1、第13课时 种群的增长方式,第四章 种 群,一 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化(加试),当堂检测,二 种群的指数增长和逻辑斯谛增长,内容索引,一 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化(加试),1.实验原理 (1)封闭环境中，酵母菌的种群数量随时间有一定的动态变化规律。 (2)可以用血细胞计数板进行酵母菌细胞的计数，用比浊计(或比色计)找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。 2.方法步骤 (1)预测实验结果，设计实验记录表(见教材P72)。 (2)分组，每组做两个样品：分别标记为样品1和样品2。每个样品含两支试管：,知识导学,10 mL无菌葡萄糖,试管A： 溶液0.1 mL酵母菌贮用
2、培养液 试管B：只加10 mL无菌葡萄糖溶液,(3)对试管A进行细胞计数,拧紧试管盖将试管A倒转数次，使酵母细胞分布均匀 用滴管从试管A中取1滴培养液，滴到血细胞计数板的方格区，盖上盖玻片 镜检计数 算出试管内细胞总数,(4)对试管B重复步骤(3)，进行细胞计数。 (5)对样品2重复步骤(3)(4)。 (6)用比浊计测定各试管的浑浊度。 (7)将实验结果填入记录表，并计算两次计数的平均值。 (8)第二天，重复步骤(3)(7)。 (9)以后的两周内，每天重复步骤(6)，记录结果。,小贴士,第四天和第七天，重复步骤(3)和(4)，对试管A和B进行细胞计数，如果方格内细胞数目多于300个或数不过来，
3、要稀释后再进行细胞计数。,小贴士,1.从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？,答案,使酵母菌均匀分布，计数准确。,2.该探究实验需要设置对照及重复实验吗？,答案,酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值。,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？,答案,可增大稀释倍数后再计数。,4.实验结果交流 (1)根据实验数据绘出酵母菌数量与时间(天数)的关系曲线。,答案,如图所示,(2)从曲线来看 增长曲线的总趋势是种群数量先 ，再继续培养，种群数量又逐渐 。 原因：开始时培养液的 、 、
4、，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断 、 、 等，使 ，酵母菌 高于 ，种群数量 。,增加，然后趋于相对稳定,减少,营养充足,空间充裕,条件适宜,增多,营养消耗,pH变化,生存条件恶化,死亡率,出生率,下降,影响酵母菌种群增长的因素可能是什么？,答案,影响酵母菌种群增长的因素可能是葡萄糖有限，试管内空间有限，或者培养液受到污染，有其他微生物制约。此外，温度、pH值、有害代谢产物积累都会影响其数量增长。,5.血细胞计数板的计数法 (1)血细胞计数板常见规格 血细胞计数板有两种常见方格网，对于1625的方格网而言，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于2516
5、的方格网而言，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量，如图所示。,(2)镜检计数方法 方格内细胞的计数顺序为左上右上右下左下。 压在方格线上的细胞只计 上的细胞数。 酵母细胞若有粘连，要数出团块中的每一个细胞。 出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的 ，则算独立个体。 计数总数不少于300个细胞。 6.计算细胞总数 (1)每方格内的细胞数 。 (2)每毫升体积内的细胞数每方格内的细胞数2 500稀释倍数。 (3)试管内的细胞总数 。,左线和上线,1/2,细胞数/方格数,每毫升体积内的细胞数10,1.下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的相关操作，正确的是 A.
