1.2 种群数量的变化（第1课时）-【堂堂清】2024-2025学年高二生物上学期同步精品课件（2019人教版选择性必修2）

1.2.1 种群数量的变化 本节聚焦： 1.怎样构建种群增长的模型？ 2.种群的数量是怎样变化的？ 建构种群增长模型的方法 01 细菌的数量变化 问题探讨 我们手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。 时间（min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 0 数量（个） 1 【讨论1】计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填入下表。 2 1 4 2 8 3 16 4 32 5 64 6 7 128 8 256 9 512 二分裂 解：设细菌初始数量为N0， 则第n代的数量表示为 。 【思考】第72小时数量是多少？ 建构种群增长模型的方法 01 细菌的数量变化 问题探讨 【讨论2】根据问题探讨并结合下表，总结第n代细菌数量的计算公式是？ 时间(min) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量（个） 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 指数形式 Nn=N0x2n 21 22 23 24 25 26 27 28 29 20 72小时分裂次数=72x3=216 Nn=N0x2n=1x2216 = 2216 建构种群增长模型的方法 01 细菌的数量变化 问题探讨 【讨论3】根据表格，以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌种群的数量增长曲线。 时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 256 512 【思考】同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？ 优 局限性 数学公式 曲线图 精确 不够直观 更直观地反映变化趋势 不够精确 建构种群增长模型的方法 01 细菌的数量变化 问题探讨 在一个培养瓶中，细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗？分析其原因。 思考 不会， 因为培养瓶中的营养条件和 生存空间都是有限的。 科学方法：建立数学模型 01 1．建构数学模型的目的： 、 和 种群数量的变化。2．数学模型的概念：用来描述一个 或它的 的数学形式。3．建构方法和实例： 描述 解释 预测 系统 性质 细菌每20min分裂一次， 细菌数量是怎样变化的？ 资源和生存条件没有限制条件下， 细菌种群增长不受种群密度增加的影响 观察、统计细菌数量， 对自己所建立的模型进行检验或修正 研究实例 N代表细菌数量，n代表第几代 Nn=2n 研究方法 观察研究对象， . 提出 . 通过进一步实验或观察等， 对模型进行 . 根据实验数据，用适当的数学形式对 事物的性质进行表达，即 . 提出问题 合理的假设 建立数学模型 检验或修正 建构种群增长模型的方法·落实思维方法P7 01 1．下列关于建构种群增长模型方法的叙述，不正确的是(　　)A．数学模型可以用来描述、解释和预测种群数量的变化B．数学公式是常见的数学模型，而曲线图更直观，是物理模型的一种C．建构模型过程中需要通过进一步实验或观察，对模型进行检验或修正D．在数学建模过程中也常用到假说—演绎法 B 数学公式和曲线图都属于数学模型，×； 建构种群增长模型的方法·落实思维方法P7 01 2．在营养和生存空间等没有限制的理想条件下，某细菌每20min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(t个个体)接种到培养基上(资源、空间无限)，m小时后，理论上该种群的个体总数是(　　) A．t·2m B．t·220 C．t·22m D．t·23m D 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下， m小时细菌繁殖代数为3m， 则种群的数量为t·23m。 探究实验：培养液中酵母菌种群数量的变化 02 【酵母菌的相关信息】 ①生物类型： 生物， 生长周期 ，增殖速度 ； ②代谢类型： ， ②培养条件： 培养基； ③繁殖方式： 生殖(主要)， 一种无性生殖方式。 单细胞真核 异养兼性厌氧型 液体 出芽 短 快 扩展：酵母菌的出芽生殖 培养液中酵母菌种群数量的变化 02 【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？ 变量设置： ①自变量： ； ②因变量： ； ③无关变量： ； 时间 酵母菌数量 培养液体积、温度、pH等 培养液中酵母菌种群数量的变化 02 【实验步骤】 接种 培养 计数 绘图 将10mL无菌马铃薯培养液/肉汤培养液加入试管中， 将酵母菌接种到试管的培养液中； 将试管放在25℃条件下培养； 定时取样计数酵母菌数量； 分析数据，得出结论。 