探究酵母菌种群的增长方式

1、 种群的增长方式种群的增长方式探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实实 验验 目目 的的 探究培养液中酵母菌种群数量随时间发生探究培养液中酵母菌种群数量随时间发生的变化，从而了解在的变化，从而了解在封闭环境中封闭环境中酵母菌种酵母菌种群数量的动态变化规律。群数量的动态变化规律。初步尝试依据测量数据建立初步尝试依据测量数据建立数学模型数学模型。 学习用学习用血细胞计数板血细胞计数板进行酵母菌细胞计数进行酵母菌细胞计数的操作方法，学习的操作方法，学习比浊计（或比色计）比浊计（或比色计）的的使用方法，找出酵母菌细胞数量变化与其使用方法，找出酵母菌细胞数量变化与其浑

2、浊度之间的关系。浑浊度之间的关系。活动：探究培养液中酵母菌种群的动态变化活动：探究培养液中酵母菌种群的动态变化实验步骤实验步骤组别组别样品样品1样品样品2试管试管A试管试管B试管试管A试管试管B步骤一步骤一加无菌葡萄加无菌葡萄糖溶液糖溶液10ml加无菌葡萄加无菌葡萄糖溶液糖溶液10ml加无菌葡萄加无菌葡萄糖溶液糖溶液10ml加无菌葡萄加无菌葡萄糖溶液糖溶液10ml步骤二步骤二加酵母贮用加酵母贮用培养液培养液0.1ml不加酵母贮不加酵母贮用培养液用培养液加酵母贮用加酵母贮用培养液培养液0.1ml不加酵母贮不加酵母贮用培养液用培养液步骤三步骤三利用利用血细胞计数板血细胞计数板对各试管进行细胞计数对

3、各试管进行细胞计数步骤四步骤四用用比浊计比浊计测定各试管的浑浊度测定各试管的浑浊度步骤五步骤五记录、处理数据记录、处理数据步骤六步骤六以后两周每天重复步骤四，以后两周每天重复步骤四，其中第其中第0、1、4、7四天重复步骤三。四天重复步骤三。放大放大显微镜视野下的酵母菌显微镜视野下的酵母菌厚度厚度每小格的面积每小格的面积2516=400小格小格一大格一大格25个中格个中格双线为界双线为界如何使用血球计数板进行细胞计数？如何使用血球计数板进行细胞计数？计数室计数室如何使用血细胞计数板进行细胞计数？如何使用血细胞计数板进行细胞计数？ 用滴管吸取用滴管吸取1滴培养液到血细胞计数板的方格区，滴培养液到血

4、细胞计数板的方格区， 盖上盖玻片。盖上盖玻片。镜检：镜检：计数顺序：计数顺序：左上左上右上右上右下右下左下左下压在方格线上的细胞计数：压在方格线上的细胞计数： 只计左线和上线的细胞数只计左线和上线的细胞数酵母细胞若有粘连如何计数？酵母细胞若有粘连如何计数？要数出团块中的每一个细胞。要数出团块中的每一个细胞。出芽酵母的芽体如何计数？出芽酵母的芽体如何计数？体积若超过细胞体积的体积若超过细胞体积的1/2，则算独立个体，则算独立个体小方格内细胞数太多，难以计数怎么办？小方格内细胞数太多，难以计数怎么办？稀释，便于酵母菌悬液的计数以每小方格稀释，便于酵母菌悬液的计数以每小方格内含有内含有4-5个酵母细

5、胞为宜个酵母细胞为宜计数总数不少于计数总数不少于300个细胞。个细胞。如何计算试管内的细胞总数如何计算试管内的细胞总数 ？加样品：加样品：高倍镜。高倍镜。 利用计数板可在显微镜下对微生物细胞进行直接计数。利用计数板可在显微镜下对微生物细胞进行直接计数。计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数室内。计数室由计数室内。计数室由2516400个小室组成，容纳液体的个小室组成，容纳液体的总体积为总体积为01mm3。现将。现将lmL酵母菌样品加酵母菌样品加9mL无菌水稀释，无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室，盖上盖玻片并用