6、培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌 B.培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧 C.从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液 D.为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释再计数,活学活用,答案,解析,在进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，培养用具和培养液必须都经过严格的灭菌处理，否则会引起杂菌污染，影响酵母菌的生长；酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧气时大量繁殖，所以培养酵母菌时，必须供应充足的氧；从瓶中吸出培养液进行计数之前，必须摇匀培养瓶中的培养液，使酵母菌分布均匀，防止产生误差；酵母菌培养后期数目多，为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释再计
7、数。,A.曲线是不更换培养液但定时调节pH条件下的种群增长曲线 B.该实验表明特定空间的环境容纳量是可以改变的 C.该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度、捕食者无关 D.若在曲线所示条件下培养140 h后，调节pH至适宜并继续培养，种群数量将一直维持恒定,2.下图为在等容积容器中，用不同条件培养酵母菌时，其种群增长的曲线。三种条件分别为：不更换培养液；不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜；每3 h定期更换培养液。下列有关叙述正确的是,答案,解析,每3 h定期更换培养液，酵母菌在营养充足、条件适宜的环境中将会呈现指数增长，种群增长曲线是；如果不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜，
8、酵母菌的数量会比不更换培养液稍好一些，种群增长曲线是；不更换培养液培养酵母菌，一段时间后酵母菌将会因为营养物质短缺且代谢废物积累在培养液中而影响其繁殖，种群增长曲线是，A错误； 从图中可以看出，三种不同条件下酵母菌种群的增长曲线变化是不一样的，说明特定空间的环境容纳量是可以改变的，B正确； 该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度有关，与捕食者无关，C错误； 在曲线所示条件下培养140 h后，即使调节pH至适宜条件，种群数量也会因为营养匮乏而下降，D项错误。,二 种群的指数增长和逻辑斯谛增长,知识导学,1.指数增长 (1)概念：在 、 和 的理想条件下，种群就会呈指数增长。 (2)特点：起始增长很
9、 ，但随着种群基数的 ，增长会 ，每单位时间都按种群的一定 增长，其增长势头 ，又称“ ”形增长曲线。,资源无限,空间无限,不受其他生物制约,慢,加大,越来越快,百分数或倍数,强大,J,(3)数学模型 模型假设：种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的倍。 建立模型：t年后种群数量表达式为NtN0t。 各参数意义：N0为该种群的起始数量，t为时间(年)，Nt表示t年后该种群的数量，表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。,2.逻辑斯谛增长 (1)概念：是指在 、 和 制约条件下的种群增长方式，又称“ ”形增长曲线。种群的逻辑斯谛增长总是会受到 的限制。 (2)特点：种群起始呈 增长
10、，K/2时增长最快，此后便开始减速增长，到 时便停止增长或在 波动。 (3)环境容纳量：指在长时期内环境所能维持的 ，又称K值。,资源有限,空间有限,受到其他生物,S,环境容纳量(K),加速,K值,K值上下,种群最大数量,1.下面是某种细菌在某条件下分裂繁殖的规律，阅读教材并结合图示信息，完成下列思考，体验建构数学模型的方法。,(1)若该细菌的营养和生存空间没有限制，请你仔细观察细菌分裂繁殖的规律，完善下表：,(2)观察上表中细菌数量(N)和繁殖代数(n)之间的关系，写出相应的方程式：N2n。,4,5,6,9,2,4,8,16,512,(3)根据所得到的方程式，在下面坐标系中画出细菌种群数量增
11、长的曲线。,答案,如图所示,(4)我们从曲线的走向分析可以预计： 在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，细菌种群的增长不会受 的影响，即在理想条件下种群增长的曲线为 形。 类比前述细菌种群数量模型构建过程，若在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，某种群的起始数量为N0，并且第二年的数量是第一年的倍(该种群每年的增长倍数都保持不变)，则： a.一年后种群数量N1 ，两年后种群数量N2 ，t年后种群数量Nt (t为时间，Nt表示t年后该种群的数量)。,种群密度增加,“J”,N0,N02,N0t,b.若1，请在坐标系中绘出数学方程式NtN0t中种群数量Nt随t的变化曲线图。
