1.2 种群数量的变化（第2课时）（优质精讲课）-【大单元教学】高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修2)

人教版高中生物选择性必修2 第1章 种群及其动态 【本节聚焦】 1.培养液中酵母菌种群数量的如何变化 第2节 种群数量的变化 第二课时 （培养液中酵母菌种群数量的变化） 学习目标、重难点 核心素养 1.通过“J”形和“S”形曲线比较分析，理解种群数量变化因素及其逻辑关系。 2.掌握调查培养液中酵母菌种群数量变化的实验原理、实验操作流程、实验结果记录、实验结论的得出等探究内容， 3.根据实验结果，分析培养液中酵母菌种群数量变化的情况和原因。 1.科学探究:在初步科学探究的基础上、进一步设计探究方案并动手实践完成实验。 2.科学思维:学生分析实验数据，建构数学模型，阐释数量变化规律，形成整体性思维。 3.生命观念:运用数学模型，解释种群数量变化规律，形成生物与环境相适应的生态观。 1.教学重点： （1）“J”形增长和“S”形增长的比较 （2）培养液中酵母菌种群数量调查的实验方法。 2.教学难点： 培养液中酵母菌种群数量变化的原因 2 (1)图中阴影部分表示什么？ (2)环境阻力如何用自然选择学说内容解释？ (3)“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？ 环境阻力。 生存斗争中被淘汰的个体数。 不等同，已经存在环境阻力。 环境阻力 食物不足 空间有限 种内竟争 天敌捕食 气候、传染病等 五.种群的“J”形增长与“S”形增长对比 “J”形增长和“S”形增长的比较 “J”形增长 “S”形增长 产生条件 增长特点 K值 曲线 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等理想条件。 资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。 每种群数量以一定倍数增长，种群增长速率越来越快。 种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，此后增长减缓，到K值时停止增长。 时间(t) 种群数量 t0 t1 t2时间 增长速率 时间 种群数量 t/2 t 无 有K值 6.种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线联系与区别 0 时间 种群增长速率 自然状态下，种群一般呈“S”型增长 五.种群的“J”形增长与“S”形增长对比 1.有人说目前全世界人口数量已经达到地球的环境容纳量，必须采取更加严格的措施控制人口出生率；有人却认为科技进步能提高地球对人类的环境容纳量，例如，育种和种植技术的进步，能提高作物产量，从而养活更多人口。对此你持什么观点?你有哪些证据支持你的观点? 世界范围内存在的资源危机和能源紧缺等问题，说明地球上的人口可能已经接近或达到环境容纳量，因此应当控制人口增长； 随着科技进步，农作物产量不断提高，人类开发、利用和保护资源的能力不断加强，因而可以养活更多的人口。 思考·讨论 环境容纳量与现实生活 五.种群的“J”形增长与“S”形增长对比 思考·讨论 环境容纳量与现实生活 五.种群的“J”形增长与“S”形增长对比 2.如果你现在负责东北豹的自然保护区的建设，你将从哪些方面入手进行建设？你有什么建议? (1) 明确保护区的界限 (2) 制定保护区规划 (3) 加大宣传力度 (4) 建设保护设施 (5) 制定和完善管理制度 (6) 关注与当地社区的关系 (7) 引入科技手段 (8) 寻求国际合作与法规支持 1．如图为有关种群增长曲线的模型图，下列有关说法不正确的是(　　) A．种群呈现“J”形增长的前提条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 B．呈现“S”形增长的种群，随着时间的推移，种群增长所受的环境阻力加大 C．在自然界中，种群的增长曲线一般是“S”形曲线 D．种群增长的“J”形曲线有K值，只是K值较大，图中没有表示出来 趁热打铁 D　 酵母菌 单细胞真核生物，兼性厌氧型 生长周期短，增殖速度快 还可以用酵母菌作为实验材料研究 探究酵母菌的呼吸方式 实验：培养液中酵母菌种群数量的变化 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 酵母菌出芽生殖 酿酒和做面包都需要酵母菌，这些酵母菌可以用液体培养基（培养液）来培养。 1. 实验材料 2. 探究思路 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 得出结论，交流讨论 （1）提出问题： 培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ （2）作出假设： 时间 呈“J”形增长 开始 延长 呈“S”形增长 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 （3）设计实验 ①自变量：____________________ ②因变量：____________________ ③无关变量：__________________ 时间 酵母菌数量 每天取样的时间等 说一说你的实验思路？ 思考.讨论 1.实际操作中时间变量如何设置？ 2.怎样对酵母菌进行计数? 3.本探究需要设置对照吗?如果需要，请讨论对照组应怎样设计和操作;如果不需要，请说明理由。 4.要做重复实验吗?为什么? 5.怎样记录结果?实验数据记录表应怎样设计? 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 问题1.实际操作中时间变量如何设置？？ 试管放在28℃的恒温箱中培养7天。 培养 将酵母菌接种到试管中，混合均匀。 接种 连续7天取样计数并记录这7天的数值。 