6、用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室，盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液。现观察到图中所示滤纸吸去多余菌液。现观察到图中所示a、b、c、d、e 5个个中格中格80个小室内共有酵母菌个小室内共有酵母菌440个，则上述个，则上述ImL酵母菌样品中酵母菌样品中约有菌体约有菌体_个。个。 为获得较为准确的数值，减少误差，你认为可采取的做为获得较为准确的数值，减少误差，你认为可采取的做法是法是_ _。2.2108可采用重复实验求平均值的方法获得较为准确的数值可采用重复实验求平均值的方法获得较为准确的数值以减少误差以减少误差abcde比浊计（比色计）测浑浊度？比浊计（比色计）测浑浊度？ 这是测定菌悬液中细胞数

7、量的快速方法。这是测定菌悬液中细胞数量的快速方法。 原理是菌悬液中的单细胞微生物，其原理是菌悬液中的单细胞微生物，其细胞浓度与浑浊度成正比细胞浓度与浑浊度成正比，与透光度成反比。细胞越多，浊度越大，透光量越少。因此，测定与透光度成反比。细胞越多，浊度越大，透光量越少。因此，测定菌悬液的光密度菌悬液的光密度 ( 或透光度或透光度 ) 或浊度可以反应细胞的浓度。或浊度可以反应细胞的浓度。 此法比较简便，但使用有局限性。菌悬液颜色不宜太深，不能此法比较简便，但使用有局限性。菌悬液颜色不宜太深，不能混杂其他物质，否则不能获得正确结果。一般在用此法测定细胞浓混杂其他物质，否则不能获得正确结果。一般在用此

8、法测定细胞浓度时，应先用计数法作对应计数，取得经验数据，并制作度时，应先用计数法作对应计数，取得经验数据，并制作菌数对菌数对 浑浊度浑浊度的标准曲线方便查获菌数值。的标准曲线方便查获菌数值。 数据的记录和处理？数据的记录和处理？1、数据计录表：、数据计录表：时间（天）时间（天）酵母细胞数酵母细胞数 /万个万个ml-1)酵母菌数量随时间变化的曲线图酵母菌数量随时间变化的曲线图计数计数试管试管第第0天天 第第1天天 第第2天天 。AB A BA BA B样品样品1样品样品2总数总数平均平均数数稀释稀释倍数倍数比浊比浊计读计读数数估算估算数数数学模型数学模型2、曲线图：、曲线图：浑浊度浑浊度酵母细胞

9、数酵母细胞数 (个个/ml)酵母菌数量与浑浊度的关系曲线酵母菌数量与浑浊度的关系曲线1、本实验通过对显微镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞、本实验通过对显微镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞的数量，怎样操作可以提高计数的准确性和估算数的准确性？的数量，怎样操作可以提高计数的准确性和估算数的准确性？2、试管、试管B的作用是什么？如何解释试管的作用是什么？如何解释试管B中样品的浑浊度变化？中样品的浑浊度变化？3、为什么整个实验过程中只选择这、为什么整个实验过程中只选择这4天进行细胞计数？天进行细胞计数？课后思考题课后思考题本实验是通过对样品中的酵母菌计数以估算试管中的种群大小本实验是通过对

10、样品中的酵母菌计数以估算试管中的种群大小这种方法叫做取样法。这种方法叫做取样法。为提读数的准确性，在操作过程中要非为提读数的准确性，在操作过程中要非常谨慎，每次计数之前要多次倒转试管使试管内的酵母菌分布常谨慎，每次计数之前要多次倒转试管使试管内的酵母菌分布均匀。多做几次取平均值可以减少各次计算之间的随机误差。均匀。多做几次取平均值可以减少各次计算之间的随机误差。对照。试管对照。试管B中浑浊度的变化可能与无菌葡萄糖溶液的浓度变中浑浊度的变化可能与无菌葡萄糖溶液的浓度变化有关。化有关。除这四天外，每天都测定浑浊度，用来预测曲线的变化趋势。在除这四天外，每天都测定浑浊度，用来预测曲线的变化趋势。在这

