探究酵母菌種群的增長(zhǎng)方式

種群的增長(zhǎng)方式探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑偬骄颗囵B(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量隨時(shí)間發(fā)生的變化，從而了解在封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。②初步嘗試依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型。③學(xué)習(xí)用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行酵母菌細(xì)胞計(jì)數(shù)的操作方法，學(xué)習(xí)比濁計(jì)（或比色計(jì)）的使用方法，找出酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與其渾濁度之間的關(guān)系。活動(dòng)：探究培養(yǎng)液中酵母菌種群的動(dòng)態(tài)變化實(shí)驗(yàn)步驟組別樣品1樣品2試管A試管B試管A試管B步驟一加無(wú)菌葡萄糖溶液10ml加無(wú)菌葡萄糖溶液10ml加無(wú)菌葡萄糖溶液10ml加無(wú)菌葡萄糖溶液10ml步驟二加酵母貯用培養(yǎng)液0.1ml不加酵母貯用培養(yǎng)液加酵母貯用培養(yǎng)液0.1ml不加酵母貯用培養(yǎng)液步驟三利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對(duì)各試管進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)步驟四用比濁計(jì)測(cè)定各試管的渾濁度步驟五記錄、處理數(shù)據(jù)步驟六以后兩周每天重復(fù)步驟四，其中第0、1、4、7四天重復(fù)步驟三。放大顯微鏡視野下的酵母菌厚度每小格的面積25×16=400小格一大格25個(gè)中格雙線(xiàn)為界如何使用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)？計(jì)數(shù)室如何使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)？用滴管吸取1滴培養(yǎng)液到血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的方格區(qū)，蓋上蓋玻片。鏡檢：①計(jì)數(shù)順序：左上→右上→右下→左下②壓在方格線(xiàn)上的細(xì)胞計(jì)數(shù)：

