观点。
五、教学重点和难点
教学重点:种群的增长方式和环境容纳量
教学难点:建构种群增长的数学模型并据此探究种群数量的变化。
六、教学方法和设计思路
根据教材特点、学习者的情况和教学目标,本节课所采取适合的教学策略和教学方法,目的是着力提高学生的科学素养,更突出培养学生形成“自主、合作、探究”的学习方式和创新思维。在教师的引导下,从知识的发生过程入手,重视把凝结在教材中的科学活动充分展开,重视概念的产生、知识的形成及思维获得过程,着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结,使学生在一系列教学活动中去发现问题、解决问题,培养学生的合作、探索精神,发展学生的思维能力。根据本节课的知识特点,设计以鼠为线索贯穿整节课。通过学生熟悉的生活材料鼠引入课题,激发学生学习的兴趣;通过鼠灾引入数学方法来构建指数增长的公式模型和曲线模型;通过分析问题→探究数学规律→解决实际问题→建构数学模型(公式、曲线)→模型检验修正,思考数学公式、曲线的生物学意义。通过一农田生态系统鼠的数量变化引出逻辑斯谛增长曲线,理解环境容纳量。最后还是通过对鼠的治理学习种群增长曲线对生产和生活中的应用。
七、教学过程设计
1.教学流程
2.教学过程
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
创设情境、引入课题
【展示】展示洞庭湖的人鼠大战的视频。
【提问】1、东方田鼠为什么突然大量增长?
【讲述】2007年,湖南洞庭湖鼠灾大爆发,原因是洞庭湖水位不断上涨,东方田鼠原来栖息地被破坏,另洞庭湖地区的人民群众有着的不良饮食习惯,那就是人们习惯吃蛇,大量地贩运蛇,从而导致了老鼠天敌——蛇的数量大幅减少。
【提问】2、田鼠种群数量接下来如何变化?
3、我们应该如何防治?
【过渡】鼠到底如何防治才是最有效的,接下来我们一起复习种群的增长方式后再来回答。
【板书】第二节 种群的增长方式
观看视频,学生思考,进行小组讨论。
通过学生生活中熟悉的鼠例子引入课题,激发学生学习的兴趣;激活和检测学生已有的知识贮备。
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
指数增长
【讲述】经研究田鼠的繁殖力很强,种群数量每天可增加2.3%。
【思考】理论上在洞庭湖区域,假设有100只田鼠,请问在接下来每过10天的数量将会是多少?并完成以下表格。
时间/d
10
20
30
40
50
田鼠数量/只
【讲述】请大家根据表格中的数据,画出田鼠的增长曲线。(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)(注:表格中的具体数据已算出。)
【讲述】请同学在黑板上写出一年后的该田鼠种群的数量。并以N0为起始数量, t为时间,Nt表示t天后该种群的数量,λ为平均增长,
写出t天后该种群的数量。
【提问】请同学分析本例子中的N0、(分别是指什么?
【讲述】根据数学公式,请同学到黑板上画出种群数量和增长率的变化曲线图。并请在坐标图上标上相关内容。
【提问】刚才我们是采用什么方法来解决生物学问题?这个数学模型是怎么建立出来?所采用的方法是建立数学模型,数学模型的表现形式可以为公式、图表等。其基本步骤是:提出问题→作出假设→建构数学模型(公式、曲线)→模型检验修正(注:留到后面得出)
【提问】通过这个图我们清楚的得到指数增长曲线图(“J”形曲线),请同学思考种群要呈指数增长应具备什么条件和它的特点是什么?
学生相互讨论填写表格,并根据表格数据写出数学公式。
学生根据具体数据画出曲线。
学生得出公式:指数函数(Nt=N0(t),并对N0、(作解释。
学生在黑板上画出曲线图,并请同学评价。
建立数学模型
学生进行讨论总结种群指数增长产生条件和增长特点。
使学生学会处理、分析数据的方法。
通过具体实例,加深对数学模型的理解,并用数学语言解释种群数量增长的规律。明确“J”型种群增长的有因。
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
指数增长
【提问】我们刚才采用建交数学模型的方法解决洞庭湖的鼠大量增长的问题,请问这个模型是否正确?我们应如何检验修正?
【讲述】采用实验来检验修正,高二时我们做过探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。
学生分组讨论,并进行小结。
通过回忆培养液中酵母菌种群数量的动态变化这个实验,培养学生科学思维能力和严谨的科学态度。
逻辑斯谛增长
【过渡】这个“J” 增长能一直持续下去吗?假设洞庭湖田鼠若继续持续增长下去,会出现
什么问题?种群数量将怎么变化?
【提问】请同学到黑板上画出种群数量变化曲线图。并请同学对此曲线图进行评价和分析。
【过渡】此曲线呈“S”型,称“S”型增长曲线,即逻辑斯谛增长曲线。
【提问】请同学观察思考种群逻辑斯谛增长的产生原因和增长特点。
【提问】请同学根据种群逻辑斯谛增长的增长特点画出其增长速率曲线。
【提问】K值是环境容纳量,是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量。是种群在该环境中的稳定平衡密度。请问其在自然界中,种群数量是否总能稳定在K值?为什么?
【过渡】根据我们复习的种群两种增长方式,接下来我们可利用此模型解决很多的生物学问题?
【展示】鼠是繁殖力很强的有害动物,考虑应当采取什么措施来控制田鼠的数量?这些措施实际上是在影响种群增长模型的什么参数?
【展示】请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫
种群数量锐减的原因,对濒危动物如大熊猫应
采取什么保护措施?
【展示】如果你是渔场主,你怎么让自己的渔场获得最大的收益,实现渔场的可持续发展?
【展示】我国自1393-1990年以来人口统计数据如下,以上人口增长曲线符合哪种类型?
按照此曲线发展下去将会出现什么状况,鉴于我国人口的现状应当采取什么措施?
学生分组讨论回答。
生活资源和空间有限、天敌增多
学生相互讨论得到曲线。
学生总结种群逻辑斯谛增长的产生条件和增长特点。
学生相互讨论回答。
学生对几个常见类型的生物种群进行讨论分析。
通过具体的实例引入“S”型曲线。
通过学生相互讨论分析,
培养学生合作能力,学会从材料中获取信息能力。
能应用数学模型解释种群数量的变化,分析生产生活中的实际问题。
树立可持续发展的观念。
巩固练习,强化新知
【展示】多媒体展示练习,评价学生的学习结果。
(1)编写有吸引力的巩固知识题
(2)编写有思维力度的促进能力发展题
(3)编写渗透情感又体现能力培养方面题
学生做练习
通过对学生练习结果的评价,了解学生对知识的掌握程度。
小结全课,交流评价
请同学对本节课进行总结,根据同学总结的情况作一定的补充,并强调本节课的重点内容。
思考:通过本节课的学习你有什么收获,并谈谈你的体会。
采用概念图总结全课。
最后进行赏识性的评价。
对知识点进行总结,对本节内容进行反思和相互交流评价。
通过小结和思考可以知道是否达到教学目标。进行赏识性的评价是对学生活动的总结和升华,促进学生知识、能力、情感态度价值观得到良好的发展。
八 板书设计(略)
《种群的增长方式》教学设计
(第一课时)
一、教学目标的确定
在课程标准的内容标准中规定了“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。该条内容标准有两层涵义:其一,“尝试建立数学模型”属模仿性技能目标,旨在通过原形示范(细菌的数量增长)和具体指导,学生能完成建立数学模型;其二,“解释种群的数量变动”属理解水平的知识目标,旨在把握数学模型(抽象)与种群的数量变动(具体)之间的内在逻辑联系。
由此,本节教学目标确定为三条(详见前面本节的教学目标)。
二、教学设计思路
高中学生对数学模型的概念并不陌生,在学习生物学其他内容时,学生已对运用数学解决生物学中的问题有了一定的认识,例如,对遗传规律的认识。因此,本节是在学生已有知识的基础上,重新建构新的知识──建构揭示生物学规律的数学模型。
本节的引入有两种思路:一是按照教材的编排顺序进行,即以“问题探讨”引入,然后逐步展开教学,将本节的探究活动作为验证性实验活动;二是将本节的探究活动作为研究性学习内容,事先布置,让学生(或部分学生)在课外完成。从学生在活动中产生的问题或体验引入,结合教材中的“问题探讨”和“建构种群增长模型的方法”,讨论相关内容,展开教学。
现以第一种思路为例说明,本节共2课时。
第一课时的教学应当遵循具体→抽象→再具体→再抽象……循环上升的轨迹。
1.具体。教师以“问题探讨”引入,由于学生已有相关的数学知识,不难回答问题。教师应启发学生思考:得出的数学公式有何生物学意义(说明细菌数量增长具有哪些性质)?
2.抽象。进一步让学生讨论:细菌的数量增长模型是怎样建构的?数学模型的表现形式有哪些?由此,总结出建构种群增长模型的方法。
3.再具体。联系实例说明种群增长的两种数学模型。
4.再抽象。结合细菌的数量增长模型,得出种群数量增长的“J型”数学模型;结合实例讨论“K”值。
5.进一步回到具体。讨论数学模型的生物学意义(说明“J型”和“S型”增长的生物学意义),列举实例。
6.进一步抽象。总结用数学模型揭示生物学现象与规律的意义。[来源:21世纪教育网]
在教学中,教师要引导学生对问题作深入的思考,启发学生从现象揭示出本质和规律,使学生认同运用恰当的数学模型能够较好地表达某些生物学规律。一定要避免从数学到数学,为计算而计算的教学。
第二课时为探究活动:培养液中酵母菌种群数量的变化。
由于该探究活动需要较长的时间(连续观察7 d),因此,活动的管理是教学的难点。教师要在制定计划、同伴的合作、记录实验数据等方面给予必要的提示。
三、教学实施的程序(第一课时)
学生活动
教师的组织和引导
教学意图
??? 学生基于已有的数学知识进行演算。[来源:21世纪教育网]
播放细菌分裂的录像或演示细菌分裂的计算机模拟动画。
提示:在自然界中细菌无处不在,有些细菌的大量繁殖会导致疾病。假如现有一种细菌,在适宜的温度、湿度等环境下,每20 min左右通过分裂繁殖一代。
引导学生思考:
1.细菌的生殖方式是怎样的?
2.72 h后,由一个细菌分裂产生的后代数量是多少?
3.n代细菌数量是多少?
通过创设具体的情境,让学生感受活生生的生命现象。
认识细菌种群数量增长的数学规律。
??? 学生讨论,充分陈述自己的观点。
提出问题,组织讨论:
1.对细菌种群数量增长而言,在什么情况下2n公式成立?
2.这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规律?
3.在学过的生物学内容中,还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示。
提示:数学工具在生物学研究中的作用越来越突出。
用数学语言揭示生物学问题时,要充分考虑到生物学自身的特点。21世纪教育网
认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示。
??? 学生独立操作完成图表,相互交流结果。
请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写教材中的表格,然后画出细菌的种群数量增长曲线。
提示:这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。[来源:21世纪教育网]
引导学生讨论,同数学公式相比,曲线图表示的模型有什么局限性?
??? 认识种群数量增长模型的另一种表现形式。
???
??? 小结:在描述、解释和预测种群数量的变化时,常常需要建立数学模型。数学模型的表现形式可以为公式、图表等。
???
??? 学生讨论建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”的方案:程序和方法。
??? 提出问题,组织讨论:如何建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”,我们应该怎么做?
??? 结合本节的探究实验,认识建立种群增长模型的程序和方法。
学生讨论:21世纪教育网
1.野兔种群增长的原因有哪些?
2.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律?[来源:21世纪教育网]
3.如果用N0表示野兔种群的起始数量,用λ表示野兔种群数量每年的增长倍数,用Nt表示t年后野兔种群的数量,那么,Nt为多少?[来源:21世纪教育网]
4.根据上述素材,估算1869年时,野兔种群数量为多少?(说明计算方法)
5.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。
提出问题,组织讨论:以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化,在自然界中种群的数量变化情况如何?
提供素材:《光明日报》消息
澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6亿只野兔,它们与牛羊争牧草,啃树皮,造成大批树木死亡,破坏植被导致水土流失,专家计算,这些野兔每年至少造成1亿美元的财产损失。兔群繁殖之快,数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。
澳洲本来没有兔子,1859年,一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,这24只野兔的后代达到6亿只之多。(有条件的学校,教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片。)
通过具体实例,加深对数学模型的理解,并用数学语言解释种群数量增长的规律。
明确“J”型种群增长的原因。
???