12、,答案,如图所示,2.阅读教材，分析材料，完成下面的思考。 (1)生态学家高斯曾经做过这样一个实验：在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24 h统计一次大草履虫的数量，连续6天，得到一曲线模式图(如图)：,该模型曲线为逻辑斯谛增长，其类似于英文字母 ，因此又称 形增长曲线，此类曲线形成的原因：a. 有限；b.受到_ 制约。 B点：出生率 死亡率，此时种群增长速率 ；C点：出生率_ 死亡率，此时种群的增长速率为 ，种群数量趋于 ，种群数量达到 ，即长时期内环境所能维持的种群 。,“S”,资源和空间,其他生物,大于,最大,等于,零,稳定,环境容纳量(K),最大数量,S,同一种群的K值是
13、固定不变的吗？同一物种的不同种群的K值一定相同吗？影响K值大小的因素有哪些？,答案,不是。不一定。生物自身的遗传特性和所生存的环境条件。,(2)K值在实际生产生活中有着重要的指导意义，请分析： 大熊猫栖息地遭到破坏后，食物和活动范围缩小，K值变 ，而建立自然保护区，改善其 ，可以提高 。,小,栖息环境,环境容纳量,若要控制鼠害，我们可采取什么具体措施来降低其环境容纳量？,答案,养殖或释放天敌、打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处。,若要持续从池塘中获得鱼类资源，则应该使捕捞后鱼类的数量维持在B点，原因是B点(K/2)时种群 最大，这样既可获得最大利用量，又可保持种群的可持续发展。,增长速率,
14、(3)已知种群增长速率是指单位时间内种群数量的变化率(即时间种群数量曲线的斜率)，请在坐标系中绘出上述曲线的种群增长速率随时间的变化曲线，并思考：,答案,如图所示,t2时种群数量为 ，t2时该种群的年龄结构为 。 t3时种群数量为 ，t2t3该种群数量的变化为 。,K/2,增长型,K,增加,3.种群指数增长是有条件的，条件之一是 A.在该环境中只有一个种群 B.该种群对环境的适应比其他种群优越得多 C.环境资源是无限的 D.环境资源是有限的,答案,解析,种群指数增长的条件是资源、空间无限，没有敌害，气候适宜等。,活学活用,4.如图所示为某种群的数量变化曲线和种群增长速率曲线，判断下列说法的正误
15、。,(1)B、b点种群增长速率最大，种群数量在K/2左右，此时种内斗争也最激烈( ) (2)c点种群增长速率明显减小只是由种内斗争引起的( ) (3)处理好这种生物与环境的协调与平衡，需要考虑K值的大小( ) (4)当这种生物与环境达到协调与平衡后，在E点达到K值，K值将固定不变( ) (5)CD段种群数量仍在增长( ),答案,解析,种群增长速率最快的点是在K/2左右，之后，食物、空间、生存条件、天敌等多方面因素导致种内斗争更加剧烈，出生率下降，死亡率升高，在K值时二者相等，最后种群数量呈现波动状态。,“J”形增长曲线和“S”形增长曲线的比较,课堂小结,环境阻力,环境阻力,K/2,K值,当堂检
16、测,一个物种进入新环境时，一般先呈指数增长，后呈逻辑斯谛增长。,1.一个新的物种进入某地后，其种群数量变化，下列叙述不正确的是 A.先呈逻辑斯谛增长，后呈指数增长 B.先呈指数增长，后呈逻辑斯谛增长 C.种群数量达到K值以后会保持稳定 D.K值是环境条件允许的种群增长的最大值,答案,解析,2,3,4,1,2.下列关于种群数量变化的叙述中不正确的是 A.1990年紫茎泽兰侵入我国四川凉山地区后，泛滥成灾，其增长曲线近似于“J”形 B.对农作物合理密植时，其数量不应大于K值 C.一个呈逻辑斯谛增长的种群，数量在K/2左右时增长速率最大 D.一个物种引入新的地区后，一定呈“J”形增长,答案,解析,2
17、,3,4,1,紫茎泽兰侵入后，能泛滥成灾，说明环境条件适宜，所以开始一段时间其种群近似于“J”形增长，A正确； K值是环境容纳量，所以合理密植时，其数量不应超过K值，B正确； 一个呈逻辑斯谛增长的种群，种群增长速率先增加后减少为0，在K/2时种群增长速率最大，C正确； 在种群增长有限制的情况下，不可能呈“J”形增长，D错误。,2,3,4,1,3.搁置一段时间的洗碗水，在其他条件都适宜的情况下，碗内微生物数量变化在开始一段时间内最可能呈 A.指数增长 B.逻辑斯谛增长 C.指数或逻辑斯谛增长 D.无规律增长,答案,解析,碗内微生物在开始一段时间内，其生活的空间和资源可以认为是无限的，因此其增长曲
18、线最可能是“J”形曲线。,2,3,4,1,4.如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是,答案,解析,2,3,4,1,K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值 在K值时，种群的增长速率最大 如果不考虑迁入、迁出等其他因素，在K值时，出生率等于死亡率 假设这是鱼的种群，当种群达到K值时开始捕捞，可持续获得最高产量 A. B. C. D.,题干中曲线为种群“S”形增长曲线，K表示环境条件所允许的最大容纳量，种群增长速率变化规律是先增大后减小，在K/2时增长速率最大，K值时增长速率为零，即不考虑其他因素干扰时，出生率等于死亡率。若该曲线代表鱼的种群生长曲线，为获得最大捕捞量，又不影响资源再生，应当使种群数量捕捞后保持在K/2值左右。,2,3,4,1,
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