只計(jì)左線(xiàn)和上線(xiàn)的細(xì)胞數(shù)③酵母細(xì)胞若有粘連如何計(jì)數(shù)？要數(shù)出團(tuán)塊中的每一個(gè)細(xì)胞。④出芽酵母的芽體如何計(jì)數(shù)？體積若超過(guò)細(xì)胞體積的1/2，則算獨(dú)立個(gè)體⑤小方格內(nèi)細(xì)胞數(shù)太多，難以計(jì)數(shù)怎么辦？稀釋?zhuān)阌诮湍妇鷳乙旱挠?jì)數(shù)以每小方格內(nèi)含有4-5個(gè)酵母細(xì)胞為宜計(jì)數(shù)總數(shù)不少于300個(gè)細(xì)胞。⑥如何計(jì)算試管內(nèi)的細(xì)胞總數(shù)？加樣品：高倍鏡。利用計(jì)數(shù)板可在顯微鏡下對(duì)微生物細(xì)胞進(jìn)行直接計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)板是一個(gè)特制的可在顯微鏡下觀察的玻片，樣品就滴在計(jì)數(shù)室內(nèi)。計(jì)數(shù)室由25×16＝400個(gè)小室組成，容納液體的總體積為0．1mm3?，F(xiàn)將lmL酵母菌樣品加9mL無(wú)菌水稀釋?zhuān)脽o(wú)菌吸管吸取少許使其自行滲入計(jì)數(shù)室，蓋上蓋玻片并用濾紙吸去多余菌液?，F(xiàn)觀察到圖中所示a、b、c、d、e5個(gè)中格80個(gè)小室內(nèi)共有酵母菌440個(gè)，則上述ImL酵母菌樣品中約有菌體__________個(gè)。為獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)值，減少誤差，你認(rèn)為可采取的做法是_____________________________________________________________________。2.2×108可采用重復(fù)實(shí)驗(yàn)求平均值的方法獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)值以減少誤差abcde比濁計(jì)（比色計(jì)）測(cè)渾濁度？這是測(cè)定菌懸液中細(xì)胞數(shù)量的快速方法。原理是菌懸液中的單細(xì)胞微生物，其細(xì)胞濃度與渾濁度成正比，與透光度成反比。細(xì)胞越多，濁度越大，透光量越少。因此，測(cè)定菌懸液的光密度(或透光度)或濁度可以反應(yīng)細(xì)胞的濃度。此法比較簡(jiǎn)便，但使用有局限性。菌懸液顏色不宜太深，不能混雜其他物質(zhì)，否則不能獲得正確結(jié)果。一般在用此法測(cè)定細(xì)胞濃度時(shí)，應(yīng)先用計(jì)數(shù)法作對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)，取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并制作菌數(shù)對(duì)渾濁度的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方便查獲菌數(shù)值。數(shù)據(jù)的記錄和處理？1、數(shù)據(jù)計(jì)錄表：時(shí)間（天）酵母細(xì)胞數(shù)/萬(wàn)個(gè)·ml-1)酵母菌數(shù)量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖計(jì)數(shù)試管第0天第1天第2天。。。ABABABAB樣品1樣品2總數(shù)平均數(shù)稀釋倍數(shù)比濁計(jì)讀數(shù)估算數(shù)數(shù)學(xué)模型2、曲線(xiàn)圖：渾濁度酵母細(xì)胞數(shù)(個(gè)/ml)酵母菌數(shù)量與渾濁度的關(guān)系曲線(xiàn)1、本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)顯微鏡下樣品的細(xì)胞計(jì)數(shù)，估算試管中酵母細(xì)胞的數(shù)量，怎樣操作可以提高計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性和估算數(shù)的準(zhǔn)確性？2、試管B的作用是什么？如何解釋試管B中樣品的渾濁度變化？3、為什么整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只選擇這4天進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)？課后思考題本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)對(duì)樣品中的酵母菌計(jì)數(shù)以估算試管中的種群大小這種方法叫做取樣法。為提讀數(shù)的準(zhǔn)確性，在操作過(guò)程中要非常謹(jǐn)慎，每次計(jì)數(shù)之前要多次倒轉(zhuǎn)試管使試管內(nèi)的酵母菌分布均勻。多做幾次取平均值可以減少各次計(jì)算之間的隨機(jī)誤差。對(duì)照。試管B中渾濁度的變化可能與無(wú)菌葡萄糖溶液的濃度變化有關(guān)。除這四天外，每天都測(cè)定渾濁度，用來(lái)預(yù)測(cè)曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)。在這四天進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)，可以幫助學(xué)生搞清楚渾濁度與酵母菌實(shí)驗(yàn)數(shù)量之間的關(guān)系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用渾濁度預(yù)測(cè)的曲線(xiàn)是否有偏差，并進(jìn)行校正。課后思考題5、影響酵母種群增長(zhǎng)的因素可能是什么？4、在一張新坐標(biāo)紅上畫(huà)直角坐標(biāo)，以培養(yǎng)天數(shù)為橫坐標(biāo)，以每次測(cè)得的酵母數(shù)為縱坐標(biāo)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的A和B的數(shù)據(jù)，用兩種不同顏色的筆畫(huà)出兩個(gè)樣品的曲線(xiàn)圖。試說(shuō)明圖中各線(xiàn)的相似之處和不同之處，分析樣品種群的增長(zhǎng)是否有共同趨勢(shì)？在實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)操作時(shí)，沒(méi)有使用無(wú)菌技術(shù)，試管A和試管B都有可能逐漸被污染，因此種群增長(zhǎng)有可能有相同的趨勢(shì)，但試管A的數(shù)值一定大于試管B葡萄糖有限，試管內(nèi)空間有限，有害代謝產(chǎn)物的積累，計(jì)數(shù)操作時(shí)沒(méi)有使用無(wú)菌操作培養(yǎng)液受污染，酵母菌種群增長(zhǎng)受到其他微生物的制約。典例：關(guān)于“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”實(shí)驗(yàn)敘述，正確的是

A在測(cè)量渾濁度的同時(shí)，并不需要每次鏡

檢計(jì)數(shù)

B計(jì)數(shù)時(shí)酵母菌的芽體都應(yīng)作為個(gè)體計(jì)入

在內(nèi)

C種群數(shù)量達(dá)到最大值之前呈“J”形增長(zhǎng)