11、四天进行细胞计数，可以帮助学生搞清楚浑浊度与酵母菌实验这四天进行细胞计数，可以帮助学生搞清楚浑浊度与酵母菌实验数量之间的关系，及时发现用浑浊度预测的曲线是否有偏差，并数量之间的关系，及时发现用浑浊度预测的曲线是否有偏差，并进行校正。进行校正。课后思考题5、影响酵母种群增长的因素可能是什么？、影响酵母种群增长的因素可能是什么？4、在一张新坐标红上画直角坐标，以培养天数为横坐标，以每、在一张新坐标红上画直角坐标，以培养天数为横坐标，以每次测得的酵母数为纵坐标，依据实验所得的次测得的酵母数为纵坐标，依据实验所得的A和和B的数据，用两的数据，用两种不同颜色的笔画出两个样品的曲线图。试说明图中各线的相种

12、不同颜色的笔画出两个样品的曲线图。试说明图中各线的相似之处和不同之处，分析样品种群的增长是否有共同趋势？似之处和不同之处，分析样品种群的增长是否有共同趋势？在实验计数操作时，没有使用无菌技术，试管在实验计数操作时，没有使用无菌技术，试管A和试管和试管B都有都有可能逐渐被污染，因此种群增长有可能有相同的趋势，但试可能逐渐被污染，因此种群增长有可能有相同的趋势，但试管管A的数值一定大于试管的数值一定大于试管B葡萄糖有限，试管内空间有限，有害代谢产物的积累，葡萄糖有限，试管内空间有限，有害代谢产物的积累，计数操作时没有使用无菌操作培养液受污染，酵母菌种群增长计数操作时没有使用无菌操作培养液受污染，酵

13、母菌种群增长受到其他微生物的制约。受到其他微生物的制约。 典例：关于典例：关于“探究培养液中酵母菌种群数探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化量的动态变化”实验叙述，正确的是实验叙述，正确的是A在测量浑浊度的同时，并不需要每次镜在测量浑浊度的同时，并不需要每次镜检计数检计数B计数时酵母菌的芽体都应作为个体计入计数时酵母菌的芽体都应作为个体计入在内在内C种群数量达到最大值之前呈种群数量达到最大值之前呈“J”形增长形增长D种群数量达到最大值后，会在该值上下种群数量达到最大值后，会在该值上下A (2011年样卷年样卷)草履虫是水生单细胞原生生物。在适宜草履虫是水生单细胞原生生物。在适宜条件下增殖较快。

14、欲探究草履虫的种群增长方式，条件下增殖较快。欲探究草履虫的种群增长方式，请根据以下提供的实验材料和用具，请根据以下提供的实验材料和用具，设计实验思路、设计实验思路、绘制呈现实验数据的坐标，并预测实验结果绘制呈现实验数据的坐标，并预测实验结果。材料。材料和用具：草履虫，培养液，显微镜，培养瓶等和用具：草履虫，培养液，显微镜，培养瓶等实验思路实验思路（1）取若干个培养瓶分别加入等量的培养液，然后取若干个培养瓶分别加入等量的培养液，然后各加入少量且数量相同的草履虫，并作记录。各加入少量且数量相同的草履虫，并作记录。 （2）在相同且）在相同且适宜的条件下培养一段时间，间隔相同的时间镜检，计数各瓶适宜的

15、条件下培养一段时间，间隔相同的时间镜检，计数各瓶中单位体积中草履虫的个体数，取平均值并记录。（中单位体积中草履虫的个体数，取平均值并记录。（3）分析）分析处理实验数据处理实验数据时间（天）时间（天）细胞数细胞数/万个万个ml-1)酵母菌数量随时间变化的曲线图酵母菌数量随时间变化的曲线图预测结果：根据实验得到的结预测结果：根据实验得到的结果，若增长曲线呈果，若增长曲线呈“J”形，则形，则草履虫种群增长方式为指数增草履虫种群增长方式为指数增长。若增长曲线呈长。若增长曲线呈“S”形，则形，则为逻辑斯谛增长为逻辑斯谛增长“J”形增长的数学模型形增长的数学模型 1 1、模型假设：、模型假设： 理想状态理

