種群數(shù)量的變化（第1課時(shí)）【堂堂清】高二生物上學(xué)期課件（2019人教版選擇性必修2）

1.2.1種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦：1.怎樣構(gòu)建種群增長的模型？2.種群的數(shù)量是怎樣變化的？建構(gòu)種群增長模型的方法01細(xì)菌的數(shù)量變化問題探討

我們手上難免沾染細(xì)菌。細(xì)菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設(shè)在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過分裂繁殖一代。時(shí)間（min)020406080100120140160180分裂次數(shù)0數(shù)量（個(gè)）1【討論1】計(jì)算一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量，并填入下表。214283164325646712882569512二分裂解：設(shè)細(xì)菌初始數(shù)量為N0，則第n代的數(shù)量表示為

。【思考】第72小時(shí)數(shù)量是多少？建構(gòu)種群增長模型的方法01細(xì)菌的數(shù)量變化問題探討【討論2】根據(jù)問題探討并結(jié)合下表，總結(jié)第n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是？時(shí)間(min)020406080100120140160180分裂次數(shù)0123456789數(shù)量（個(gè)）1248163264128256512指數(shù)形式Nn=N0x2n2122232425262728292072小時(shí)分裂次數(shù)=72x3=216Nn=N0x2n=1x2216=2216建構(gòu)種群增長模型的方法01細(xì)菌的數(shù)量變化問題探討【討論3】根據(jù)表格，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)，畫出細(xì)菌種群的數(shù)量增長曲線。時(shí)間(min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789數(shù)量(個(gè))248163264128256512【思考】同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？優(yōu)局限性數(shù)學(xué)公式曲線圖精確不夠直觀更直觀地反映變化趨勢不夠精確建構(gòu)種群增長模型的方法01細(xì)菌的數(shù)量變化問題探討在一個(gè)培養(yǎng)瓶中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式描述的趨勢增長嗎？分析其原因。思考不會(huì)，因?yàn)榕囵B(yǎng)瓶中的營養(yǎng)條件和生存空間都是有限的。科學(xué)方法：建立數(shù)學(xué)模型011．建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的目的：

、

和

種群數(shù)量的變化。2．?dāng)?shù)學(xué)模型的概念：用來描述一個(gè)

或它的

的數(shù)學(xué)形式。3．建構(gòu)方法和實(shí)例：描述解釋預(yù)測系統(tǒng)性質(zhì)細(xì)菌每20min分裂一次，細(xì)菌數(shù)量是怎樣變化的？資源和生存條件沒有限制條件下，細(xì)菌種群增長不受種群密度增加的影響觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正研究實(shí)例N代表細(xì)菌數(shù)量，n代表第幾代Nn=2n

研究方法觀察研究對象，

.提出

.通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行

.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)，即

.提出問題合理的假設(shè)建立數(shù)學(xué)模型檢驗(yàn)或修正建構(gòu)種群增長模型的方法·落實(shí)思維方法P7011．下列關(guān)于建構(gòu)種群增長模型方法的敘述，不正確的是(

)A．?dāng)?shù)學(xué)模型可以用來描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化B．?dāng)?shù)學(xué)公式是常見的數(shù)學(xué)模型，而曲線圖更直觀，是物理模型的一種C．建構(gòu)模型過程中需要通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正D．在數(shù)學(xué)建模過程中也常用到假說—演繹法B數(shù)學(xué)公式和曲線圖都屬于數(shù)學(xué)模型，×；建構(gòu)種群增長模型的方法·落實(shí)思維方法P7012．在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，某細(xì)菌每20min就分裂繁殖一代?，F(xiàn)將該細(xì)菌種群(t個(gè)個(gè)體)接種到培養(yǎng)基上(資源、空間無限)，m小時(shí)后，理論上該種群的個(gè)體總數(shù)是()A．t·2m

B．t·220

C．t·22m

D．t·23mD在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，m小時(shí)細(xì)菌繁殖代數(shù)為3m，則種群的數(shù)量為t·23m。探究實(shí)驗(yàn)：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化02【酵母菌的相關(guān)信息】①生物類型：

生物，

生長周期

，增殖速度

；②代謝類型：

，②培養(yǎng)條件：

培養(yǎng)基；③繁殖方式：

生殖(主要)，

一種無性生殖方式。單細(xì)胞真核異養(yǎng)兼性厭氧型液體出芽短快擴(kuò)展：酵母菌的出芽生殖培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化02【提出問題】培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？變量設(shè)置：①自變量：