?
小结:自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。该种群数量增长的数学模型可表示为“J”型曲线,或数学公式:
Nt=NOλt
???
学生思考:有哪些因素制约着种群数量的增长?
学生讨论。
如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长,地球早就无法承受了。
呈现高斯实验(有条件的学校可将高斯实验用计算机模拟技术呈现出来)。
提出讨论题:
1.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后,呈“S”型曲线的原因是什么?
2.在高斯实验的基础上,如果要进一步搞清是空间的限制,还是资源(食物)的限制,该如何进行实验设计?
3.如何理解K值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”?请举例说明。
从资源和空间上思考种群增长问题。
用生物学语言解释“S”型曲线(数学模型)。21世纪教育网
培养实验设计能力。
??? 学生讨论教材中“思考与讨论”素材。
??? 小结:经过一定时间,在各种因素的作用下,种群数量增长会趋于稳定,呈“S”型曲线。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──K值”。
理解K值,并解释和说明实际问题。
??? 学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。讨论影响种群数量波动的因素。21世纪教育网
??? 提出问题:在自然界中,种群数量是否总能稳定在K值?为什么?
??? 从多因素思考种群数量的变化?
???
??? 总结:从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型,又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律,这是学习本节的要旨。
把握学习方法要旨。
课件20张PPT。第二节 种群的增长方式湖南:洞庭湖区爆发鼠灾1、东方田鼠为什么
突然大量增长?2、田鼠种群数量接下来如何变化?
3、我们应该如何防治?思考:经研究东方田鼠的繁殖力很强,一年最多可产仔6窝,每胎产仔4至11只。种群数量每天可增加2.3%。 思考 理论上在洞庭湖区域,假设有100只田鼠,
请问在接下来每隔10天数量将会是多少?
请完成以下表格。 探究请将具体数值变为曲线图请写出一年 (365天)后的该田鼠种群的数量。若以N0为起始数量, t为时间,Nt表示t天后该种群的数量,λ为平均增长倍数,请写出t天后数量。Nt=N0?t数学公式:种群增长的J型曲线①产生条件: 理想条件---资源无限、空间无限、不受其他生物制约等。②增长特点: 起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快;
种群的增长率是一定的;
种群数量没有上限。探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化田鼠“J”型增长能一直持续下去吗?思考:假设洞庭湖田鼠若继
续持续增长,会出现什么
问题?种群增长的“S”型曲线②增长特点: ①产生条件:资源有限、空间有限、
受其他生物制约等有
限条件下。起始呈加速增长,K/2时增长最快,之后开始减速增长,到达K值时便停止增长或在K值上下波动。种群增长的“S”型曲线K值(环境容纳量)
在长时期内环境所能维持的种群最大数量。是种群在该环境中的稳定平衡密度。 鼠是繁殖力很强的有害动物,我们考虑应当采取什么措施来控制鼠的数量?这些措施实际上是在影响种群增长模型的什么参数?
改变生态环境(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等) ,降低K值。务必及时控制种群数量, 严防达K/2值处。K值的应用K/2值的应用有害生物防治应用一下页野生生物资源保护请根据种群数量增长的
相关知识,分析大熊猫
种群数量锐减的原因,
对濒危动物如大熊猫应
采取什么保护措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。应用二K值的应用下页 控制种群数量达环境容纳量的一半(K/2)时,种群增长速率最大,再生能力最强。资源开发与利用如果你是渔场主,你怎么让自己的渔场获得最大的收益,实现渔场的可持续发展?K/2的应用应用三下页我国自1393-1990年以来人口统计数据如下:
以上人口增长曲线符合哪种类型?
按照此曲线发展下去将会出现什么状况,
鉴于我国人口的现状应当采取什么措施?人口问题控制出生率,实行计划生育应用四退出小结影响因素决定调查方法变化种群
数量1.某生态系统中生活着多种植食性动物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种群个体数量变化的叙述,错误的是( )
A.若a点时环境因素发生变化,
但食物量不变,则a点以后
个体数量变化不符合逻辑斯
谛增长
B.若该种群出生率提高,
个体数量的增加也不会大幅超过b点
C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降,下降
趋势与b-c段相似
D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波
动趋势与c-d段相似巩固练习A2.右图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时经调查该种群数量为200只,估算该种群在此环境中的环境负荷量为 ( )A.100只 B.200只 C.300只 D.400只D3.某研究小组对某一农田生态系统进行研究,发现此农田中新迁入了一种田鼠,对此田鼠种群的出生率和死亡率变化情况进行研究,得到下面曲线。(2)请根据上图在右图坐标
系中画出种群数量的变化
曲线(将A、D标在纵坐标
的合适位置上)。 生活资源和空间有限、天敌增多(1)为什么种群在
B点后死亡率明
显增加的原因? 速率4.下图种群在理想环境中呈“J”型增长,在有环境阻力条件下呈“S”型增长。下列有关种群数量增长曲线及其应用的叙述中正确的是 ( )
A.当种群数量达到e点后,增长率为0
B.种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后
C.防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行
D.渔业捕捞后需控制剩余量在b点A谢谢!请批评指导!课件16张PPT。探究一:怎样进行酵母菌的计数 ?血球计数板计数1.若下图是在显微镜下观察到的一小格(2mm×2mm,厚度0.1mm)的酵母菌情况,则估算10ml培养液中酵母菌总数是多少?2.5×104×10探究二:为了获得较准确的数据,你认为计数时应注意哪些问题?
1.从试管中吸出培养液进行计数之前,应轻轻振荡几次试管,目的是什么?2.如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取怎样的措施 ? 摇匀试管取1mL酵母菌培养液稀释几倍后,再用血球计数板计数,所得数值乘以稀释倍数×2.5×104,即为1mL酵母菌液中酵母菌个数。使酵母菌分布均匀 2.需要如何取样本?取多个样本,计算平均值第 1 天第 4 天第 5天第 6天第 7 天死亡某人承包了一亩池塘专门养鲫鱼,已知该池塘在某环境中鲫鱼种群的环境容纳量为3000条,
(1)则对于池塘中的鲫鱼,当数量达到多少时开始捕捞?才能既不会使资源枯竭,又能使资源得到充分利用?
应用探究(2)该池塘鲫鱼种群的环境容纳量一直是3000吗?(3)下列哪个图最能表示鲫鱼引入该池塘的实际种群
增长曲线( )
D资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长最快,之后开始减速增长,到达K值时便停止增长或在K值上下波动。有K值无,持续保持增长资源有限、空间有限、受其他生物制约等现实条件下1、(2010山东卷)右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系,据此分析得出的正确表述是( )
A.在K/2时控制有害动物最有效
B.图示规律可作为控制人口增长的依据
C.该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量C课堂检测2.种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变A
A.100只
B.200只
C.300只
D.400只 D3、右图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时经调查该种群数量为200只,估算该种群在此环境中的环境容纳量为( )4.(2010重庆卷)为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系,某小组进行了下列3组实验(各组实验中,每种动物初始数量相等,饲养条件相同):组1:甲种与乙种分别于两个容器中饲养。甲种数量变化如题31图2曲线 A所示.
组2:甲种与乙种于同一容器中饲养,乙种数量变化如曲线F所示.
组3:乙种与丙种于同一容器中饲养,形成上、下层分离分布.一段时间后每种动物的数量均较组1少.(1)组1中,甲种动物的种群数量主要由 和 决定;
若容器内饲养液体积为 20 mL,则第40天时乙种的种群密度为 . 出生率死亡率30只/ mL(2)在某些生态系统中,存在与本实验类似的种间关系。
①在同一段河流中食物相同的两种鱼,分别分布在河流中央底部和临近河岸底部,其种间关系与图中曲线 代表的类似,其分布体现生物群落的 结构.
②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后,一种数量增加,另一种减少,其种间关系与图中曲线 代表的类似.D、EB、F水平课件10张PPT。种群的增长方式探究培养液中酵母菌种群数量动态变化 1.在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中,同学们利用课本中提供的实验材料、用具,经过七天实验,结果如下: 请根据实验结果分别在两幅坐标图上描出相应的点。 探究性实验中的单一变量原则本实验涉及的一些变量时 间酵母菌数量酵母菌接种培 养观察并计数实验步骤:探究性实验的一般原则单一变量原则对照性原则重复性原则对照方式:空白对照
自身对照
相互对照
条件对照进行多组实验,平行重复,减少误差空白对照自身对照T1T2J形S形两种曲线模型比较练习1、生活在一个生物群落中的两个种群(a、b)的增长率变化如图所示,下列判断不正确的是
A.b种群数量增长到一定数量后,逐渐减少,最后甚至可能全部死亡
B.a种群与b种群为竞争关系,竞争强度由强到弱
C.a、b种群数量达到最大值对应的时间点分别是t4和t2
D.a种群为“S”形增长,其增长受本身密度制约K值并非稳定不变。曲线模型与实际曲线的比较实际曲线不像曲线模型那样的光滑和典型。实际种群数量在K值上下波动。波动可以是周期性的,也可以是非周期性的。思考并讨论1、若图①所示为草原生态系统中的某种群,则a点后发生变化的原因可能是___________。2、若图②所示为在10ml的培养液中培养酵母菌,则b点后的变化原因 可能有____________________。3、图③曲线在指导灭鼠过程中有何指导意义____________。
若用于海洋鱼类的捕捞呢?这些曲线对于合理控制野猪数量有何实际指导意义?S形增长种群数量变化周期性波动非周期性波动外源性因素
内源性因素增长波动类型J形增长类型举例条件条件举例资源、空间有限的实际环境资源、空间有限的理想环境实验室培养细菌初期影
响
因
素自然界生物的增长个体构成构成构成群落生态系统特征出生率
死亡率种群密度年龄结构性比率 决定 预测 影
响直接影响概念图的构建课件43张PPT。种群的增长方式实验数据记录表0.8 0.8 1.2 0.4 2 2.8 3.2 3.6 3.2 0.1 0 0 0 0 C D 1234567时间/天酵母菌数 106个/ml1234567时间/天酵母菌数 106个/ml1234567时间/天酵母菌数 106个/ml理想状态——食物充足,空间不限,气候适宜,没有敌害等;种群的个体数量每年以一定的倍数增长2、数学公式:Nt=N0 λt指数增长第二年是第一年的λ倍当年种群个体数量是一年前种群个体数量的λ倍1234567时间/天酵母菌数 106个/ml1234567时间/天酵母菌数 106个/ml1234567时间/天酵母菌数 106个/mlBCAD资源空间有限K环境容纳量
( K值)逻辑斯谛增长 食物有限空间有限K/2(现有个体数-原有个体数)/增长时间 种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率 指单位时间种群增长数量 (现有个体数-原有个体数)/原有个体数 时间时间K/2时间时间Nt-Nt-1Nt-1N0 λt -N0 λt-1 N0 λt-1 时间时间λ-1时间λ-1时间λ-1时间λ-1时间λ-1时间λ-1时间λ-1例:如图为两种生物种群的生长曲线,以下说法错误的是
A.按甲曲线增长的种群无K值,无种内斗争,增长率始终不变。
B.按乙曲线增长的种群,到a点后种内斗争最为激烈,且增长率为零。
C.按乙曲线类型增长的不同种群,在同一环境下,b点时的增长速率不同,但均为最大值。
D.甲曲线的数学模型为 ,其中λ代表增长率
Nt=N0 λtD时间数学模型:
概念:用来描述一个系统变化的数学形式。
类型:
(1)数据分析表格式
(2)坐标式
(曲线图、柱状图)(3)数学方程式
图4-4 细菌每20min分裂一次时的指数增长曲线(“J” 形曲线)t图4-4 细菌每20min分裂一次时的指数增长曲线(“J” 形曲线)教材中的数学模型光饱和点 光强度
图3--24 光强度对光合速率的影响光合速率教材中的数学模型10-8 10-6 10-4 10-2 1 102生长素浓度(g/L)促进生长
抑制生长教材中的数学模型图1-5 生长素浓度对根和茎细胞生长的影响将具体内容转换成数学模型例:果蝇(2N=8)它的一个次级精母细胞中的染色体数为4或8利用数学模型来分析具体的问题把一个外来物种种群引入到一个新环境中可能会出现怎样的情况石榴
葡萄
樱桃
番茄
甘蓝
马铃薯悬铃木茉莉花
……利用数学模型来分析具体的问题把一个外来物种种群引入到一个新环境中可能会出现怎样的情况注意数学模型中的条件的变化课堂小结指数增长逻辑斯谛增长 数学模型(10浙江卷)某生态系统中生活着多种植食性动物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种群个体数量变化的叙述,错误的是( )
若a点时环境因素发生变化,但食物量不变,则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
若该种群出生率提高,个体数量的增加也不会大幅走过b点
天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降,下降趋势与b-c段相似
年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波动趋势与c-d段相似实战演练课件24张PPT。第二节 种群的增长方式在什么条件下,老鼠数量会疯狂的增加?
