1.2 种群的数量变化 第2课时（解析版）（导学案）生物人教版2019选择性必修2

/1.2种群的数量变化（第2课时）（导学案）1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。学习重点：建构种群增长模型的方法、种群的“J”形增长和“S”形增长学习难点：建构种群增长模型的方法。一、种群数量的波动1．种群数量的波动在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。但对于大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。蝗灾、鼠灾、赤潮等，就是种群数量爆发增长的结果。2．种群数量的下降当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。种群的延续需要有一定的个体数量为基础。3.保护：对那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。二、培养液中酵母菌种群数量的变化1．实验原理：酵母菌可以用液体培养基来培养；培养液中酵母菌数量的增长情况与培养液的成分、pH、温度等因素相关。2．计数方法：抽样检测法。3．具体计数过程：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。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，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。4．结果分析在有限的环境条件下，酵母菌的种群数量大致呈现“S”形增长。后期由于营养物质的消耗、pH的变化等，生存条件逐渐恶化，酵母菌种群数量下降。任务一培养液中酵母菌种群数量的变化用液体培养基培养酵母菌时，酵母菌的种群数量会随时间的变化而发生改变。回答下面关于探究培养液中酵母菌种群数量变化的问题。1.探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照，不需另设对照实验，但需要做分组重复实验获取平均值，以保证计数的准确性。2.从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。3.若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？当小格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数，即计数前应摇匀→取样→稀释→计数。4.对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其夹角(一般是左上边界及其夹角)的酵母菌。5．滴加培养液后要稍等片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数。请分析原因。如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部，通过显微镜观察时，就可能出现以下现象：要么能看清酵母菌但看不清格线，要么能看清格线但看不清酵母菌。6．计数的酵母菌都是活的吗？怎样分辨是否为活菌？不都是，计数的酵母菌包括活菌和死菌。可以用台盼蓝染液对菌体进行染色，被染成蓝色的是死菌，没有染色的是活菌。1．有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的表述，错误的是（

）A．如果一个方格内的酵母菌过多，可以采用稀释后再计数的办法B．实验过程中，时间是自变量，酵母菌数量是因变量C．制片时，先滴加培养液后，让培养液自行渗入计数室后，盖上盖玻片D．计数时，应将试管轻轻振荡使酵母菌分布均匀【答案】C【分析】由于酵母菌是单细胞微生物，因此计数必须在显微镜下进行；显微镜计数时，对于压线的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。【详解】A、当计数室内酵母菌数量过多时，需将培养液按一定比例稀释后再计数，以避免重叠影响结果，A正确；B、该实验中，时间作为自变量，酵母菌数量随时间的改变而变化，是因变量，B正确；C、制片时，应先在计数室上盖盖玻片，再滴加培养液使其自行渗入。若先滴加培养液后盖盖玻片，可能导致液体分布不均或溢出，影响计数准确性，C错误；D、计数前需轻轻振荡试管，使酵母菌分布均匀，避免沉降导致取样误差，D正确。故选C。2．下列有关实验方法的描述合理的是（