；②因變量：

；③無關(guān)變量：

；時(shí)間酵母菌數(shù)量培養(yǎng)液體積、溫度、pH等培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化02【實(shí)驗(yàn)步驟】接種培養(yǎng)計(jì)數(shù)繪圖將10mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液/肉湯培養(yǎng)液加入試管中，將酵母菌接種到試管的培養(yǎng)液中；將試管放在25℃條件下培養(yǎng)；定時(shí)取樣計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量；分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。怎樣對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)？思考核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【資料】用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下直接計(jì)數(shù)是一種常用的細(xì)胞計(jì)數(shù)法（抽樣檢測法），一般用于單細(xì)胞微生物數(shù)量的測定，由于血細(xì)胞計(jì)數(shù)板上的計(jì)數(shù)室蓋上蓋玻片后的容積是一定的，所以可根據(jù)在顯微鏡下觀察到的細(xì)胞數(shù)目來計(jì)算單位體積的細(xì)胞的總數(shù)目。核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02計(jì)數(shù)室的高（厚度）小方格面積放大方格網(wǎng)每個(gè)方格網(wǎng)被劃分為9個(gè)大方格（正中央的那個(gè)大方格就是計(jì)數(shù)室）計(jì)數(shù)室放大計(jì)數(shù)室[25×16][16×25]并非計(jì)數(shù)室長：

；寬：

；高：

；容積：

mm3；計(jì)數(shù)室(大方格)1mm1mm0.1mm0.1核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【高頻考點(diǎn)①】0.1mm3是誰的容積？計(jì)數(shù)室（大方格）的容積大方格(計(jì)數(shù)室)中方格小方格方格網(wǎng)核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【高頻考點(diǎn)②】計(jì)數(shù)室（大方格）有兩種規(guī)格，各有多少個(gè)小方格？16×25型計(jì)數(shù)板25×16型計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)室（大方格）=16中格=16x25小格=400小格計(jì)數(shù)室（大方格）=25中格=25x16小格=400小格核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【高頻考點(diǎn)③】若使用的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個(gè)計(jì)數(shù)室分為25個(gè)中方格，每個(gè)中方格又分為16個(gè)小方格，將樣液稀釋100倍后計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)室四個(gè)角及中央共5個(gè)中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個(gè)，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為

個(gè)/mL。1×108【計(jì)算過程】1個(gè)小方格中酵母菌平均數(shù)=

；計(jì)數(shù)室（0.1mm3）中酵母菌總數(shù)=

；1mL中酵母菌總數(shù)=

。20÷（5×16）=1/4個(gè)1/4×400=100個(gè)100×104×100（稀釋倍數(shù)）=1×108個(gè)注：1ml=1cm3=103mm3核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【高頻考點(diǎn)③】若使用的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個(gè)計(jì)數(shù)室分為25個(gè)中方格，每個(gè)中方格又分為16個(gè)小方格，將樣液稀釋100倍后計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)室四個(gè)角及中央共5個(gè)中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個(gè)，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為

個(gè)/mL。1×108【計(jì)算公式】400104核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)·小結(jié)02①方法：

法。②用具：試管、滴管、

、顯微鏡等。③步驟：蓋：先將

放在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的

上；

→滴：用吸管吸取培養(yǎng)液,滴于

邊緣,讓培養(yǎng)液自行滲入；

→吸：多余的培養(yǎng)液用

吸去；

→計(jì)：稍待片刻，待酵母菌全部沉降到

底部，

用顯微鏡計(jì)數(shù)一個(gè)

內(nèi)的酵母菌數(shù)量；

→估：估算試管中的酵母菌總數(shù)。抽樣檢測蓋玻片計(jì)數(shù)室蓋玻片濾紙計(jì)數(shù)室小方格先蓋后滴：避免因菌液過多頂起蓋玻片而改變計(jì)數(shù)室的容積否則，通過顯微鏡觀察時(shí)就可能出現(xiàn)以下現(xiàn)象：①要么能看清楚酵母菌，看不清格線；②要么能看清楚格線，看不清酵母菌；血細(xì)胞計(jì)數(shù)板核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【討論1】從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議將試管輕輕振蕩幾次。