计数 将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 准备 准备好充足的培养液，在连续7天，每天在同一时间，同地点接种，接种体积相同培养基，酵母菌接种量相同，再放入相同恒温箱中培养，7天后，取出所有试管，按照培养时间计数，并记录这7天的数值。 其他方法？ 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 问题2.怎样对酵母菌进行计数? 酵母菌的计算 工具：血细胞计数板 方法：抽样检测法 一种专门用于细胞计数的一种仪器 血细胞计数板 （又名“血球计数板”） 计数室 计数网格 加样处 盖玻片 1mm 计数室（中间大方格）的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为________mm3 ，合________mL。 0.1 1×10-4 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 1mL = 1cm3 16(中格)×25(小格)型 中方格 小方格 25(中格)×16(小格)型 1mL样品中酵母菌数（种群密度）： 四个顶角及中央5个中格 四个顶角中格 取样方法： 规格二（25×16）：＝中方格中酵母菌数量的平均值×25×104 ×稀释倍数 规格一（16×25）：＝中方格中酵母菌数量的平均值×16×104 ×稀释倍数 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 中方格 16(中格)×25(小格)型 小方格 25(中格)×16(小格)型 1mL样品中酵母菌数（种群密度）： 四个顶角及中央5个中格 四个顶角中格 取样方法： 规格二（25×16）：＝5个中方格内酵母菌数量/80×400×104 ×稀释倍数 规格一（16×25）：＝4个中方格内酵母菌数量/100×400×104 ×稀释倍数 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 计数室内总菌数 如果计数前有稀释 换算成1ml培养液 1.用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数，若计数室为1mm×1mm× 0.1mm方格，由400个小方格组成。若多次重复计数后，算得每个小方格 中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有 个。 2×108 解析 ：根据公式：5×400×10000×10＝2×108 2.若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发 现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中 酵母菌的密度为 个/mL。 1×108 解析 ：根据公式：（20÷5)×25×10 000×100＝1×108 趁热打铁 ⑤计数一个小方格内的酵母菌数量。 ①先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上。 ②用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。 ③多余的培养液用滤纸吸去。 ④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。 计数操作过程 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 1. 从试管中吸出培养液进行计数前，建议将试管轻轻振荡几次，为什么？ 目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。 思考与讨论 2. 盖盖玻片和滴加培养液哪个在前？为什么？ 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 先盖盖玻片，在滴培养液。原因：①防止有气泡；②液体存在表面张力，先滴后盖不能盖紧。 3.对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎么计数？ 应取相邻两边及顶角计数。一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。 思考与讨论 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 4. 如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取什么措施？ 稀释一定倍数后，再用血球计数板计数 稀释至每小格细胞数目为5~10 个 稀释 100倍 5. 为什么要待酵母细胞全部沉到底部后再计数？ 如果酵母菌未能沉降到计数室底部，通过显微镜观察时就可能出现以下现象： ① 能看清楚酵母菌但看不清方格线； ② 能看清楚方格线但看不清酵母菌。 5. 将样液稀释100倍，采用血球计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）计数，观察到的计数室细胞分布见图3，则培养液中酵母菌细胞的密度是＿＿＿＿＿个/mL。 1×108 解:取样方,求出五个样方中的平均数为4,一个计数室有25个中格,所以一个计数室中酵母菌数约为25ⅹ4=100个,再ⅹ104换算成ml，再ⅹ稀释倍数。 思考与讨论 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应取相邻两边及顶角计数。一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 问题3.本探究实验需要设置对照吗？