老鼠种群的数量是如何增长的,是否会遵循一定的规律?
老鼠为什么没有持续增长下去,而是突然消失了?
我们该怎样防治鼠害? 提出疑问本节聚焦尝试建构种群增长的数学模型
区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长
举例说明环境容纳量菌落——细菌种群 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。1.n代细菌数量的计算公式是:
Nn=2nn= 60 min × 72 h÷20 min
=216
Nn=2n = 2216
问题探讨2.72小时后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?3.请将公式Nn=2n变成曲线图将数学公式(N=2n)变为曲线图2 4 8 16 32 64 128数学模型的表现形式公式法
曲线图法Nn=2n准确
直观数学模型: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:观察研究对象
提出问题在资源和空间无限的环
境中,细菌种群的增长
不受影响的情况下提出合理的假设Nn = 2n根据实验数据,用适
当的数学形式对事物的
性质进行表达观察、统计细菌数量,
对自己建立的模型进行
检验或修正通过进一步实验或
观察等对模型进行
检验或修正细菌每20分钟
分裂一次 理想条件下细菌数量增长的推测:自然界中有此类型吗?实例1:澳大利亚本来并没有兔子。 1859年,一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,野兔的数量达到6 亿只以上,遍布整个大陆。实例2:凤眼莲凤眼莲原产于南美,1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡 。20世纪30年代,环颈雉引入美国的一个岛屿,在5年的时间种群增长了数倍环颈雉种群数量增长曲线环颈雉实例3:环颈雉种群在什么条件下呈指数增长? 资源无限空间无限不受其他生物制约指数增长2000年宁波城区常住人口约为201万人,2001年宁波城区常住人口约203.1万,根据这种增长方式,假设在10年内均不变,能预测出2010宁波城区常住人口多少吗? 大约 223万人我们建立的数学模型公式是什么?
(N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后人口的数量,λ为年均增长倍数.)
Nt=N0×λt 指数增长数学模型公式及曲线是什么?指数增长指数增长的特点 起始增长很慢随着种群基数的增长,增长越来越快每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线思考:种群的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。逻辑斯谛增长K值: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逻辑斯谛增长增长条件:
资源有限
空间有限
受其他生物制约
种
群
数
量
“S”
型
增
长
曲
线数学模型K值: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增长的特点
种群起始呈加速增长
K/2时增长最快
此后便减速增长
到K值便停止或在K值上下波动思考:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。在什么条件下,老鼠数量会疯狂的增加?
老鼠种群的数量是如何增长的,是否会遵循一定的规律?
老鼠为什么没有持续增长下去,而是突然消失了?
我们该怎样防治鼠害? 提出疑问1. 在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生活的培养液,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线,如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是( )D练习2、下图为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴景部分的解释正确的是( )C练习①环境中影响种群数量的阻力 ②环境中允许种群增长的最大值 ③其数量表示种群内迁出的个体数 ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数A、① ③ B、② ③ C、① ④ D、② ④3、下图为鲸的生殖数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K点的含义分别是( )C练习A、曲线①,种群的最大数量
B、曲线②,种群的最大数量
C、曲线①,某一环境条件下的种群的最大数量
D、曲线②,某一环境条件下的种群的最大数量课件19张PPT。 第二节 种群的增长方式我市一枝黄花有4.5万株 http://www.jj.js.cn 2009-4-8来源:靖江日报
"一枝黄花",美丽"有毒"
http://www.sina.com.cn??2009年04月16日09:04??兰州晨报
淮南再次打响一枝黄花“围剿战” 2009年04月16日14时31分 淮南报业新闻网
农林部门要求速剿“一枝黄花”2009-04-02 09:07:06 来源:无锡日报
浙江省重大农业植物疫情防控考核组来丽考核验收 糖酒快讯 ? 2009-03-31 17:14????『繁體中文』?近日,由省农业厅、省财政厅、省发改委等单位组成的省重大农业植物疫情防控考核组一行,在省植物保护检疫局徐云局长的带领下,对该市2008年度柑橘黄龙病、加拿大一枝黄花、桔小实蝇等重大农业植物疫情防控工作进行了现场考核验收。市农业局吴建锋副局长陪同现场检查。凤眼莲(水葫芦)(Eichhornia crassipes)原产巴西,见于我国华北、华东、华中和华南的19个省(自治区、直辖市),作为猪饲料推广后大量逸生,堵河道、破坏水生态系统等。 鹰潭东湖:2009-03-21 滇池:20世纪90年代初 浙江绍兴古运河东湖段:2008-10-28 浙江绍兴小区河道 :2007-6-12 合肥市杏花公园人工湖 合肥市杏花公园人工湖 菌落——细菌种群讨 论 1已知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。(2)如果用N表示细菌的数量,n表示细菌的代数
(设子一代为第一代),请试着写出细菌种群数量
的数学公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写在表格中。(3)以表格中的数据,画出细菌的增长曲线。
(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)细菌种群的增长曲线 如果种群的起始数量不是1个而是N0个。
如果每经过一个繁殖期后,子代种群的数量是原来的λ倍
如果每繁殖一代的时间是确定的,方程式的变量用时间t代替n。讨 论 2大草履虫种群数量增长实验 某实验小组将大草履虫培养在适宜的培养液中,每天统计一次大草履虫的数量,并且每天将其分装到更大的加有新鲜培养液的容器中,控制适宜的环境条件,连续观察六天,得到数据如下表:大草履虫种群数量增长方式种群数量/个·ml-1高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线讨论2:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。20世纪30年代,人们将环颈雉引入美
国的一个岛屿,在1937~1942年间种群
数量的增长情况如左图。1800年人们把绵羊
引入到塔斯马尼来
岛,在此后的60年
间种群增长曲线如
左图。实例分析 问题:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。三、种群增长的“S”型曲线资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下K值(即环境容纳量):在
长时期内环境所能维持的种
群最大数量。
是种群在该环境中的稳定平
衡密度种群增长的两种方式比较资源有限、空间有限、
受其他生物制约等
有限条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长
最快,之后开始减速增长,
到达K值时便停止增长或在K
值上下波动。 种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变实例分析1、请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫种
群数量锐减的原因,说明目前我们国家实施的一些
保护措施的意义。栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的
缩小,其K值变小,这是大熊猫种群锐减的重要原因。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善
他们的栖息环境,可以提高K值。实例分析数学模型: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:观察研究对象,提出问题资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn=2n观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正课件17张PPT。 第二节 种群的增长方式宁波城市内河福寿螺泛滥成灾 市民大呼煞风景 中新浙江网8月22日电 今年入夏以来,福寿螺大量出现在宁波市
区内河里,让市民大呼煞风景。 一只“换亲”川籍大熊猫赴北京定居 宁波全市人口中,居住在城镇的人口为3324151人,与1990年第四次全国人口普查相比,城镇人口占总人口的比重上升了17.20个百分点。 2005年 新华网成都4月7日电,大熊猫“瑛华”在工作人员连哄带诱之下离开了生养“她”的卧龙中国保护大熊猫研究中心,踏上了“远嫁”北京之路,执行其作为中国首次在不同地区圈养大熊猫之间进行“换亲”工程的任务。北京围剿北美豚草外来入侵生物蔓延3万余亩《北京青年报》2004年6月1日菌落——细菌种群讨 论 1已知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。(2)如果用N表示细菌的数量,n表示细菌的代数
(设子一代为第一代),请试着写出细菌种群数量
的数学公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写在表格中。(3)以表格中的数据,画出细菌的增长曲线。
(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)细菌种群的增长曲线 讨 论 2 如果种群的起始数量不是1个而是N0个。
如果每经过一个繁殖期后,子代种群的数量是原来的λ倍
如果每繁殖一代的时间是确定的,方程式的变量用时间t代替n。大草履虫种群数量增长实验 某实验小组将大草履虫培养在适宜的培养液中,每天统计一次大草履虫的数量,并且每天将其分装到更大的加有新鲜培养液的容器中,控制适宜的环境条件,连续观察六天,得到数据如下表:大草履虫种群数量增长方式种群数量/个·ml-1高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线讨论2:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。20世纪30年代,人们将环颈雉引入美
国的一个岛屿,在1937~1942年间种群
数量的增长情况如左图。1800年人们把绵羊
引入到塔斯马尼来
岛,在此后的60年
间种群增长曲线如
左图。实例分析 问题:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。三、种群增长的“S”型曲线资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下K值(即环境容纳量):在
长时期内环境所能维持的种
群最大数量。
是种群在该环境中的稳定平
衡密度种群增长的两种方式比较资源有限、空间有限、
受其他生物制约等
有限条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长
最快,之后开始减速增长,
到达K值时便停止增长或在K
值上下波动。 种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变实例分析1、请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫种
群数量锐减的原因,说明目前我们国家实施的一些
保护措施的意义。栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的
缩小,其K值变小,这是大熊猫种群锐减的重要原因。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善
他们的栖息环境,可以提高K值。实例分析数学模型: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:观察研究对象,提出问题资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn=2n观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正课件34张PPT。 第二节
种群的增长方式一、探究培养液中酵母菌种群的动态变化(一)目的要求:
1.探究酵母菌种群数量随时间发生的变化,从而了解在封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律。
2.学习用血细胞计数板进行酵母菌计数的操作方法,学习比浊计(或比色计)的使用方法,找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。
3.初步学会试依据测量数据建立数学模型。(二)材料用具:(见课本72页)(三)方法步骤:仔细阅读课本72~74页实验过程步骤2:每组做两个样品:分别标记样品1、样品2。步骤3.对试管A进行细胞计数①倒转数次使酵母细胞分布均匀;②用滴管从试管A中取1滴培养液到血细胞计数板的方格区盖上盖玻片;③在显微镜高倍镜下镜检计数。 细胞计数板中央有两个计数室。每个计数室划分出9个大方格。每个大方格的面积为1平方毫米,加盖玻片后的深度为0.1毫米。因此,每个大方格的容积为0.1立方毫米。
中央的一个大方格以双线等分为16个中方格。每个中方格又等分为25个小方格,取中央大方格左上、右上、右下、左下4个中方格,共有100个小方格(图示)。镜检计数方法:
①方格内细胞计数顺序为:左上→右上→右下→左下;
②压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数;
③酵母细胞若有粘连要数出团块中的每一个细胞;
④出芽酵母菌的芽体体积若超过细胞体积的1/2,则算独立个体;
⑤计数总数不少于300个。稀释方法:如记数时发现细胞数较多,不易分辨,吸取的样液应当稀释。方法是:将9 mL无菌水移入1支灭菌过的试管里,然后立即将1mL培养液移入试管里并充分混匀,使原培养液被稀释10倍。再依照步骤2方法进行取样。 算出试管内细胞总数: 每一个大方格的边长为1mm,面积为1mm2,
每个中方格的边长为0.25mm,面积为0.0625mm2,
每一个小格的边长为0.05mm,面积为0.0025mm2,
盖上盖玻片后,载玻片和盖玻片之间的高度为0.1mm,
大格的容积为0.1mm3;已知1mL=1cm3=1000mm3;
每一个小格的容积为0.00025mm3,每大格有400小格
所以每个大格容积为: 0.00025mm3×400=0.1mm3。推导酵母菌细胞总数计算公式:
①1mL酵母菌细胞个数=(所数100个小格中的细胞总数÷100)×400×104。若呈稀释过,还要乘上稀释的倍数。
②试管内酵母菌细胞总数=1mL酵母菌细胞个数×10步骤6.用比浊计测定各试管的浑浊度: 最早将水样与用硅藻土(白陶土)配制的标准液进行比较。相当于1mg一定粒度的硅藻土(白陶土)在1000ml水中所产生的浊度,称为1度。 浑浊度用以表示水的清澈或浑浊程度,是衡量水质良好程度的重要指标之一。 用比浊计测定A0、B0试管内液体的浑浊程度,将所得数据填入记录表。 步骤7.