16、想状态（N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间（年），为时间（年），N Nt t表示表示t t年后该种年后该种群的数量，群的数量，为年均增长倍数量）为年均增长倍数量） 2 2、种群、种群 “ “J”J”形增长的数学模型公式：形增长的数学模型公式：Nt=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第一年的倍倍。食物充足，空间不限，气候适宜，食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等没有敌害等；“J”“J”形增长形增长能一直持能一直持续下去续下去吗？吗？存在环境阻力存在环境阻力自然条件（现实状态）自然条件（现实状态）食物等资源食物等资

17、源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕和空间总是有限的，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食者数量不断增加，导致该种群的出生率降低，死亡率增高。低，死亡率增高。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就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。会停止，有时会稳定在一定的水平。种群增长的种群增长的“S”S”形曲线形曲线种群数量达到环境所允许的最大值（种群数量达到环境所允许的最大值（K K值值）后，）后，将停止增长并在将停止增长并在K K值左右保持相对稳定。值左右保持相对稳定。 K值：值：在环境条件不受在环境条件不受破坏的情况下，一定破坏的情况下，一定

18、空间中所能维持的空间中所能维持的种种群最大数量群最大数量称为称为环境环境容纳量。容纳量。种群增长的种群增长的“S”S”形曲线形曲线 “J”型曲线和型曲线和“S”型曲线的比较型曲线的比较项目项目“J”型曲线型曲线“S”型曲线型曲线前提条件前提条件食物和空间条件充食物和空间条件充裕、气候适宜、没裕、气候适宜、没有敌害等理想状态有敌害等理想状态受空间、食物、天敌等受空间、食物、天敌等制约的有限的自然状态制约的有限的自然状态种群增长速率种群增长速率不断增大不断增大先增大后减小先增大后减小种群增长率种群增长率增长率为常数增长率为常数随种群密度上升而下降随种群密度上升而下降K值的有无值的有无无无K值值有有

19、K值值曲线形成的原因曲线形成的原因无种内斗争，缺少无种内斗争，缺少天敌天敌种内斗争加剧，天敌数种内斗争加剧，天敌数量增多量增多 例题例题1在放有在放有5mL培养液的培养瓶中放入少量酵培养液的培养瓶中放入少量酵母菌菌种，然后每隔一天统计一次酵母菌的数量。母菌菌种，然后每隔一天统计一次酵母菌的数量。经过反复实验，得出如右图所示的结果：对这一结经过反复实验，得出如右图所示的结果：对这一结果的分析，错误的是（果的分析，错误的是（ ） A.酵母菌的生长呈现出酵母菌的生长呈现出“S”型增长型增长 B.该种群数量在达到该种群数量在达到K值之前是指数增长值之前是指数增长 C.在第在第4天至第天至第6天中，天中

20、，种群的出生率等于死亡率种群的出生率等于死亡率 D.该瓶内酵母菌该瓶内酵母菌种群的种群的K值为值为400B 例题例题2:下图是某田鼠种群数量变化曲线图。请选出不正确的一下图是某田鼠种群数量变化曲线图。请选出不正确的一项：项： A、种群数量从、种群数量从 2200 只增加到只增加到 5000 只（不考虑迁入和迁出），只（不考虑迁入和迁出），则自然增长率为则自然增长率为 127% 。B、标志重捕法调查田鼠种群数量时、标志重捕法调查田鼠种群数量时,由于被捕过的田鼠较难再次由于被捕过的田鼠较难再次被抓，估计值会大于实际种群数量。被抓，估计值会大于实际种群数量。C、 第第 16 年，年， 该地区采用了垃