如果需要，请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。 酵母菌在不同时间内的数量可以形成自身前后对照，不需另设对照实验。 问题4.需要做重复实验吗？ 需要重复实验，以提高实验数据的准确性；对每个样品可计数三次，再取平均值。 第0天 第1天 第2天 第3天 第4天 第5天 第6天 第1组 第2组 第3组 ------ 第n组 平均值 第1天 第4天 第6天 第7天 死亡 首先通过显微镜观察，估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量（N0），在此之后连续观察7天，分布记录下这7天的数值 进行实验 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 思考：怎么分辨死亡细胞和有活性的细胞？ 死亡细胞多集结成团； 可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色） 以时间为横坐标，菌体数量为纵坐标，将所得数值用曲线图表示出来。 分析实验结果是否支持你的假设。 分析结果，得出结论 增长曲线的总趋势是__________________ 先增加，后减少 酵母菌数量为何会下降？ ①营养物质消耗殆尽 ②有害代谢产物积累 ③pH改变 得出结论：培养液中酵母菌种群的数量前期呈“S”形增长 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 根据你对影响酵母菌种群增长的因素作出的推测，设计实验验证。 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 不同温度条件(或通02量、通CO2量等)下酵母菌种群数量增长的情况是怎样的? 不同培养基(如加糖或不加糖)中酵母菌种群数量增长的情况是怎样的? 思考：不同的培养条件对酵母菌种群数量的增长会产生怎样的影响?大家能否提出一些可以探究的问题? 注意事项: 取样时间需一致，且应做到随机取样（每天同一时间取样，或者每隔相同一段时间取样）。 计数时应不时调节焦距，才能观察到不同深度的菌体。按公式计算每1ml（或10mL）菌液中所含的酵母菌个数。 活酵母有出芽生殖现象，若芽体达到母细胞大小的一半时，即可作为两个菌体计数，若芽体小于母细胞一半时为1个酵母细胞。 探究.实践——培养液中酵母菌种群数量的变化 小结 1.为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作： ①将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养 ②静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取培养液 ③在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片 ④用滤纸吸除血细胞计数板边缘多余的培养液 ⑤将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数。 其中操作正确的是(　　) A．①②③　 B．①③④ C．②③④ D．①④⑤ D 课后练习 2．(2024·潍坊期末)某生物实验小组将酵母菌接种到装有10 mL培养液的试管中，通气培养并定时取样计数，然后绘制增长曲线。图甲是小组成员用血细胞计数板观察到的培养结果(样液稀释10倍；血细胞计数板规格为1 mm×1 mm×0.1 mm；经台盼蓝染色后，图甲双边线内有4个细胞为蓝色)，图乙曲线a、b是两批次酵母菌培养的结果。下列有关说法错误的是(　　) A．若每个中方格酵母菌平均数如图甲所示，此时试管中酵母菌数量约为5×108个 B．图乙中t2时两批次培养液中营养物质的剩余量a>b C．血细胞计数板有两个计数室，一块盖玻片只能覆盖一个计数室 D．视野中酵母菌存在“抱团”现象，可能与取样前没有充分振荡、摇匀有关 　 趁热打铁 C 3．为了探究环境因素对培养液中酵母菌种群数量变化的影响，某生物小组的同学按表1完成了有关实验，并定期对培养液中的酵母菌进行如图1所示的计数操作。请分析回答： (1)在图1所示操作中有一个明显的错误，其正确的操作应该是______________________________________________________________________________________________。  趁热打铁 先将盖玻片放在计数室上，再用滴管吸取酵母菌样液，滴于盖玻片的边缘，让其自行渗入 (2)用滴管吸取样液前，应将培养酵母菌的试管轻轻振荡几下，目的是 ____________________________，防止实验结果出现较大误差。若将培养液振荡摇匀后取样并制片，在显微镜下观察到如图2所示的现象，则应采取的措施是________________________________________________________________。 使试管中的酵母菌均匀分布 将样液进行适当比例稀释后，再重新制片、计数 3．为了探究环境因素对培养液中酵母菌种群数量变化的影响，某生物小组的同学按表1完成了有关实验，并定期对培养液中的酵母菌进行如图1所示的计数操作。请分析回答： 趁热打铁 (4)该小组的同学连续7天测定酵母菌的数量，试管A的数据如下表所示。         时间(天) 1 2 3 4 5 6 7 酵母菌数量(×107个/mL) 1.0 1.5 2.0 2.7 3.0 2.8 1.7 第5天后酵母菌的种群数量逐渐减少，原因是培养液中_______________ ______________________________________________。 营养物质的大量消耗，代谢产物的积累，培养液pH的改变等(合理即可) Lavf58.64.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$