①将两位同学所测得数据填入记录表,并计算两次的平均值。
②在坐标纸上开始绘制种群变化曲线,纵坐标(y轴)代表细胞数(105~109);横坐标(x轴)代表浑浊度(0~100) 请同学们以细胞数为纵坐标,一个以时间为横坐标,一个以浊度为横坐标,建立两个直角坐标系,并根据上表的数据绘出两条曲线。6
5
4
3
2
1讨论: 1.本实验是通过显微镜下样品的细胞计数,估算试管中酵母菌细胞数量。怎样操作可以提高读数的准确性和估算数的准确性?答:本实验通过显微镜下样品的细胞计数以估算试管中种群的大小,这种方法叫做取样法。为了提高读数的准确性,在操作过程中要非常谨慎,每次计数前,要多次倒转试管使试管内的酵母菌分布均匀。同时可多做几次取平均值,可以减少各次计算之间的随机误差。 2.试管B的作用是什么?如何解释试管B中样品的浑浊度变化?答:试管B起对照作用。试管B中浑浊变化可能与无菌葡萄糖溶液的变化有关。3.为什么整个实验过程中只选择这4天进行细胞计数? 答:除这4天外,每天都测定浑浊度,用来预测曲线的变化趋势。在这4天进行细胞计数,然后每隔两天进行一次细胞计数,可以帮助学生搞清浑浊度与酵母菌实际数量关系,及时发现用浑浊度预测的曲线是否有偏差,及时进行校正。 4.在一张新的坐标纸上画直角坐标,以培养天数为横坐标,以每次测得酵母菌数为纵坐标,依据实验所得的A和B的数据,用两种不同颜色的笔分别画出两个样品的曲线图。试说明图中相似之处和不同之处,分析样品种群的增长是否有共同的趋势?答:在进行计数操作时,没有使用无菌技术,A和B都有可能逐渐被污染,因此种群增长有可能有相同趋势,但A的数值一定大于B。5.影响酵母菌种群增长的因素可能是什么?答:影响酵母菌种群增长的因素可能是葡萄糖有限、试管空间有限或由于计数操作时没有使用无菌技术,培养液受到污染,酵母菌种群增长受到其他微生物的制约。6.如果你想研究温度对酵母菌种群增长的影响,如何设计实验?答:研究温度酵母酵母种群增长的影响,可以改变温度条件,重复培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验。如,实验开始之前将培养液放在平均温度为15℃左右的恒温箱里,或者把一组试管放入30℃的水浴锅中,另一组试管放入50℃的水浴锅中进行比较,每天检测并计数这些试管中的酵母菌种群数量的变化情况从而说明温度对酵母菌增长的影响。 从前面的实验中,酵母菌在第一天增长速度非常快。科学家的研究证明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。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间后的数量,并填写在表格中。(2)如果用N表示细菌的数量,n表示细菌的代数(设子一代为第一代),请试着写出细菌种群数量的数学公式。2 4 8 16 32 64 128 256N=2n讨论一(3)以表格中的数据,画出细菌的增长曲线。
(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)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:观察研究对象,提出问题资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn=2n观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正4.这种细菌36小时后,将完成多少个世代,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少? 这么多的细菌足可把地球表面铺满33cm厚,如果再繁殖1h,细菌数目又是它8倍,那时我们每个人都会被淹没在细菌的汪洋大海中。事实上是不是这样?解:
36小时后将完成的世代:n=36×60÷20=108(代)
产生的细菌有:N=2108像细菌这样的增长方式其他生物有没有? 20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,在1937~1942年间种群数量的增长情况如左图。请看课本74页~75也相关内容 从前面的细菌增长、环颈雉引入美国某岛屿初期的增长、课本上举例的野鸭增长,都出现了一个共同特征,起始增长很慢,但随着种群基数的加大增长会越来越快,每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长,其增长势头强大——称为:指数式增长,其曲线很像一个“J”字,又称为“J”型增长。 种群呈指数增长必须在资源无限、空间无限、不受其他生物的制约的理想条件下才可能呈现指数增长。◆如果种群的起始数量不是1个而是N0个;
◆如果每经过一个繁殖期后,子代种群的数量是原来的λ倍(不是2倍);
◆如果每繁殖一代的时间是确定的,这个变量我们不是说第一代,第二代,而是说第一个20分钟,第二个20分钟,或第一个繁殖期,第二个繁殖期,这个变量用时间t代替n,那么这个方程式又该如何表示?讨论二Nt=N0·λt根据指数增长的曲线有一个绵羊种群,起始数量为N0,每年增长率都保持不变,第二年的种群数量是第一年的?倍,绵羊种群的数量将会怎样变化? 一年后:N1=N0?二年后:N2=N0?2Nt=N0?t例:种群增长的“J”型曲线小结 ①产生条件: 理想状态——食物充足,空间不限,气候适宜,没有敌害等无其他制约;②增长特点: 种群数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的λ倍。③量的计算:Nt=N0 λt (N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,λ为年均增长率。) t年后种群的数量为: 高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线!讨论三:请看 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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。生态学家高斯的实验大草履虫种群的增长曲线讨论:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些? 种群的这种增长方式称为:逻辑斯蒂增长。 种群的逻辑斯蒂增长,因其曲线成“S”型,又称的“S”型增长: 产生的条件:在 自然状态下,资源和空间是有限的,同时还受其他生物制约(如天敌、种内斗争、种间竞争、捕食等)。即在有环境阻力的条件下的种群增长方式。特点是:种群起始呈加速增长,K/2时增长最快,此后便开始减速增长,到K值时便停止增长或在K值上下波动。所以K值是种群在该环境中的稳定平衡密度。 问题:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?答:建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。答:可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。根据种群增长的“S”型曲线讨论: 1800年人们把绵羊引入到塔斯马尼亚岛,在此后的60年间种群增长曲线如上图。请见课本76页图4-5《种群的逻辑斯蒂增长曲线》和图4-6《黄猩猩果蝇在人工饲养条件下的逻辑斯蒂增长》资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下K值(即环境容纳量):在
长时期内环境所能维持的种
群最大数量。
是种群在该环境中的稳定平
衡密度种群增长的两种方式比较资源有限、空间有限、受其他生物制约等有限条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长
最快,之后开始减速增长,
到达K值时便停止增长或在K
值上下波动。无K值有K值1、野生生物资源合理利用和保护—鱼类的捕捞
2、害虫的防治—蝗虫的防治思考:鱼群最合理的捕捞量是多少?研究种群数量变化的意义 ⑴如果种群处在一个理想的环境中,
没有资源和空间的限制,种群内个
体数量的增长曲线是____,用达尔文
的进化理论解释,这是由于生物具
有__________特性。
⑵如果将该种群置入有限制的自然
环境中,种群内个体数量的增长曲
线是_____,用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示___________________________________。
⑶影响种群密度的主要因素是种群的_________、
________、___________和__________。例:下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线,请
仔细分析图后回答下列问题:ab个体数时间ab在生存斗争过程中淘汰的个体过度繁殖死亡率出生率性别比例年龄组成 种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变实例分析 请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫种
群数量锐减的原因,说明目前我们国家实施的一些
保护措施的意义。栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的
缩小,其K值变小,这是大熊猫种群锐减的重要原因。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善
他们的栖息环境,可以提高K值。实例分析6
5
4
3
2
1 以上曲线是酵母菌种群在一个封闭试管中增长、稳定、下降,最后全部死亡的一条曲线,请根据你现有知识解释酵母菌种群增长、稳定、下降,最后全部死亡的原因。作业:
1. 阅读76页《海洋鱼类的最大捕获量》
2. 77页《思考与练习》
3. 学习丛书《生物》》课件28张PPT。第2节 种群数量的变化菌落——细菌种群 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。1.n代细菌数量的计算公式是:
Nn=2nn= 60 min × 72 h÷20 min
=216
Nn=2n = 2216
问题探讨2.72小时后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?3.请将公式Nn=2n变成曲线图将数学公式(N=2n)变为曲线图2 4 8 16 32 64 128数学模型的表现形式公式法
曲线图法Nn=2n准确
直观数学模型: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:观察研究对象
提出问题在资源和空间无限的环
境中,细菌种群的增长
不受影响的情况下提出合理的假设Nn = 2n根据实验数据,用适
当的数学形式对事物的
性质进行表达观察、统计细菌数量,
对自己建立的模型进行
检验或修正通过进一步实验或
观察等对模型进行
检验或修正细菌每20分钟
分裂一次数学模型建构的一般过程? 提出问题? 作出假设? 建立模型? 模型的检验与修正一、建构种群增长模型的方法类型:⑶坐标式(曲线图、柱状图)⑴数据分析表格式⑵数学方程式Nn=2n 理想条件下细菌数量增长的推测:自然界中有此类型吗?实例1:澳大利亚本来并没有兔子。 1859年,一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,野兔的数量达到6 亿只以上,遍布整个大陆。实例2:凤眼莲凤眼莲原产于南美,1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡 。20世纪30年代,环颈雉引入美国的一个岛屿,在5年的时间种群增长了数倍环颈雉种群数量增长曲线环颈雉实例3:环颈雉种群在什么条件下呈指数增长? 资源无限空间无限不受其他生物制约指数增长种群增长的“J”型曲线Nt = N0λt 某动物种群的起始数量为N0,此后每年的种群数量都为前一年的λ倍,则一年后该种群的数量应为:
二年后该种群的数量为:
t年后则为: N1= N0λN2= N1λ = N0λ2,指数增长数学模型公式及曲线是什么?指数增长指数增长的特点 起始增长很慢随着种群基数的加大,增长越来越快每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长种群增长速率越来越快,增长率保持不变发生时间:种群迁入新环境的一定时期高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线思考:种群的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。逻辑斯谛增长K值: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逻辑斯谛增长增长条件:
资源有限
空间有限
受其他生物制约
种
群
数
量
“S”
型
增
长
曲
线数学模型K值: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增长的特点
种群起始呈加速增长
K/2时增长最快
此后便减速增长
到K值便停止或在K值上下波动种群增长速率先增加,后减少思考:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。理想条件下
资源无限自然条件下
资源有限实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长一般自然种群的增长不变变化无有逐渐增大阴影部分代表
因环境阻力而
被淘汰的个体;
阴影的大小代表环境阻力的大小。总结1. 在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生活的培养液,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线,如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是( )D练习2、下图为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴景部分的解释正确的是( )C练习①环境中影响种群数量的阻力 ②环境中允许种群增长的最大值 ③其数量表示种群内迁出的个体数 ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数A、① ③ B、② ③ C、① ④ D、② ④3、下图为鲸的生殖数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K点的含义分别是( )C练习A、曲线①,种群的最大数量
B、曲线②,种群的最大数量
C、曲线①,某一环境条件下的种群的最大数量
D、曲线②,某一环境条件下的种群的最大数量Cq某种鱼迁入一生态系统后,种群数量增长率
随时间变化的曲线,下列叙述正确的是( )
A.在T0-T2时,种群数量呈“J”型增长
B.若在T2时种群的数量为N,则在T1时种群的
数量为N/2;
C.捕获该鱼的最佳时期为T2时
D.在TI-T2时,该鱼种群数量呈下降趋势。B(2005·全国卷Ⅰ·5)为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,根据种群增长的S型曲线,应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上 ( )
A、种群数量相对稳定
B、种群增长量最大
C、种群数量最大
D、环境条件所允许的种群数量最大B课件16张PPT。 第二节 种群的增长方式宁波城市内河福寿螺泛滥成灾 市民大呼煞风景 中新浙江网8月22日电 今年入夏以来,福寿螺大量出现在宁波市
区内河里,让市民大呼煞风景。 一只“换亲”川籍大熊猫赴北京定居 宁波全市人口中,居住在城镇的人口为3324151人,与1990年第四次全国人口普查相比,城镇人口占总人口的比重上升了17.20个百分点。 2005年 新华网成都4月7日电,大熊猫“瑛华”在工作人员连哄带诱之下离开了生养“她”的卧龙中国保护大熊猫研究中心,踏上了“远嫁”北京之路,执行其作为中国首次在不同地区圈养大熊猫之间进行“换亲”工程的任务。北京围剿北美豚草外来入侵生物蔓延3万余亩《北京青年报》2004年6月1日讨 论 1已知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。(2)如果用N表示细菌的数量,n表示细菌的代数
(设子一代为第一代),请试着写出细菌种群数量
的数学公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写在表格中。(3)以表格中的数据,画出细菌的增长曲线。
(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)细菌种群的增长曲线 如果种群的起始数量不是1个而是N0个。
如果每经过一个繁殖期后,子代种群的数量是原来的λ倍
如果每繁殖一代的时间是确定的,方程式的变量用时间t代替n。讨 论 2大草履虫种群数量增长实验 某实验小组将大草履虫培养在适宜的培养液中,每天统计一次大草履虫的数量,并且每天将其分装到更大的加有新鲜培养液的容器中,控制适宜的环境条件,连续观察六天,得到数据如下表:大草履虫种群数量增长方式种群数量/个·ml-1高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线讨论2:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。20世纪30年代,人们将环颈雉引入美
国的一个岛屿,在1937~1942年间种群
数量的增长情况如左图。1800年人们把绵羊
引入到塔斯马尼来
岛,在此后的60年
间种群增长曲线如
左图。实例分析 问题:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。三、种群增长的“S”型曲线资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下K值(即环境容纳量):在
长时期内环境所能维持的种
群最大数量。
是种群在该环境中的稳定平
衡密度种群增长的两种方式比较资源有限、空间有限、
受其他生物制约等
有限条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长
最快,之后开始减速增长,
到达K值时便停止增长或在K
值上下波动。 种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变实例分析1、请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫种
群数量锐减的原因,说明目前我们国家实施的一些
保护措施的意义。栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的
缩小,其K值变小,这是大熊猫种群锐减的重要原因。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善
他们的栖息环境,可以提高K值。实例分析数学模型: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:观察研究对象,提出问题资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn=2n观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正课件24张PPT。第二节 种群的增长方式 第
2
节核心要点突破实验探究创新知能过关演练基础自主梳理课标领航课标领航
通过本节的学习,我能够
1.通过活动探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化规律,尝试建立数学模型。
2.概述种群指数增长的条件及特点。
3.概述种群逻辑斯谛增长的条件及特点。
【重点】 两种种群的增长方式。
【难点】 探究培养液中酵母菌种群数量的变化。情景导引
在湖泊中放养鱼虾,如果一次投放的幼苗过多或延迟捕捞,由于环境容纳量限制,都不能达到效益的最大化;相反,如果大肆捕捞,使鱼虾数量大大减少,其种群往往要经过相当长的延滞期才能进入指数增长期,对生产极为不利。基础自主梳理一、种群的指数增长
1.条件:在理想条件下,包括_________、空间无限和不受其他生物制约。
2.特点:起始增长很___,随种群_____的加大,增长会越来越快,呈现_____增长。
3.增长曲线:_____形曲线,指数增长。资源无限慢基数指数“J”思考感悟
1.指数增长曲线反映出种群数量持续增长,其增长率是否也持续增大?