怎样对酵母菌进行计数？ 思考 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【资料】用血细胞计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法（抽样检测法），一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血细胞计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 计数室的高（厚度） 小方格面积 放大 方格网 每个方格网 被划分为9个 大方格（正中央的那个大方格就是计数室） 计数室 放大 计数室 [25×16] [16×25] 并非计数室 长： ；宽： ；高： ； 容积： mm3； 计数室 (大方格) 1mm 1mm 0.1mm 0.1 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【高频考点①】0.1mm3是谁的容积？ 计数室（大方格）的容积 大方格(计数室) 中方格 小方格 方格网 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【高频考点②】计数室（大方格）有两种规格，各有多少个小方格？ 16×25型计数板 25× 16型计数板 计数室（大方格） =16中格 =16x25小格 =400小格 计数室（大方格） =25中格 =25x16小格 =400小格 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【高频考点③】若使用的血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)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 【计算过程】 1个小方格中酵母菌平均数= ； 计数室（0.1mm3）中酵母菌总数= ； 1mL中酵母菌总数= 。 20÷（5×16）=1/4个 1/4×400=100个 100×104×100（稀释倍数）=1×108个 注：1ml=1cm3=103mm3 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【高频考点③】若使用的血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)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 【计算公式】 400 104 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数·小结 02 ①方法： 法。 ②用具：试管、滴管、 、显微镜等。 ③步骤：盖：先将 放在血细胞计数板的 上； →滴：用吸管吸取培养液,滴于 边缘,让培养液自行渗入； →吸：多余的培养液用 吸去； →计：稍待片刻，待酵母菌全部沉降到 底部， 用显微镜计数一个 内的酵母菌数量； →估：估算试管中的酵母菌总数。 抽样检测 盖玻片 计数室 盖玻片 滤纸 计数室 小方格 先盖后滴： 避免因菌液过多顶起盖玻片而改变计数室的容积 否则，通过显微镜观察时就可能出现以下现象： ①要么能看清楚酵母菌，看不清格线； ②要么能看清楚格线，看不清酵母菌； 血细胞计数板 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【讨论1】从试管中吸出培养液进行计数之前，建议将试管轻轻振荡几次。 这是为什么？ 【讨论2】如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取什么措施？ 【讨论3】对于压在计数方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 使培养液中的酵母菌分布均匀，以减少误差。 适当稀释菌液。 计上不计下，计左不计右。 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【拓展思考】计数的酵母菌都是活的吗？怎样分辨是否为活菌？ 台盼蓝染液 死 活 注：加入的台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。 提示：不都是，计数的酵母菌包括活菌和死菌。 可以用 对菌体进行染色， 被染成蓝色的是 菌，没有染色的是 菌。 图中中方格活酵母菌数目= ； 计数室（0.1mm3）中酵母菌总数= ； 1mL中酵母菌总数= 。 核心探讨1：利用血细胞计数板对酵母菌进行计数 02 【对点练习】某生物兴趣小组在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”的探究实验中，将酵母菌培养液稀释100倍后，经等体积台盼蓝染液染色后，用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)进行计数，观察到一个中方格的菌体数如图所示。