21、圾处理、该地区采用了垃圾处理、 投放鼠药等整治手段，投放鼠药等整治手段， 田鼠种群数量大幅下降，这种干预属于种群数量的外源性调节田鼠种群数量大幅下降，这种干预属于种群数量的外源性调节因素。因素。D、该田鼠种群在第、该田鼠种群在第 26 年的环境容纳量约为年的环境容纳量约为 4800只。只。D D例题例题3：（：（2012 山东）（下图中，曲线山东）（下图中，曲线、分分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。未来种群数量变化三种可能的情况。（1）图中曲线）图中曲线_说明该种群对其栖息地的破说明该种群对其栖息地的破坏程

22、度较轻。当曲线坏程度较轻。当曲线趋近零时，对该动物种群已趋近零时，对该动物种群已不宜采取不宜采取_ _保护的措施。图保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的中阴影部分可能引起该种群的_发发生改变，进而导致物种进化。生改变，进而导致物种进化。（就地（或建立自然保护区）就地（或建立自然保护区）基因频率基因频率 例题例题2：（：（2012 山东）（下图中，曲线山东）（下图中，曲线、分分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。未来种群数量变化三种可能的情况。（2）若图中物种处于最高营养级，当其数量下降，且）若图中物种处于最

23、高营养级，当其数量下降，且其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会_。增多增多例题例题2：（：（2012 山东）（下图中，曲线山东）（下图中，曲线、分分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。未来种群数量变化三种可能的情况。（3）人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现）人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现图中的三种情况。图中的三种情况。16世纪以来，世界人口表现为世纪以来，世界人口表现为“J”型增长，因此需控制型增长，因此需控制“J”型增长数学方程式中型增长

24、数学方程式中_参数，以实现人口和野生动物资参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。源的协调发展。（1）什么是种群数量波动？（2）种群数量波动有哪些类型？（3）非周期波动和周期波动的曲线有什么区别？ 种群中的个体数量随时间而发生变化，这种群中的个体数量随时间而发生变化，这就是种群数量波动就是种群数量波动非周期波动非周期波动周期波动周期波动周期波动两个波峰之间相隔的时间相等周期波动两个波峰之间相隔的时间相等（4）什么是种群平衡密度？种群在生物群落中，与其他生物成比例地维持在某种群在生物群落中，与其他生物成比例地维持在某一特定密度水平上，这个密度水平叫做平衡密度。一特定密度水平上，这个密度水平叫做

25、平衡密度。 二、种群数量的波动及调节二、种群数量的波动及调节阅读回答：影响东亚飞蝗种群非周期波动的阅读回答：影响东亚飞蝗种群非周期波动的因素是什么？因素是什么？非周期波动的气候。非周期波动的气候。东亚飞蝗种群数量的波动东亚飞蝗种群数量的波动少数种群数量的周期波动影响北极旅鼠种群周期波动的主要因素是什么？影响北极旅鼠种群周期波动的主要因素是什么？周期性的食料短缺。周期性的食料短缺。影响猞猁种群数量周期波动的主要因素是什么？影响猞猁种群数量周期波动的主要因素是什么？雪兔数量周期性的变化雪兔数量周期性的变化为什么种群数量总是围绕种群平衡密度波动？为什么种群数量总是围绕种群平衡密度波动？ 外源性调节因

26、素：外源性调节因素： 内源性调节因素：内源性调节因素： 气候：最强烈的外源性因素，如极端的温度和湿度。气候：最强烈的外源性因素，如极端的温度和湿度。食物、疾病、寄生和捕食等。食物、疾病、寄生和捕食等。 应用：可以利用生物间的寄生和捕食关系，用于应用：可以利用生物间的寄生和捕食关系，用于生物防治，取得了成功。如我国生物防治，取得了成功。如我国用七星瓢虫防治用七星瓢虫防治蚜虫蚜虫和和用灰喜鹊防治松毛虫用灰喜鹊防治松毛虫等。等。 内源性调节是指通过种内竞争、种群行为、内分内源性调节是指通过种内竞争、种群行为、内分泌和遗传机制等因素所进行的种群数量调节。泌和遗传机制等因素所进行的种群数量调节。 P54页典例页典例1P56 1和和6 问题：问题：从环境容纳量（从环境容纳量（K K值）的角度思考：值）的角度思考：（1 1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施