【提示】 其增长率是保持不变的。二、种群的逻辑斯谛增长
1.条件:有限条件,包括_____有限、_____有限和受到其他生物制约条件。
2.曲线:在自然界中,种群一般呈____形增长。
3.特点:起始增长呈现______增长,K/2时增长_____,此后开始_____增长,达到___值时停止增长或在_____上下波动。
4.K值: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。K值随环境空间的改变而发生变化。资源空间“S”加速减速K值K最快思考感悟
2.实验室内短时间培养某种微生物,该生物的种群数量一般属于哪种增长类型?对于一个自然种群来讲,种群数量增长属于什么类型?
【提示】 由于实验室内短时间培养,能提供足够的营养、空间,且不存在天敌,所以种群的增长将呈现“J”形增长。对于一个自然种群来讲,由于生存环境有限,随着种群密度的上升,个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧,以该种群为食的捕食者的数量也会增加,从而使该种群的出生率降低,死亡率增高,当出生率和死亡率基本相等时,即种群数量达到环境容纳的最大值(K值),种群数量呈现“S”形增长。核心要点突破要点两种种群增长方式的比较种群数量两种增长方式的差异
两种增长方式的差异,主要在于环境阻力对种群数量增长的影响,按照达尔文自然选择学说,它就是通过生存斗争淘汰的个体,可用下图来表示。 (2011年临川一中高二检测)如图表示某种鱼迁入一个生态系统后,种群数量增长率随时间变化的曲线,下列叙述中正确的是( ) A.在t0~t2时间内,种群数量呈“J”形增长
B.若在t2时种群的数量为N,则在t1时种群的数量为N/2
C.捕获该鱼的最佳时期为t2时
D.在t1~t2时,该鱼的种群数量呈下降趋势
【尝试解答】 ____
【解析】 由图中曲线的趋势可以判断种群增长方式为“S”形增长,所以t1时增长最快,种群数量为K/2,之后种群仍在增长,但增长速率越来越慢。捕获该鱼的最佳时期应为t1之后,剩余量不能少于K/2,以保持种群的快速增长,做到可持续发展。B【互动探究】 (1)如果t2时捕捞,最佳捕捞量为多少?
(2)求t1~t2时段内种群数量的变化情况。
【提示】 (1)K/2,以保持其快速增长。
(2)增长速率减慢,但种群数量仍在增加。【探规寻律】 K与K/2在实践中的应用实验探究创新 探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.实验原理
(1)酵母菌属兼性厌氧型单细胞真菌,但其出芽生殖主要在有氧条件下进行的,呼吸产物为CO2和H2O,无氧时产生CO2和酒精。
(2)酵母菌培养用液体培养基,其种群的增长受到培养液成分等多种因素的影响。(3)在理想的无限环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线;在有限的环境下,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线;在不补充营养物质的情况下,酵母菌的增长呈“几”形曲线。
2.方法步骤
(1)设计实验数据记录表。
(2)配制样品:每组做两个样品,分别标记为样品1和样品2。
样品1:用同样方法配制样品2。
(3)酵母菌细胞计数
①计数前拧紧试管盖将试管倒转数次,目的使酵母细胞分布均匀。
②镜检计数方法
a.方格内细胞的计数顺序为左上→右上→右下→左下。
b.压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数。
c.酵母细胞若有粘连,要数出团块中的每一个细胞。d.出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2,则算独立个体。
e.计数总数不少于300个细胞。
b.每毫升体积内的细胞数=每方格内的细胞数×2500 。
c.试管内的细胞总数=每毫升体积内的细胞数×10。
(4)用比浊计测定各试管的浑浊度。(5)样品2重复以上操作。
(6)将所获得数据记录在记录表内,并计算两次计数的平均值。
(7)以后几天重复对试管A、B的浑浊度进行测定和细胞计数,并记录。计数时可稀释后计数,以方格内计数300左右为准,但注意将稀释倍数计算在内。
(8)数学模型的构建
①绘制酵母数与浑浊度关系曲线。
②绘制酵母数与时间(天数)的关系曲线。实战演练 某生物兴趣小组开展探究实验,课题是“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。
实验材料、用具:菌种和无菌培养液、试管、血细胞计数板(2 mm×2 mm方格)、滴管、显微镜等。
酵母菌的显微计数方法:
①血细胞计数板:是带有微小方格刻度的玻璃片,用于在显微镜下对微生物的计数。
②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。连续观察7天,并记录每天的数值。根据以上叙述回答下列问题:
(1)根据所学知识,该课题的实验假设是:开始一段时间酵母菌呈“J”形增长,随着时间的推移,环境中________变得有限,酵母菌数量呈“S”形增长。
(2)本实验没有另设对照实验,原因是________________________。该实验是否需要重复实验?________,试解释原因:____________
____________________________。(3)在吸取培养液计数前,要轻轻倒转数次试管,原因是__________________。如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取的措施是________________。
(4)在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群增长因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题。________________________________________________。答案:(1)资源和空间 (2)该实验在时间上形成前后对照 需要 为了提高实验数据的准确性 (3)使酵母菌分布均匀 增加稀释倍数 (4)酵母菌的种群数量与营养物质(代谢废物或溶氧量)的变化关系课件24张PPT。第二节 种群的增长方式在什么条件下,老鼠数量会疯狂的增加?
老鼠种群的数量是如何增长的,是否会遵循一定的规律?
老鼠为什么没有持续增长下去,而是突然消失了?
我们该怎样防治鼠害? 提出疑问本节聚焦尝试建构种群增长的数学模型
区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长
举例说明环境容纳量菌落——细菌种群 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。1.n代细菌数量的计算公式是:
Nn=2nn= 60 min × 72 h÷20 min
=216
Nn=2n = 2216
问题探讨2.72小时后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?3.请将公式Nn=2n变成曲线图将数学公式(N=2n)变为曲线图2 4 8 16 32 64 128数学模型的表现形式公式法
曲线图法Nn=2n准确
直观数学模型: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:观察研究对象
提出问题在资源和空间无限的环
境中,细菌种群的增长
不受影响的情况下提出合理的假设Nn = 2n根据实验数据,用适
当的数学形式对事物的
性质进行表达观察、统计细菌数量,
对自己建立的模型进行
检验或修正通过进一步实验或
观察等对模型进行
检验或修正细菌每20分钟
分裂一次 理想条件下细菌数量增长的推测:自然界中有此类型吗?实例1:澳大利亚本来并没有兔子。 1859年,一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,野兔的数量达到6 亿只以上,遍布整个大陆。实例2:凤眼莲凤眼莲原产于南美,1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡 。20世纪30年代,环颈雉引入美国的一个岛屿,在5年的时间种群增长了数倍环颈雉种群数量增长曲线环颈雉实例3:环颈雉种群在什么条件下呈指数增长? 资源无限空间无限不受其他生物制约指数增长2000年宁波城区常住人口约为201万人,2001年宁波城区常住人口约203.1万,根据这种增长方式,假设在10年内均不变,能预测出2010宁波城区常住人口多少吗? 大约 223万人我们建立的数学模型公式是什么?
(N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后人口的数量,λ为年均增长倍数.)
Nt=N0×λt 指数增长数学模型公式及曲线是什么?指数增长指数增长的特点 起始增长很慢随着种群基数的增长,增长越来越快每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线思考:种群的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。逻辑斯谛增长K值: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逻辑斯谛增长增长条件:
资源有限
空间有限
受其他生物制约
种
群
数
量
“S”
型
增
长
曲
线数学模型K值: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增长的特点
种群起始呈加速增长
K/2时增长最快
此后便减速增长
到K值便停止或在K值上下波动思考:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。在什么条件下,老鼠数量会疯狂的增加?
老鼠种群的数量是如何增长的,是否会遵循一定的规律?
老鼠为什么没有持续增长下去,而是突然消失了?