D種群數(shù)量達(dá)到最大值后，會(huì)在該值上下

A(2011年樣卷)草履蟲(chóng)是水生單細(xì)胞原生生物。在適宜條件下增殖較快。欲探究草履蟲(chóng)的種群增長(zhǎng)方式，請(qǐng)根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路、繪制呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。材料和用具：草履蟲(chóng)，培養(yǎng)液，顯微鏡，培養(yǎng)瓶等實(shí)驗(yàn)思路（1）取若干個(gè)培養(yǎng)瓶分別加入等量的培養(yǎng)液，然后各加入少量且數(shù)量相同的草履蟲(chóng)，并作記錄。（2）在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，間隔相同的時(shí)間鏡檢，計(jì)數(shù)各瓶中單位體積中草履蟲(chóng)的個(gè)體數(shù)，取平均值并記錄。（3）分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)間（天）細(xì)胞數(shù)/萬(wàn)個(gè)·ml-1)酵母菌數(shù)量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖預(yù)測(cè)結(jié)果：根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，若增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈“J”形，則草履蟲(chóng)種群增長(zhǎng)方式為指數(shù)增長(zhǎng)。若增長(zhǎng)曲線(xiàn)呈“S”形，則為邏輯斯諦增長(zhǎng)“J”形增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型

1、模型假設(shè)：

理想狀態(tài)——（N0為起始數(shù)量，t為時(shí)間（年），Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ為年均增長(zhǎng)倍數(shù)量）

2、種群“J”形增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0

λt

種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年是第一年的λ倍。食物充足，空間不限，氣候適宜，沒(méi)有敵害等；“J”形增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？存在環(huán)境阻力———

自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）——食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。

當(dāng)出生率與死亡率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。種群增長(zhǎng)的“S”形曲線(xiàn)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境所允許的最大值（K值）后，將停止增長(zhǎng)并在K值左右保持相對(duì)穩(wěn)定。

K值：在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱(chēng)為環(huán)境容納量。種群增長(zhǎng)的“S”形曲線(xiàn)

“J”型曲線(xiàn)和“S”型曲線(xiàn)的比較項(xiàng)目“J”型曲線(xiàn)“S”型曲線(xiàn)前提條件食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有敵害等理想狀態(tài)受空間、食物、天敵等制約的有限的自然狀態(tài)種群增長(zhǎng)速率不斷增大先增大后減小種群增長(zhǎng)率增長(zhǎng)率為常數(shù)隨種群密度上升而下降K值的有無(wú)無(wú)K值有K值曲線(xiàn)形成的原因無(wú)種內(nèi)斗爭(zhēng)，缺少天敵種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇，天敵數(shù)量增多例題1．在放有5mL培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中放入少量酵母菌菌種，然后每隔一天統(tǒng)計(jì)一次酵母菌的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出如右圖所示的結(jié)果：對(duì)這一結(jié)果的分析，錯(cuò)誤的是（）A.酵母菌的生長(zhǎng)呈現(xiàn)出“S”型增長(zhǎng)B.該種群數(shù)量在達(dá)到K值之前是指數(shù)增長(zhǎng)C.在第4天至第6天中，種群的出生率等于死亡率D.該瓶?jī)?nèi)酵母菌種群的K值為400B例題2:下圖是某田鼠種群數(shù)量變化曲線(xiàn)圖。請(qǐng)選出不正確的一項(xiàng)：A、種群數(shù)量從2200只增加到5000只（不考慮遷入和遷出），則自然增長(zhǎng)率為127%。B、標(biāo)志重捕法調(diào)查田鼠種群數(shù)量時(shí),由于被捕過(guò)的田鼠較難再次被抓，估計(jì)值會(huì)大于實(shí)際種群數(shù)量。C、第1～6年，該地區(qū)采用了垃圾處理、投放鼠藥等整治手段，田鼠種群數(shù)量大幅下降，這種干預(yù)屬于種群數(shù)量的外源性調(diào)節(jié)因素。D、該田鼠種群在第2～6年的環(huán)境容納量約為4800只。D例題3：（2012山東）（下圖中，曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示某野生動(dòng)物種群數(shù)量超過(guò)環(huán)境容納量后，其未來(lái)種群數(shù)量變化三種可能的情況。（1）圖中曲線(xiàn)_________說(shuō)明該種群對(duì)其棲息地的破壞程度較輕。當(dāng)曲線(xiàn)Ⅲ趨近零時(shí)，對(duì)該動(dòng)物種群已不宜采取______________保護(hù)的措施。圖中陰影部分可能引起該種群的______________發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致物種進(jìn)化。（Ⅰ就地（或建立自然保護(hù)區(qū)）基因頻率例題2：（2012山東）（下圖中，曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示某野生動(dòng)物種群數(shù)量超過(guò)環(huán)境容納量后，其未來(lái)種群數(shù)量變化三種可能的情況。（2）若圖中物種處于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，當(dāng)其數(shù)量下降，且其他條件不變時(shí)，流向該營(yíng)養(yǎng)級(jí)其他物種的能量會(huì)______________。增多例題2：（2012山東）（下圖中，曲線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示某野生動(dòng)物種群數(shù)量超過(guò)環(huán)境容納量后，其未來(lái)種群數(shù)量變化三種可能的情況。（3）人類(lèi)對(duì)野生動(dòng)物棲息地的過(guò)度利用也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)圖中的三種情況。16世紀(jì)以來(lái)，世界人口表現(xiàn)為“J”型增長(zhǎng)，因此需控制“J”型增長(zhǎng)數(shù)學(xué)方程式中______________參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)人口和野生動(dòng)物資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。λ（1）什么是種群數(shù)量波動(dòng)？（2）種群數(shù)量波動(dòng)有哪些類(lèi)型？（3）非周期波動(dòng)和周期波動(dòng)的曲線(xiàn)有什么區(qū)別？