）A．用适宜温度清水浸泡黑藻、可提高所有细胞中的胞质环流速度并使其方向一致B．制作根尖有丝分裂装片时，解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开C．用一定浓度KNO3溶液处理洋葱鳞片叶细胞，可观察到质壁分离和自动复原现象D．在显微镜下观察血细胞计数板时，可发现每个计数室中有16个大方格【答案】C【详解】A、适宜温度可提高酶的活性，促进细胞呼吸产生更多ATP，从而加快胞质环流速度，但胞质环流方向是随机的，无法保证一致，A错误；B、解离使细胞分离，按压盖玻片使细胞分散，但漂洗是为了去除解离液便于染色，与分散细胞无关，B错误；C、KNO3溶液浓度高于细胞液时，细胞失水发生质壁分离；细胞通过主动运输吸收K+和NO3-使细胞液浓度回升，细胞吸水自动复原，C正确；D、血细胞计数板的计数室通常分为16×25或25×16的中方格，而非16个大方格，D错误。故选C。3．下列有关“探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述正确的是（）A．为保证计数准确，可从静置的试管中吸取培养液进行计数B．运用血细胞计数板计数时，其方格线上和方格内的细胞都需计数C．若改变培养液的pH，不会对酵母菌种群数量变化产生影响D．定期检测培养液中酵母菌的数量，可构建种群数量增长的数学模型【答案】D【详解】A、静置的试管中酵母菌会沉降到底部，直接吸取会导致取样不均匀，正确操作是摇匀后取样，A错误；B、血细胞计数时，遵循“计上不计下，计左不计右”原则，并非所有方格线上的细胞均需计数，B错误；C、pH变化会影响酵母菌的酶活性和代谢速率，从而改变其种群数量，C错误；D、通过定期检测数据，可绘制种群数量变化曲线，构建“S”型增长等数学模型，D正确。故选D。4．调查物种资源现状可以评估濒危物种和生态系统的受威胁状况，这对提出科学合理的物种资源保护和利用建议具有重要作用。下列叙述错误的是（）A．可采用样方法调查草原上某种田鼠的种群密度B．植物种群的数量会随着季节的变化而出现波动C．可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌种群数量的变化D．可用逐个计数法调查鄱阳湖保护区内丹顶鹤的种群数量【答案】A【详解】A、样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物（如蚜虫、昆虫卵），而田鼠活动能力强、范围广，应采用标记重捕法，A错误；B、植物种群数量受光照、温度等季节性因素影响（如繁殖期、休眠期），数量会出现波动，B正确；C、酵母菌在培养液中分布均匀，可用血细胞计数板进行抽样检测，C正确；D、丹顶鹤个体大、数量稀少，逐个计数法能保证准确性，D正确。故选A。5．某同学进行了“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，最终实验结果如下图，下列叙述正确的是（）A．本实验必须再设置一组对照组以增加实验的准确性B．取样时滴管从静置的培养液底部吸取，不会影响实验数据C．滴加培养液时，应先在血细胞计数板的中心滴加培养液，再盖盖玻片D．依据“计上不计下、计左不计右”的原则，上图中格里有24个酵母菌【答案】D【详解】A、该实验自身前后对照，无需额外设置对照组，A错误；B、取样前需振荡摇匀，若从底部吸取，酵母菌分布不均，影响实验数据，B错误；C、应先盖盖玻片，再在盖玻片边缘滴加培养液，C错误；D、计数遵循“计上不计下、计左不计右”，图中格里酵母菌数量经计数为24，D正确。故选D。在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中：(1)对酵母菌进行计数。计数时，如果发现血细胞计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是。(2)将1mL酵母菌样品加99mL无菌水稀释，用血细胞计数板（规格为1m×1mm×0.1mm）计数。现观察到图中该计数室（共有400个小格）所示5个中格（a~e，共80个小格）内共有酵母菌60个，则上述1mL酵母菌样品约有菌体个。

(3)将酵母菌接种到装有10mL液体培养基M的试管中，培养并定时取样进行计数，发现试管中酵母菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为形，且种群数量为时，种群增长速度最快。(4)若将酵母菌接种在5mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该酵母菌的环境容纳量（K值）。若在5mL培养基M中接种酵母菌量增加一倍，则与增加前相比，K值。【答案】(1)抽样检测适当比例稀释菌液(2)3.0×108(3)Sa/2(4)减小不变【分析】1、本题研究培养液中酵母菌种群数量与时间的关系，其自变量为时间，因变量为酵母菌种群数量，表格中就体现这些关系。显微镜的放大倍数是将长或者是宽放大，显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数。在探究酵母菌种群数量变化的实验中，酵母菌数量的计算公式为：每个小方格中酵母菌数量×400÷（0.1mm3×10-3）×稀释的倍数。并且实验过程中需注意相关注意点，如：取样时要先振荡摇匀、酵母菌浓度过高时要加水稀释、计数时只数上边线和左边线的菌体数等。2、种群数量增长曲线包括S形和J形，其中J形曲线种群数量不断增加，没有最大值，而题干中酵母菌总数达到a时，种群数量不再增加，说明酵母菌种群增长曲线为S形，当种群数量为a/2时，种群增长速率最大。【详解】（1）采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数，从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻振荡几次。如果发现血球计数板的一个小方格内酵母菌过多，难以数清，说明菌液中酵母菌浓度较高，应当采取的措施是适当比例稀释菌液。（2）现将1mL酵母菌样品加99mL无菌水稀释，用血球计数板(规格为1m×1mm×0.1mm)计数，现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e5个格中格内（共80个小格）共有酵母菌60个，0.1mm3=10-4mL，则上述1mL酵母菌样品约有菌体60÷80×400×104×100=3．0×108个。