我们该怎样防治鼠害? 提出疑问1. 在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生活的培养液,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线,如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是( )D练习2、下图为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴景部分的解释正确的是( )C练习①环境中影响种群数量的阻力 ②环境中允许种群增长的最大值 ③其数量表示种群内迁出的个体数 ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数A、① ③ B、② ③ C、① ④ D、② ④3、下图为鲸的生殖数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K点的含义分别是( )C练习A、曲线①,种群的最大数量
B、曲线②,种群的最大数量
C、曲线①,某一环境条件下的种群的最大数量
D、曲线②,某一环境条件下的种群的最大数量课件19张PPT。 第二节 种群的增长方式加拿大一枝黄花(Solidago?canadensis),又称为“黄莺花”、“麒麟草”、“幸福草”,为菊科一枝黄花属多年生草本植物。原产北美,上世纪30年代中期作为观赏植物引进到上海、江苏一带。之后的几十年里,其种子经风鸟传播和人为因素扩散蔓延,成为河滩、荒地、道路两侧、农田旁边、平原城镇住宅旁甚至绿化地带的杂草,变成了外来入侵植物。加拿大一枝黄花在上海蔓延后,在近二三十年内已导致上海地区30多种本地土著植物物种的消失。
加拿大一枝黄花成株株高1—4米,一般为2米左右。主茎直立,近木质化,具根状茎。单叶,互生。叶披针形或线状披针形,叶基楔形,下延至柄,叶柄内侧均具一个锥形腋芽。中下部腋芽为休眠芽,上部为活动芽,可发育成分枝和花序。花为金黄色,由无数小型头状花序组成,每株可以形成2万—20万粒种子。种子室内发芽率为50%左右凤眼莲(水葫芦)(Eichhornia crassipes)原产巴西,见于我国华北、华东、华中和华南的19个省(自治区、直辖市),作为猪饲料推广后大量逸生,堵河道、破坏水生态系统等。 滇池:20世纪90年代初 合肥市杏花公园人工湖 合肥市杏花公园人工湖 菌落——细菌种群讨 论 1已知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。(2)如果用N表示细菌的数量,n表示细菌的代数
(设子一代为第一代),请试着写出细菌种群数量
的数学公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写在表格中。(3)以表格中的数据,画出细菌的增长曲线。
(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)细菌种群的增长曲线 如果种群的起始数量不是1个而是N0个。
如果每经过一个繁殖期后,子代种群的数量是原来的λ倍
如果每繁殖一代的时间是确定的,方程式的变量用时间t代替n。讨 论 2大草履虫种群数量增长实验 某实验小组将大草履虫培养在适宜的培养液中,每天统计一次大草履虫的数量,并且每天将其分装到更大的加有新鲜培养液的容器中,控制适宜的环境条件,连续观察六天,得到数据如下表:大草履虫种群数量增长方式种群数量/个·ml-1高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线讨论2:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。20世纪30年代,人们将环颈雉引入美
国的一个岛屿,在1937~1942年间种群
数量的增长情况如左图。1800年人们把绵羊
引入到塔斯马尼来
岛,在此后的60年
间种群增长曲线如
左图。实例分析 问题:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。三、种群增长的“S”型曲线资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下K值(即环境容纳量):在
长时期内环境所能维持的种
群最大数量。
是种群在该环境中的稳定平
衡密度种群增长的两种方式比较资源有限、空间有限、
受其他生物制约等
有限条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长
最快,之后开始减速增长,
到达K值时便停止增长或在K
值上下波动。 种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变实例分析1、请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫种
群数量锐减的原因,说明目前我们国家实施的一些
保护措施的意义。栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的
缩小,其K值变小,这是大熊猫种群锐减的重要原因。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善
他们的栖息环境,可以提高K值。实例分析数学模型: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:观察研究对象,提出问题资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn=2n观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正课件17张PPT。种群的增长方式衢州:闲田种席草 过年有闲钱 ? 1月28日,衢江区廿里镇佘塘头村村民郑良兴招待城里来他家拜年的客人。他说,今年过年有闲钱,全凭出租闲田。
郑良兴指着离自家不远的承包田对客人说,去年11月有上海草席厂的老板来我们这里租田种席草,租用到今年的6月30日。这期间,虽然有一段时间适宜早稻种植,但近年大多数的村民将农田荒闲着,只种一熟晚稻。农民们见有人租闲田种席草,而且不影响晚稻的种植,纷纷把自家闲着的承包田租给上海草席厂的老板。 思考: 小明要种席草,想在自己的一亩地里获得最大的收益,到底应该种多少株席草才合适呢?血球计数板计数16×2525×16 某研究性学习小组通过资料查找发现:在15℃至35℃温度范围内,酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少,他们设置了5组实验,每隔24h取样检测一次,连续观察7天。实验过程中,每隔24小时取一定量的酵母菌培养液,用血球计数板在显微镜下进行细胞计数,并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群密度,这种方法称为样方法。
(1)血球计数板的计数室长和宽各为1mm,深度为0.1mm,其中25×16型的血球计数板计数室以双线等分成25个中方格,每个中方格又分成16个小方格。一般计数时选取的中方格位于计数室的_______________。
图1表示的是其中一个中方格的情
况,对该中方格中的酵母菌进行
计数的结果是__________个。
如果计数的几个中方格中的细胞
平均数为20个,则1mL培养液中
酵母菌的总数为________个。 小明需要如何管理自己一亩地
的席草才能获得较高的产量呢? 思考:种群增长的 “J”型曲线(指数增长)产生条件:理想状态——食物充足,空间充裕,
环境适宜,没有敌害等;
增长特点:种群数量每单位时间以一定的增长率
呈指数增长。(N0为起始数量, t为时间,
Nt表示t个单位时间后该种群的数量,增长率为λ-1 .) 种群增长的 “S”型曲线(逻辑斯谛增长)产生条件:存在环境阻力——食物、空间、种内斗争、
种间竞争、天敌等起始K/2K增长速率0最大0种群密度加速增大减速增大增长特点:下表是他们进行相关探究实验所得到的结果(单位:×106个/ml)。 酵母菌种群数量1、环境条件(如温度)改变,K值会上下移动。
2、环境条件(如温度)改变,达到K值的时间也会改变。自然环境中的逻辑斯谛增长规律的总结:1、种群数量达到K/2时,种群增长速率最大。2、环境容纳量K值不是固定不变的。有利
的环境条件下K值会提高,不利环境条件下
K值会降低。3、初始种群密度和环境条件的改变也会影响
达到K值的时间。
01002003004001234567时间环境阻力空间有限养料不足
种间竞争
天敌捕食
寄生虫
传染病等
气候不适K值:环境容纳量农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量,但是其潜力有所限制。再见课件14张PPT。种群的增长方式情境:种群“爆炸” 一只雌性棉蚜如果它的生殖潜力充分发挥,且其后代全部成活,并依然能够保持这样的繁殖能力。那么,150d后,棉蚜的总数量将会达到672 623 333 074 292 603 508棉蚜,牙科昆虫一种,体长2mm左右个,他们的总质量约相当于3363亿人的体重。如果把蚜虫一个一个头尾相接的排列起来,长度约等于太阳和地球之间距离的70多万陪
在实验室内把黄猩猩果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌,其种群增长表现出一种典型的逻辑斯蒂曲线“J”型曲线和“S”型曲线的解读“J”形曲线和“S”形曲线的解读例:如图,种群在理想环境中呈“J”形增长(如甲);在有环境阻力条件下呈“S”形增长(如乙),下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是 B.若此图表示湖泊中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞 常在c~d时进行D.若此图表示某海洋鱼类的增长曲线,在c点种内斗争最激烈A.环境阻力对种群增长的影响出现在e点之后C.若此图表示菜青虫的种群增长曲线,则虫害的防治应在c点开始B.若此图表示湖泊中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞 常在c~d时进行形成性练习1、理想状态下数学模型的建构 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。Nn=2n1、理想状态下数学模型的建构拓展:将某基因型为Aa的植株连续自交,从理论上推算,子3代中Aa出现的概率?并尝试建构关于子n代中Aa出现概率的数学模型。 探究酵母菌种群数量的动态变化2、自然条件下数学模型的建构血细胞计数板
血细胞计数板被用以对人体内红、白血球进行显微计数之用,也常用于计算一些细菌、真菌、酵母等微生物的数量,是一种常见的生物学工具。返回血细胞计数板使用的注意事项压在中格方格线上的细胞只计左线和上线的细胞数出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2,则算独立个体方格内细胞数目过多,可以稀释以后再进行记数研究小组的做法是:当中格里的细胞数目超过100个,则进行稀释。将1mL的酵母菌培养液加9mL的无菌水混合。相当于稀释10倍。为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某学生按下表完成了有关实验。请写出该学生研究的课题名称用显微镜定期测酵母菌数目,结果仅A管中第三天开始个体数目迅速增加,第五天开始A管中个体数目达到最大,第六天结束实验。请将A、B、C三组预期结果的走势图表示如下温度、营养物质对酵母菌种群数量变化的影响课件15张PPT。种群的增长方式理想条件下:有限环境中:种群的增长方式:K知识回顾资源无限、空间无限、不受其他生物制约资源有限、空间有限、受到其他生物制约指数增长(“J”形曲线)逻辑斯谛增长(“S”形曲线)酵母菌 问题探究1、在实验室条件下,我们该选择哪些生物来探究种群增长方式呢?草履虫果蝇小球藻等这些生物的共同点是:生长周期短,增殖速度快,
易于培养、计数方便等酵母菌 问题探究1、在实验室条件下,我们该选择哪些生物来探究种群增长方式呢?草履虫果蝇小球藻等 酵母菌生长周期短,增殖速度快且世代间不重叠,在实验室条件下,用液体培养基培养酵母菌,可以观察酵母菌种群数量随时间变化的情况。现欲探究培养液中酵母菌种群的增长方式,请根据以下提供的实验材料和用具,设计实验思路,并设计用于记录实验数据的表格、绘制用于呈现实验数据的坐标系,并预测实验结果。
材料和用具:酵母菌母液、无菌培养液、显微镜、培养瓶等。
(要求:答题时对酵母菌的具体计数方法、培养方法不作要求)
(1)实验思路: ①…
(2)设计用于记录实验数据的表格、绘制用于呈现实验数据的坐标系,并注明坐标轴名称:
(3)预测实验结果:2、如何利用酵母菌探究种群的增长方式呢?问题探究(1)实验思路:
①取若干个培养瓶分别加入等量的无菌培养液,然后各加入少量且数量相同的酵母菌母液,并记录。
②在适宜条件下培养,并每隔一段时间进行镜检、计数各瓶中单位体积内酵母菌的个体数,求平均值并记录。
③分析处理实验数据
(2)设计用于记录实验数据的表格、绘制用于呈现实验数据的坐标系,并注明坐标轴名称:
(3)预测实验结果:①⑥②③④⑤列标行标表头数据格表格设计要素⑦表格名称自变量及具体内容记录实验结果自变量(单位)因变量(单位)0坐标系设计要素问题探究如何维持在K值上下波动?理想条件:资源无限、空间无限、不受其他生物制约若要得到“J”形曲线,理想条件该如何创设?不断更换培养液理想条件如何创设?①取若干个培养瓶分别加入等量的无菌培养液,然后各加入少量且数量相同的酵母菌母液,并记录。在适宜条件下不断分瓶培养,酵母菌种群的增长曲线为“J”形,即其增长方式为指数增长。②在适宜条件下不断分瓶培养,并每隔一段时间进行镜检、计数各瓶中单位体积内酵母菌的个体数,求平均值并记录。③分析处理实验数据实验结果有什么不同?问题探究上述探究实验中是否要进行灭菌处理和无菌操作?本探究需要设置对照吗?如果需要,请讨论说明怎样设计;
如不需要,请说明理由。 不需要。本实验目的旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化,只要分组重复实验,获得平均数值,求得准确即可。本探究实验中,若实验生物改为草履虫、果蝇、小球藻等,培养条件有何区别?请举例。需要拓展探究影响酵母菌种群增长的因素有哪些?例:探究温度对酵母菌种群增长的影响实验思路:材料和用具:酵母菌母液、无菌培养液、显微镜、培养瓶、2、将上述培养瓶分别在不同温度的恒温培养箱中培养,并每隔一段时间进行镜检、计数各瓶中单位体积内酵母菌的个体数,并作记录。3、分析处理实验数据。1、取若干培养瓶分别加入等量无菌培养液,然后各加入少量且数量相同的酵母菌母液,做好记录。恒温培养箱等。实验结果示例:A试管如图所示,请补充B试管的增长曲线B影响种群增长的因素还有:营养物质、pH、氧气等可以探究的课题还有:探究酵母菌种群数量与营养物质(或pH、溶氧等)的关系谢谢大家课件17张PPT。种群的增长方式衢州:闲田种席草 过年有闲钱 ? 1月28日,衢江区廿里镇佘塘头村村民郑良兴招待城里来他家拜年的客人。他说,今年过年有闲钱,全凭出租闲田。
郑良兴指着离自家不远的承包田对客人说,去年11月有上海草席厂的老板来我们这里租田种席草,租用到今年的6月30日。这期间,虽然有一段时间适宜早稻种植,但近年大多数的村民将农田荒闲着,只种一熟晚稻。农民们见有人租闲田种席草,而且不影响晚稻的种植,纷纷把自家闲着的承包田租给上海草席厂的老板。 思考: 小明要种席草,想在自己的一亩地里获得最大的收益,到底应该种多少株席草才合适呢?血球计数板计数16×2525×16 某研究性学习小组通过资料查找发现:在15℃至35℃温度范围内,酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少,他们设置了5组实验,每隔24h取样检测一次,连续观察7天。实验过程中,每隔24小时取一定量的酵母菌培养液,用血球计数板在显微镜下进行细胞计数,并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群密度,这种方法称为样方法。