種群中的個(gè)體數(shù)量隨時(shí)間而發(fā)生變化，這就是種群數(shù)量波動(dòng)非周期波動(dòng)周期波動(dòng)周期波動(dòng)兩個(gè)波峰之間相隔的時(shí)間相等（4）什么是種群平衡密度？種群在生物群落中，與其他生物成比例地維持在某一特定密度水平上，這個(gè)密度水平叫做平衡密度。二、種群數(shù)量的波動(dòng)及調(diào)節(jié)閱讀回答：影響東亞飛蝗種群非周期波動(dòng)的因素是什么？非周期波動(dòng)的氣候。東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)少數(shù)種群數(shù)量的周期波動(dòng)影響北極旅鼠種群周期波動(dòng)的主要因素是什么？周期性的食料短缺。影響猞猁種群數(shù)量周期波動(dòng)的主要因素是什么？雪兔數(shù)量周期性的變化為什么種群數(shù)量總是圍繞種群平衡密度波動(dòng)？

外源性調(diào)節(jié)因素：

內(nèi)源性調(diào)節(jié)因素：

氣候：最強(qiáng)烈的外源性因素，如極端的溫度和濕度。食物、疾病、寄生和捕食等。

應(yīng)用：可以利用生物間的寄生和捕食關(guān)系，用于生物防治，取得了成功。如我國(guó)用七星瓢蟲(chóng)防治蚜蟲(chóng)和用灰喜鵲防治松毛蟲(chóng)等。內(nèi)源性調(diào)節(jié)是指通過(guò)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)、種群行為、內(nèi)分泌和遺傳機(jī)制等因素所進(jìn)行的種群數(shù)量調(diào)節(jié)。

P54頁(yè)典例1P561和6問(wèn)題：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考：（1）對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？（2）對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。種群增長(zhǎng)的“S”形曲線(xiàn)6．下圖是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖解，N1～N6表示能量數(shù)值，下列有關(guān)敘述中正確的是

A．流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為N2，由初級(jí)消費(fèi)者流向蜣螂的能量為N6

B．能量由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞給第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的傳遞效率為N4/N2×100%

C．N5的去向之一是用于初級(jí)消費(fèi)者的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖

D．生產(chǎn)者呼吸過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎虯TP太陽(yáng)能（N1）生產(chǎn)者植物同化（N2）生產(chǎn)者