若计数的中方格中酵母菌数量的平均数与图示中方格内酵母菌数量相同，则培养液中活酵母菌的密度为 个·mL－1。 9个 9÷16×400=225个 225×104×100×2=4.5×108个/mL 4.5×108 核心探讨2：实验设计及结果分析 02 【讨论1】本探究需要设置对照吗？ 【讨论2】要做重复实验吗？为什么？ 【讨论3】怎样记录结果？记录表要怎么设计？ 不需要，因为酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照（自身前后对照）。 要，为了避免单次实验的偶然性，保证实验结果可靠。 时间/天 次数　　　 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 平均值 对每个样品 计数三次， 取平均值。 核心探讨3：实验设计及结果分析 02 1.根据实验结果绘制的曲线图如图所示， 增长曲线的总趋势是 ， 【原因分析】 ①在开始时培养液的 、 、 ，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增； ②随着酵母菌数量的不断增多， 营养消耗、pH变化、 积累等， 使生存条件恶化，酵母菌死亡率 出生率，种群数量下降。 先增加再降低 营养充足 空间充裕 条件适宜 有害产物 高于 核心探讨3：实验设计及结果分析 02 2.根据酵母菌数量的变化曲线，作出对应增长速率的曲线图。 增长速率＝ (现有个体数－原有个体数) 增长时间 斜率：两个点之间的斜率， 核心探讨3：实验设计及结果分析 02 3.影响实验结果的误差分析及改进办法 计数室内产生气泡，会导致计数室相对体积减小，而造成误差。 若有气泡，可用吸水纸将气泡吸出。 将出芽的酵母菌按2个计数，使数值偏高。 计数时，当芽体体积超过母细胞体积的一半，才计数。 培养液上部酵母菌偏少，下部酵母菌偏多。 将培养液振荡摇匀后取中部液体进行计数。 培养液中酵母菌种群数量的变化·判断正误P10 (1)可用抽样检测的方法监测酵母菌数量(　　) (2)应先向计数室滴加样液，再盖盖玻片(　　) (3)待酵母菌全部沉降到计数室底部再开始计数(　　) √ × √ 计数时，先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上， 再将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。 02 培养液中酵母菌种群数量的变化·落实思维方法P12 1．在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中，采用规格为25中格(400小格，0.1 mm)的血细胞计数板进行计数。已知培养液稀释了100倍，经检测得知四角及中心5个中格的酵母菌数量分别为32、36、34、38、40个。下列叙述正确的是(　　) A．在培养酵母菌时，必须去除影响实验结果的培养液中的溶解氧 B．此培养液中酵母菌密度约为9×106个·mL－1，该实验无对照 C．若一个小格内酵母菌数量过多，应将培养液稀释一定倍数后再进行计数 D．用血细胞计数板计数酵母菌数量时，应统计方格内和四边上的菌体 C 酵母菌通过有氧呼吸可以大量增殖，故不能去除培养液中的溶解氧，×； 02 36×25×104×100=9×108个·mL-1，×； 应统计方格内和相邻的两条边及其夹角上的菌体，×； 培养液中酵母菌种群数量的变化·落实思维方法P12 2．某课题小组利用无菌培养液培养酵母菌，探究不同条件下酵母菌种群数量的变化规律。实验人员抽取每种条件下的酵母菌培养液各1mL，分别稀释10倍后，用血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm，计数室为25×16型)进行计数，测得不同条件下每毫升培养液中酵母菌的数量，实验结果如图(单位：×107个/mL)。 02 15 ℃、24 h条件下酵母菌 种群数量为3×107个/mL， 即：x×25×104×10=3×107 解得：x=12 培养液中酵母菌种群数量的变化·落实思维方法P12 下列相关叙述正确的是(　　) A．依据15 ℃、24 h条件下酵母菌种群数量值，可推算所用血细胞计数板 每一个中方格中酵母菌的数量平均为12个 B．温度是该实验的自变量，酵母菌菌种、酵母菌数量、培养液成分等 为无关变量 C．培养液中酵母菌种群数量呈“S”形变化 D．酵母菌在15 ℃环境中存活的时间最长，15 ℃是酵母菌种群数量增长的最适温度 A 温度和培养时间是该实验的自变量，×； 02 后期酵母菌的数量会下降，×； 实验温度中，25 ℃是酵母菌种群数量增长的最适温度，×； Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.79 Lavf58.51.100 $$