(1)血球计数板的计数室长和宽各为1mm,深度为0.1mm,其中25×16型的血球计数板计数室以双线等分成25个中方格,每个中方格又分成16个小方格。一般计数时选取的中方格位于计数室的_______________。
图1表示的是其中一个中方格的情
况,对该中方格中的酵母菌进行
计数的结果是__________个。
如果计数的几个中方格中的细胞
平均数为20个,则1mL培养液中
酵母菌的总数为________个。 小明需要如何管理自己一亩地
的席草才能获得较高的产量呢? 思考:种群增长的 “J”型曲线(指数增长)产生条件:理想状态——食物充足,空间充裕,
环境适宜,没有敌害等;
增长特点:种群数量每单位时间以一定的增长率
呈指数增长。(N0为起始数量, t为时间,
Nt表示t个单位时间后该种群的数量,增长率为λ-1 .) 种群增长的 “S”型曲线(逻辑斯谛增长)产生条件:存在环境阻力——食物、空间、种内斗争、
种间竞争、天敌等起始K/2K增长速率0最大0种群密度加速增大减速增大增长特点:下表是他们进行相关探究实验所得到的结果(单位:×106个/ml)。 酵母菌种群数量1、环境条件(如温度)改变,K值会上下移动。
2、环境条件(如温度)改变,达到K值的时间也会改变。自然环境中的逻辑斯谛增长规律的总结:1、种群数量达到K/2时,种群增长速率最大。2、环境容纳量K值不是固定不变的。有利
的环境条件下K值会提高,不利环境条件下
K值会降低。3、初始种群密度和环境条件的改变也会影响
达到K值的时间。
01002003004001234567时间环境阻力空间有限养料不足
种间竞争
天敌捕食
寄生虫
传染病等
气候不适K值:环境容纳量农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量,但是其潜力有所限制。再见课件14张PPT。种群的增长方式情境:种群“爆炸” 一只雌性棉蚜如果它的生殖潜力充分发挥,且其后代全部成活,并依然能够保持这样的繁殖能力。那么,150d后,棉蚜的总数量将会达到672 623 333 074 292 603 508棉蚜,牙科昆虫一种,体长2mm左右个,他们的总质量约相当于3363亿人的体重。如果把蚜虫一个一个头尾相接的排列起来,长度约等于太阳和地球之间距离的70多万陪
在实验室内把黄猩猩果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌,其种群增长表现出一种典型的逻辑斯蒂曲线“J”型曲线和“S”型曲线的解读“J”形曲线和“S”形曲线的解读例:如图,种群在理想环境中呈“J”形增长(如甲);在有环境阻力条件下呈“S”形增长(如乙),下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是 B.若此图表示湖泊中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞 常在c~d时进行D.若此图表示某海洋鱼类的增长曲线,在c点种内斗争最激烈A.环境阻力对种群增长的影响出现在e点之后C.若此图表示菜青虫的种群增长曲线,则虫害的防治应在c点开始B.若此图表示湖泊中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞 常在c~d时进行形成性练习1、理想状态下数学模型的建构 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。Nn=2n1、理想状态下数学模型的建构拓展:将某基因型为Aa的植株连续自交,从理论上推算,子3代中Aa出现的概率?并尝试建构关于子n代中Aa出现概率的数学模型。 探究酵母菌种群数量的动态变化2、自然条件下数学模型的建构血细胞计数板
血细胞计数板被用以对人体内红、白血球进行显微计数之用,也常用于计算一些细菌、真菌、酵母等微生物的数量,是一种常见的生物学工具。返回血细胞计数板使用的注意事项压在中格方格线上的细胞只计左线和上线的细胞数出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2,则算独立个体方格内细胞数目过多,可以稀释以后再进行记数研究小组的做法是:当中格里的细胞数目超过100个,则进行稀释。将1mL的酵母菌培养液加9mL的无菌水混合。相当于稀释10倍。为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某学生按下表完成了有关实验。请写出该学生研究的课题名称用显微镜定期测酵母菌数目,结果仅A管中第三天开始个体数目迅速增加,第五天开始A管中个体数目达到最大,第六天结束实验。请将A、B、C三组预期结果的走势图表示如下温度、营养物质对酵母菌种群数量变化的影响课件24张PPT。第二节 种群的增长方式在什么条件下,老鼠数量会疯狂的增加?
老鼠种群的数量是如何增长的,是否会遵循一定的规律?
老鼠为什么没有持续增长下去,而是突然消失了?
我们该怎样防治鼠害? 提出疑问本节聚焦尝试建构种群增长的数学模型
区别种群的指数增长和逻辑斯谛增长
举例说明环境容纳量菌落——细菌种群 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。1.n代细菌数量的计算公式是:
Nn=2nn= 60 min × 72 h÷20 min
=216
Nn=2n = 2216
问题探讨2.72小时后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?3.请将公式Nn=2n变成曲线图将数学公式(N=2n)变为曲线图2 4 8 16 32 64 128数学模型的表现形式公式法
曲线图法Nn=2n准确
直观数学模型: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:观察研究对象
提出问题在资源和空间无限的环
境中,细菌种群的增长
不受影响的情况下提出合理的假设Nn = 2n根据实验数据,用适
当的数学形式对事物的
性质进行表达观察、统计细菌数量,
对自己建立的模型进行
检验或修正通过进一步实验或
观察等对模型进行
检验或修正细菌每20分钟
分裂一次 理想条件下细菌数量增长的推测:自然界中有此类型吗?实例1:澳大利亚本来并没有兔子。 1859年,一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草,却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松,打洞做窝非常方便。于是,兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,野兔的数量达到6 亿只以上,遍布整个大陆。实例2:凤眼莲凤眼莲原产于南美,1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速,又几乎没有竞争对手和天敌,我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略,挡住阳光,导致水下植物得不到足够光照而死亡 。20世纪30年代,环颈雉引入美国的一个岛屿,在5年的时间种群增长了数倍环颈雉种群数量增长曲线环颈雉实例3:环颈雉种群在什么条件下呈指数增长? 资源无限空间无限不受其他生物制约指数增长2000年宁波城区常住人口约为201万人,2001年宁波城区常住人口约203.1万,根据这种增长方式,假设在10年内均不变,能预测出2010宁波城区常住人口多少吗? 大约 223万人我们建立的数学模型公式是什么?
(N0为起始数量, t为时间,Nt表示t年后人口的数量,λ为年均增长倍数.)
Nt=N0×λt 指数增长数学模型公式及曲线是什么?指数增长指数增长的特点 起始增长很慢随着种群基数的增长,增长越来越快每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线思考:种群的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。逻辑斯谛增长K值: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逻辑斯谛增长增长条件:
资源有限
空间有限
受其他生物制约
种
群
数
量
“S”
型
增
长
曲
线数学模型K值: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增长的特点
种群起始呈加速增长
K/2时增长最快
此后便减速增长
到K值便停止或在K值上下波动思考:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。在什么条件下,老鼠数量会疯狂的增加?
老鼠种群的数量是如何增长的,是否会遵循一定的规律?
老鼠为什么没有持续增长下去,而是突然消失了?
我们该怎样防治鼠害? 提出疑问1. 在一个玻璃容器内,装入一定量的符合小球藻生活的培养液,接种少量的小球藻,每隔一段时间测定小球藻的个体数量,绘制成曲线,如右图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是( )D练习2、下图为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴景部分的解释正确的是( )C练习①环境中影响种群数量的阻力 ②环境中允许种群增长的最大值 ③其数量表示种群内迁出的个体数 ④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数A、① ③ B、② ③ C、① ④ D、② ④3、下图为鲸的生殖数量变化速率、死亡数量变化速率与种群大小的关系。图中表示生殖数量变化速率的曲线和K点的含义分别是( )C练习A、曲线①,种群的最大数量
B、曲线②,种群的最大数量
C、曲线①,某一环境条件下的种群的最大数量
D、曲线②,某一环境条件下的种群的最大数量课件20张PPT。 第二节 种群的增长方式我市一枝黄花有4.5万株 http://www.jj.js.cn 2009-4-8来源:靖江日报
"一枝黄花",美丽"有毒"
http://www.sina.com.cn??2009年04月16日09:04??兰州晨报
淮南再次打响一枝黄花“围剿战” 2009年04月16日14时31分 淮南报业新闻网
农林部门要求速剿“一枝黄花”2009-04-02 09:07:06 来源:无锡日报
浙江省重大农业植物疫情防控考核组来丽考核验收 糖酒快讯 ? 2009-03-31 17:14????『繁體中文』?近日,由省农业厅、省财政厅、省发改委等单位组成的省重大农业植物疫情防控考核组一行,在省植物保护检疫局徐云局长的带领下,对该市2008年度柑橘黄龙病、加拿大一枝黄花、桔小实蝇等重大农业植物疫情防控工作进行了现场考核验收。市农业局吴建锋副局长陪同现场检查。 加拿大一枝黄花(Solidago?canadensis),又称为“黄莺花”、“麒麟草”、“幸福草”,为菊科一枝黄花属多年生草本植物。原产北美,上世纪30年代中期作为观赏植物引进到上海、江苏一带。之后的几十年里,其种子经风鸟传播和人为因素扩散蔓延,成为河滩、荒地、道路两侧、农田旁边、平原城镇住宅旁甚至绿化地带的杂草,变成了外来入侵植物。加拿大一枝黄花在上海蔓延后,在近二三十年内已导致上海地区30多种本地土著植物物种的消失。
加拿大一枝黄花成株株高1—4米,一般为2米左右。主茎直立,近木质化,具根状茎。单叶,互生。叶披针形或线状披针形,叶基楔形,下延至柄,叶柄内侧均具一个锥形腋芽。中下部腋芽为休眠芽,上部为活动芽,可发育成分枝和花序。花为金黄色,由无数小型头状花序组成,每株可以形成2万—20万粒种子。种子室内发芽率为50%左右凤眼莲(水葫芦)(Eichhornia crassipes)原产巴西,见于我国华北、华东、华中和华南的19个省(自治区、直辖市),作为猪饲料推广后大量逸生,堵河道、破坏水生态系统等。 鹰潭东湖:2009-03-21 滇池:20世纪90年代初 浙江绍兴古运河东湖段:2008-10-28 浙江绍兴小区河道 :2007-6-12 合肥市杏花公园人工湖 合肥市杏花公园人工湖 菌落——细菌种群讨 论 1已知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。(2)如果用N表示细菌的数量,n表示细菌的代数
(设子一代为第一代),请试着写出细菌种群数量
的数学公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量,并填写在表格中。(3)以表格中的数据,画出细菌的增长曲线。
(以时间为横坐标,细菌数量为纵坐标。)细菌种群的增长曲线 如果种群的起始数量不是1个而是N0个。
如果每经过一个繁殖期后,子代种群的数量是原来的λ倍
如果每繁殖一代的时间是确定的,方程式的变量用时间t代替n。讨 论 2大草履虫种群数量增长实验 某实验小组将大草履虫培养在适宜的培养液中,每天统计一次大草履虫的数量,并且每天将其分装到更大的加有新鲜培养液的容器中,控制适宜的环境条件,连续观察六天,得到数据如下表:大草履虫种群数量增长方式种群数量/个·ml-1高斯(Gause,1934)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: 高斯对大草履虫种群研究的实验请你绘制大草履虫的种群增长曲线!生态学家高斯的实验:大草履虫种群的增长曲线讨论2:大草履虫的增长呈该型曲线的原因有哪些?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。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。20世纪30年代,人们将环颈雉引入美
国的一个岛屿,在1937~1942年间种群
数量的增长情况如左图。1800年人们把绵羊
引入到塔斯马尼来
岛,在此后的60年
间种群增长曲线如
左图。实例分析 问题:从环境容纳量(K值)的角度思考:
(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么
措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。三、种群增长的“S”型曲线资源无限、空间无限、
不受其他生物制约等
理想条件下K值(即环境容纳量):在
长时期内环境所能维持的种
群最大数量。
是种群在该环境中的稳定平
衡密度种群增长的两种方式比较资源有限、空间有限、
受其他生物制约等
有限条件下起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快。起始加速增长,K/2时增长
最快,之后开始减速增长,
到达K值时便停止增长或在K
值上下波动。 种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如右图甲);在有环境阻力条件下,“S”型曲线增长(如右图乙);下列有关种群曲线增长的叙述正确的是( )A.若该图表示草履虫种群曲线增长,当种群数量达
到e点后,增长速率为O
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则虫害的防治必须
在c点之后进行
D.K值是环境容纳量,一般不随环境的变化而改变实例分析1、请根据种群数量增长的相关知识,分析大熊猫种
群数量锐减的原因,说明目前我们国家实施的一些
保护措施的意义。栖息地遭到破坏后,由于食物的减少和活动范围的
缩小,其K值变小,这是大熊猫种群锐减的重要原因。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善
他们的栖息环境,可以提高K值。实例分析数学模型: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:观察研究对象,提出问题资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响Nn=2n观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检验或修正课件10张PPT。4.2种群的增长方式 需要解决的问题
1、如何使发酵罐内的酵母菌更多?