這是為什么？【討論2】如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？【討論3】對于壓在計(jì)數(shù)方格界線上的酵母菌，應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)？使培養(yǎng)液中的酵母菌分布均勻，以減少誤差。適當(dāng)稀釋菌液。計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右。核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【拓展思考】計(jì)數(shù)的酵母菌都是活的嗎？怎樣分辨是否為活菌？臺盼藍(lán)染液死活注：加入的臺盼藍(lán)的體積應(yīng)折算在稀釋倍數(shù)中。提示：不都是，計(jì)數(shù)的酵母菌包括活菌和死菌?？梢杂?/p>

對菌體進(jìn)行染色，被染成藍(lán)色的是

菌，沒有染色的是

菌。圖中中方格活酵母菌數(shù)目=

；計(jì)數(shù)室（0.1mm3）中酵母菌總數(shù)=

；1mL中酵母菌總數(shù)=

。核心探討1：利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)02【對點(diǎn)練習(xí)】某生物興趣小組在進(jìn)行“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的探究實(shí)驗(yàn)中，將酵母菌培養(yǎng)液稀釋100倍后，經(jīng)等體積臺盼藍(lán)染液染色后，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)進(jìn)行計(jì)數(shù)，觀察到一個(gè)中方格的菌體數(shù)如圖所示。若計(jì)數(shù)的中方格中酵母菌數(shù)量的平均數(shù)與圖示中方格內(nèi)酵母菌數(shù)量相同，則培養(yǎng)液中活酵母菌的密度為

個(gè)·mL－1。9個(gè)9÷16×400=225個(gè)225×104×100×2=4.5×108個(gè)/mL4.5×108核心探討2：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析02【討論1】本探究需要設(shè)置對照嗎？【討論2】要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？為什么？【討論3】怎樣記錄結(jié)果？記錄表要怎么設(shè)計(jì)？不需要，因?yàn)榻湍妇诓煌瑫r(shí)間內(nèi)的數(shù)量可以相互對照（自身前后對照）。要，為了避免單次實(shí)驗(yàn)的偶然性，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠。時(shí)間/天次數(shù)12345671

2

3

平均值

對每個(gè)樣品計(jì)數(shù)三次，取平均值。核心探討3：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析021.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的曲線圖如圖所示，增長曲線的總趨勢是

，【原因分析】①在開始時(shí)培養(yǎng)液的

、

、

，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增；②隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗、pH變化、

積累等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率

出生率，種群數(shù)量下降。先增加再降低營養(yǎng)充足空間充裕條件適宜有害產(chǎn)物高于核心探討3：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析022.根據(jù)酵母菌數(shù)量的變化曲線，作出對應(yīng)增長速率的曲線圖。增長速率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù))增長時(shí)間核心探討3：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析023.影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差分析及改進(jìn)辦法計(jì)數(shù)室內(nèi)產(chǎn)生氣泡，會(huì)導(dǎo)致計(jì)數(shù)室相對體積減小，而造成誤差。若有氣泡，可用吸水紙將氣泡吸出。將出芽的酵母菌按2個(gè)計(jì)數(shù)，使數(shù)值偏高。計(jì)數(shù)時(shí)，當(dāng)芽體體積超過母細(xì)胞體積的一半，才計(jì)數(shù)。培養(yǎng)液上部酵母菌偏少，下部酵母菌偏多。將培養(yǎng)液振蕩搖勻后取中部液體進(jìn)行計(jì)數(shù)。培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化·判斷正誤P10(1)可用抽樣檢測的方法監(jiān)測酵母菌數(shù)量()(2)應(yīng)先向計(jì)數(shù)室滴加樣液，再蓋蓋玻片()(3)待酵母菌全部沉降到計(jì)數(shù)室底部再開始計(jì)數(shù)()√×√計(jì)數(shù)時(shí)，先將蓋玻片放在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)室上，再將培養(yǎng)液滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。02培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化·落實(shí)思維方法P121．在探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的實(shí)驗(yàn)中，采用規(guī)格為25中格(400小格，0.1mm)的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行計(jì)數(shù)。已知培養(yǎng)液稀釋了100倍，經(jīng)檢測得知四角及中心5個(gè)中格的酵母菌數(shù)量分別為32、36、34、38、40個(gè)。下列敘述正確的是()A．在培養(yǎng)酵母菌時(shí)，必須去除影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的培養(yǎng)液中的溶解氧B．此培養(yǎng)液中酵母菌密度約為9×106個(gè)·mL－1，該實(shí)驗(yàn)無對照C．若一個(gè)小格內(nèi)酵母菌數(shù)量過多，應(yīng)將培養(yǎng)液稀釋一定倍數(shù)后再進(jìn)行計(jì)數(shù)