2、如何更快达到酵母菌的最大数量?工业发酵罐每天相同时间取样,利用血球计数板进行细胞计数,记录数据如下:Ⅲ .实验结果A组B组J形S形酵母菌数量(105mL-1)酵母菌数量(105mL-1)时间(天)时间(天)2.画出A、B组每天的增长速率的变化曲线,分析增长速率变化的原因。Ⅳ.数据处理与分析增长速率=单位时间生殖数-死亡数14Ⅳ.数据处理与分析J形3.画出A、B组每天的增长率的变化曲线,分析增长率变化的原因。S形增长率=出生率-死亡率种群数量增长率增长速率Ⅳ.数据处理与分析指数
增长Nt=N0·λtλ(倍数)=增长率+129反馈练习如图为两种生物种群数量变化的曲线,以下说法错误的是(多选)
A.甲曲线的增长方式无K值,无种内斗争,增长率始终不变
B.按乙曲线增长的种群,b点时的增长率最大
C.甲乙曲线之间的阴影部分表示影响种群增长的环境阻力,在a点时达到最大
D.在b点时捕捞鱼类最易获得最大日捕捞量BD增长速率最大持续捕捞量321、如何使发酵罐内的酵母菌更多?
2、如何更快达到酵母菌的最大数量?
工业发酵罐K值更大?K值?37反馈练习如图为两种生物种群数量变化的曲线,以下说法正确的是(多选)
A. 培养酵母菌,a点时突变产生对营养物质的需求量减少的新菌株,种群数量变化如甲曲线
B. 培养酵母菌,a点时突变产生能利用代谢废物的新菌株,种群数量变化如乙曲线
C. 可以通过建立自然保护区,使金丝猴种群数量增加如甲曲线
D. 向鼠害严重的草原投放灭鼠药,能使鼠群数量下降如乙曲线AC40课件17张PPT。种群的增长方式生物:第四章《第二节 种群的增长方式》课件10(浙科版必修3)衢州:闲田种席草 过年有闲钱 ? 1月28日,衢江区廿里镇佘塘头村村民郑良兴招待城里来他家拜年的客人。他说,今年过年有闲钱,全凭出租闲田。
郑良兴指着离自家不远的承包田对客人说,去年11月有上海草席厂的老板来我们这里租田种席草,租用到今年的6月30日。这期间,虽然有一段时间适宜早稻种植,但近年大多数的村民将农田荒闲着,只种一熟晚稻。农民们见有人租闲田种席草,而且不影响晚稻的种植,纷纷把自家闲着的承包田租给上海草席厂的老板。 思考: 小明要种席草,想在自己的一亩地里获得最大的收益,到底应该种多少株席草才合适呢?血球计数板计数16×2525×16 某研究性学习小组通过资料查找发现:在15℃至35℃温度范围内,酵母菌种群数量增长较快。为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少,他们设置了5组实验,每隔24h取样检测一次,连续观察7天。实验过程中,每隔24小时取一定量的酵母菌培养液,用血球计数板在显微镜下进行细胞计数,并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群密度,这种方法称为样方法。
(1)血球计数板的计数室长和宽各为1mm,深度为0.1mm,其中25×16型的血球计数板计数室以双线等分成25个中方格,每个中方格又分成16个小方格。一般计数时选取的中方格位于计数室的_______________。
图1表示的是其中一个中方格的情
况,对该中方格中的酵母菌进行
计数的结果是__________个。
如果计数的几个中方格中的细胞
平均数为20个,则1mL培养液中
酵母菌的总数为________个。 小明需要如何管理自己一亩地
的席草才能获得较高的产量呢? 思考:种群增长的 “J”型曲线(指数增长)产生条件:理想状态——食物充足,空间充裕,
环境适宜,没有敌害等;
增长特点:种群数量每单位时间以一定的增长率
呈指数增长。(N0为起始数量, t为时间,
Nt表示t个单位时间后该种群的数量,增长率为λ-1 .) 种群增长的 “S”型曲线(逻辑斯谛增长)产生条件:存在环境阻力——食物、空间、种内斗争、
种间竞争、天敌等起始K/2K增长速率0最大0种群密度加速增大减速增大增长特点:下表是他们进行相关探究实验所得到的结果(单位:×106个/ml)。 酵母菌种群数量1、环境条件(如温度)改变,K值会上下移动。
2、环境条件(如温度)改变,达到K值的时间也会改变。自然环境中的逻辑斯谛增长规律的总结:1、种群数量达到K/2时,种群增长速率最大。2、环境容纳量K值不是固定不变的。有利
的环境条件下K值会提高,不利环境条件下
K值会降低。3、初始种群密度和环境条件的改变也会影响
达到K值的时间。
01002003004001234567时间环境阻力空间有限养料不足
种间竞争
天敌捕食
寄生虫
传染病等
气候不适K值:环境容纳量农、林、牧业生产就是在这个范围内谋求产量,但是其潜力有所限制。再见课件20张PPT。第二节 种群的增长方式湖南:洞庭湖区爆发鼠灾1、东方田鼠为什么
突然大量增长?2、田鼠种群数量接下来如何变化?
3、我们应该如何防治?思考:经研究东方田鼠的繁殖力很强,一年最多可产仔6窝,每胎产仔4至11只。种群数量每天可增加2.3%。 思考 理论上在洞庭湖区域,假设有100只田鼠,
请问在接下来每隔10天数量将会是多少?
请完成以下表格。 探究请将具体数值变为曲线图请写出一年 (365天)后的该田鼠种群的数量。若以N0为起始数量, t为时间,Nt表示t天后该种群的数量,λ为平均增长倍数,请写出t天后数量。Nt=N0?t数学公式:种群增长的J型曲线①产生条件: 理想条件---资源无限、空间无限、不受其他生物制约等。②增长特点: 起始增长很慢,随着
基数的加大,增长越
来越快;
种群的增长率是一定的;
种群数量没有上限。探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化田鼠“J”型增长能一直持续下去吗?思考:假设洞庭湖田鼠若继
续持续增长,会出现什么
问题?种群增长的“S”型曲线②增长特点: ①产生条件:资源有限、空间有限、
受其他生物制约等有
限条件下。起始呈加速增长,K/2时增长最快,之后开始减速增长,到达K值时便停止增长或在K值上下波动。种群增长的“S”型曲线K值(环境容纳量)
在长时期内环境所能维持的种群最大数量。是种群在该环境中的稳定平衡密度。 鼠是繁殖力很强的有害动物,我们考虑应当采取什么措施来控制鼠的数量?这些措施实际上是在影响种群增长模型的什么参数?
改变生态环境(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等) ,降低K值。务必及时控制种群数量, 严防达K/2值处。K值的应用K/2值的应用有害生物防治应用一下页野生生物资源保护请根据种群数量增长的
相关知识,分析大熊猫
种群数量锐减的原因,
对濒危动物如大熊猫应
采取什么保护措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。应用二K值的应用下页 控制种群数量达环境容纳量的一半(K/2)时,种群增长速率最大,再生能力最强。资源开发与利用如果你是渔场主,你怎么让自己的渔场获得最大的收益,实现渔场的可持续发展?K/2的应用应用三下页我国自1393-1990年以来人口统计数据如下:
以上人口增长曲线符合哪种类型?
按照此曲线发展下去将会出现什么状况,
鉴于我国人口的现状应当采取什么措施?人口问题控制出生率,实行计划生育应用四退出小结影响因素决定调查方法变化种群
数量1.某生态系统中生活着多种植食性动物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种群个体数量变化的叙述,错误的是( )
A.若a点时环境因素发生变化,
但食物量不变,则a点以后
个体数量变化不符合逻辑斯
谛增长
B.若该种群出生率提高,
个体数量的增加也不会大幅超过b点
C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降,下降
趋势与b-c段相似
D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波
动趋势与c-d段相似巩固练习A2.右图表示某物种迁入新环境后,种群增长速率随时间的变化关系。在第10年时经调查该种群数量为200只,估算该种群在此环境中的环境负荷量为 ( )A.100只 B.200只 C.300只 D.400只D3.某研究小组对某一农田生态系统进行研究,发现此农田中新迁入了一种田鼠,对此田鼠种群的出生率和死亡率变化情况进行研究,得到下面曲线。(2)请根据上图在右图坐标
系中画出种群数量的变化
曲线(将A、D标在纵坐标
的合适位置上)。 生活资源和空间有限、天敌增多(1)为什么种群在
B点后死亡率明
显增加的原因? 速率4.下图种群在理想环境中呈“J”型增长,在有环境阻力条件下呈“S”型增长。下列有关种群数量增长曲线及其应用的叙述中正确的是 ( )
A.当种群数量达到e点后,增长率为0
B.种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后
C.防治蝗灾应在害虫数量达到c点时进行
D.渔业捕捞后需控制剩余量在b点A谢谢!请批评指导!课件15张PPT。种群的增长方式情境:种群“爆炸” 一只雌性棉蚜如果它的生殖潜力充分发挥,且其后代全部成活,并依然能够保持这样的繁殖能力。那么,150d后,棉蚜的总数量将会达到672 623 333 074 292 603 508棉蚜,牙科昆虫一种,体长2mm左右个,他们的总质量约相当于3363亿人的体重。如果把蚜虫一个一个头尾相接的排列起来,长度约等于太阳和地球之间距离的70多万陪
在实验室内把黄猩猩果蝇饲养在瓶内并喂食酵母菌,其种群增长表现出一种典型的逻辑斯蒂曲线“J”型曲线和“S”型曲线的解读“J”形曲线和“S”形曲线的解读例:如图,种群在理想环境中呈“J”形增长(如甲);在有环境阻力条件下呈“S”形增长(如乙),下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是 B.若此图表示湖泊中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞 常在c~d时进行D.若此图表示某海洋鱼类的增长曲线,在c点种内斗争最激烈A.环境阻力对种群增长的影响出现在e点之后C.若此图表示菜青虫的种群增长曲线,则虫害的防治应在c点开始B.若此图表示湖泊中鱼的生长曲线,则对鱼的捕捞 常在c~d时进行形成性练习1、理想状态下数学模型的建构 在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。Nn=2n1、理想状态下数学模型的建构拓展:将某基因型为Aa的植株连续自交,从理论上推算,子3代中Aa出现的概率?并尝试建构关于子n代中Aa出现概率的数学模型。 探究酵母菌种群数量的动态变化2、自然条件下数学模型的建构血细胞计数板
血细胞计数板被用以对人体内红、白血球进行显微计数之用,也常用于计算一些细菌、真菌、酵母等微生物的数量,是一种常见的生物学工具。返回血细胞计数板使用的注意事项压在中格方格线上的细胞只计左线和上线的细胞数出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2,则算独立个体方格内细胞数目过多,可以稀释以后再进行记数研究小组的做法是:当中格里的细胞数目超过100个,则进行稀释。将1mL的酵母菌培养液加9mL的无菌水混合。相当于稀释10倍。为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某学生按下表完成了有关实验。请写出该学生研究的课题名称用显微镜定期测酵母菌数目,结果仅A管中第三天开始个体数目迅速增加,第五天开始A管中个体数目达到最大,第六天结束实验。请将A、B、C三组预期结果的走势图表示如下温度、营养物质对酵母菌种群数量变化的影响