1.2.2 种群数量的波动和培养液中酵母菌种群数量的变化-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书 （人教版2019 单选）

第2课时　种群数量的波动和培养液中酵母菌种群数量的变化 【学习目标】1．科学思维：利用血细胞计数板进行微生物的计数。 2．科学探究：通过探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”活动，尝试建立数学模型和解释种群的数量变化。 3．社会责任：举例说明种群数量波动的原因，关注外来物种入侵对生态环境的影响。 任务一　种群数量的波动 1．种群数量的变化 (1)在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。 (2)大多数生物的种群数量总是在波动中。 (3)某些特定条件下可能出现种群爆发。 (4)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。 2．种群的衰退和消亡 (1)当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。 (2)对已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的保护措施。 【深挖教材·P10】　1．种群数量波动的类型 (1)周期性波动：两个波峰之间相隔的时间相等的波动。少数物种的种群数量波动表现周期性。 (2)非周期性波动：两个波峰之间相隔的时间不相等的波动。大多数种群的数量因气候等原因发生非周期性波动。 2．种群数量波动产生的影响 影响 结果 原因分析 实例 易成灾 种群常处于明显的波动状态，说明制约其种群数量变化的因素较少或处于不稳定中，在某些特定条件下可能出现种群爆发 蝗灾、鼠灾、赤潮等是种群数量爆发增长的结果 易消亡 种群的延续需要有一定的个体数量为基础，当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡 有的鲸濒临灭绝，大熊猫等珍稀动物不加强保护也极易灭绝 罗非鱼是杂食性鱼类，在珠江三角洲地区大量养殖，能适应咸、淡水环境。某实验基地水库中放养了一批罗非鱼。其监测数据显示，a～e段这种罗非鱼的种群数量发生了明显波动，调查发现有人在该水库中放生了大型肉食性鱼(FNE)；一段时间后，罗非鱼种群数量达到了相对稳定状态(见图)。 (1)珠江中，罗非鱼的种群密度除了受迁入率和迁出率的影响外，还受该鱼种群的出生率、死亡率、年龄结构和性别比例等因素的影响。 (2)图中显示，罗非鱼种群在a～b段呈“J”形增长。在a～b段罗非鱼种群数量变化的原因是什么？ 提示：食物充足、空间充裕、没有天敌和其他竞争物种等。 (3)据图推测，FNE最可能是在b点对应的时间进入水库；在捕食压力下，罗非鱼种群的环境容纳量接近K1、K2或K3中的哪个？c点影响种群数量下降的生物因素主要是什么？ 提示：K2 。种内竞争和天敌(FNE)的捕食。 (4)从可持续发展的角度分析，在捕捞罗非鱼时应注意什么？ 提示：捕捞后剩余量应至少为环境容纳量的一半；渔网网目不能过小等。 1．(2024·广东广州高二期末)东北虎豹国家公园的设立，为东北虎、东北豹等提供了栖息地。遍布园区3万多台红外相机的监测表明，6年内东北虎从27 只增加到50只，其中新生幼虎数量10只，野猪、狍子等虎豹猎物也显著增长。下列叙述错误的是(　　) A．为了解东北虎种群的年龄结构需调查不同年龄阶段的个体数目 B．红外相机监测是一种非损伤、低干扰的调查种群密度的方法 C．东北虎数量6年内增加了近一倍， 表明种群呈“J”形增长 D．野猪等虎豹猎物的增长提高了东北虎和东北豹的环境容纳量 解析：选C。年龄结构是指种群中各年龄期的个体数目的比例，因此为了解东北虎种群的年龄结构需要调查不同年龄阶段的个体数目，A正确； 红外相机监测是一种非损伤、低干扰的调查种群密度的方法，B正确；东北虎数量6年内增加了近一倍，但不能确定6年内某个时段种群数量是否增长，不能表明种群呈“J”形增长，C 错误； 野猪等虎豹猎物的增长提高了东北虎和东北豹的食物供应量，从而提高了东北虎和东北豹的环境容纳量，D正确。 2．图中曲线乙表示某种群个体数量变化曲线。下列叙述错误的是(　　) A．曲线乙显示该种群个体数量增长方式为“S”形增长 B．若某条件引起该种群个体数量发生曲线丙所示变化，则导致这一变化的原因最可能是该种群迁入了大量同种个体 C．一般情况下，气候是影响曲线乙中ab段波动的外界因素之一 D．若某条件引起该种群个体数量发生曲线甲所示变化，则导致这一变化的原因可能是食物来源变少 解析：选B。由曲线乙可知，该种群个体数量先增加，然后在一定程度保持相对稳定，符合“S”形增长曲线，A正确；如果某条件引起该种群个体数量发生曲线丙所示的变化，即环境容纳量增大，最可能的原因是外界条件更适宜，如有了充足的食物和空间，B错误；一般情况下，气候是影响种群个体数量波动的最大影响因素，C正确；若食物来源变少，该种群个体数量会下降，D正确。 任务二　培养液中酵母菌种群数量的变化 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．实验原理 (1)酵母菌可用液体培养基(培养液)来培养，培养基中酵母菌种群数量的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)可采用抽样检测的方法对酵母菌进行显微计数。 (3)以培养液中的酵母菌种群数量和时间为坐标轴作曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。 2．实验步骤 3．计数过程 4．实验结果：在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。 【深挖教材·P11】 1．血细胞计数板及其使用方法 (1)血细胞计数板 ①血细胞计数板(如图A所示)由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图B所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0．1 mm，因此，每个大方格的容积为0．1 mm3。 ②计数室通常有两种规格：一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16×25＝400(个)小方格。 (2)计数方法 如果是25×16的计数板，一般选取计数室四个角及中央共5个中方格(即80个小方格)进行计数；如果是16×25的计数板，要取左上、右上、左下、右下4个中方格(即100个小格)进行计数。 (3)计算方法 ①25×16的血细胞计数板：酵母细胞数(个/mL)＝(5个中方格内酵母细胞个数/80)×400×104×稀释倍数。 ②16×25的血细胞计数板：酵母细胞数(个/mL)＝(4个中方格内酵母细胞个数/100)×400×104×稀释倍数。 【点拨】　显微镜计数的数值并非活菌数 (1)记录数值：显微镜直接计数的是总的菌体数(包括死菌和活菌)。 (2)活菌和死菌的判断方法：通过台盼蓝染色法区别活细胞与死细胞。活的酵母菌将呈无色，死的酵 母菌将呈蓝色，然后分别计数，算出两者比例，从而进一步换算出总菌体数中的活菌数。 2．实验步骤中的注意事项 (1)酵母菌在不同时间内的数量可以形成前后自身对照，不需另设对照实验，但需要做重复实验，求平均值，以保证实验结果的准确性。 (2)从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，是为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性。 (3)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释一定倍数(如10倍)后重新计数。 (4)对于压在小方格界线上的酵母菌，计数时应只计数相邻两边及其顶点的酵母菌(一般是“计上不计下，计左不计右”，类似于“样方法”的计数)。 如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验相关曲线。 1．在a～d时间段内，酵母菌的增长曲线符合哪种模型？ 提示：符合“S”形增长模型。 2．de段曲线下降的原因可能有哪些？ 提示：营养物质被消耗而逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等。 3．在下面坐标系中画出该实验中酵母菌的增长速率曲线。 提示： 1．下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是(　　) ①培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧； ②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； ③将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液； ④在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余的培养液； ⑤待酵母菌沉降到计数室底部，将计数板放在载物台中央，在显微镜下观察、计数； ⑥计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应计数相邻两边及其夹角的酵母菌； ⑦早期培养不需取样，培养后期每天取样一次。 A．①②③④⑥ B．②③④⑥⑦ C．①②③⑥ D．②③⑤⑥ 解析：选D。①培养酵母菌时，不需去除培养液中的溶解氧；④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液，再盖上盖玻片，应该是盖上盖玻片之后再滴培养液；⑦早期培养也要取样观察，与培养后期的酵母菌数量形成前后对照。 2．某小组进行探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，同样实验条件下分别在4支试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”形增长曲线。根据预测的实验结果从理论上分析，下列说法错误的是(　　) 试管号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 培养液体积/mL 10 5 10 5 起始酵母菌数/103个 10 5 5 10 A．4支试管内的种群在K/2时增长最快 B．4支试管内的种群数量同时达到K值 C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同 D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降 解析：选B。种群数量达到K/2时，增长速率最大，A正确；由于培养液体积不同，起始酵母菌数不同，4支试管内的种群数量不能同时达到K值，B错误；试管Ⅲ内培养液体积较试管Ⅱ多，其K值大于试管Ⅱ的K值，C正确；试管Ⅳ的培养液体积与试管Ⅱ相等，但试管Ⅳ内起始酵母菌数多于试管Ⅱ，所以试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降，D正确。 新情境命题 酵母菌种群数量变化的实验分析(科学思维) 　　　　　　　　　　　　　　 图甲表示某同学探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验得到的曲线图。该同学的具体操作为：先向试管中加入10 mL无菌马铃薯培养液，再向试管中接种酵母菌，之后将试管置于适宜环境中连续培养，每天定时取样，计数，并绘制曲线图。 【命题设计】 1．考查实验方法的选择辨析能力 (1)为了绘制得到图甲的曲线图，可采取________的方法每天对酵母菌数量进行调查。 2．考查对实验结果的分析能力 (2)图乙是b点对应的时刻用血细胞计数板(400个小方格体积为1 mm×1 mm×0．1 mm)测得的酵母菌分布情况，一个中方格上有24个酵母菌(包括被台盼蓝染成蓝色的和未染成蓝色的酵母菌)，若以该中方格的酵母菌数代表整个计数室中每个中方格酵母菌数的平均值。则该1 L培养液中酵母菌的K值约为__________个。该计数得到的值与实际活菌数相比____________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。 3．考查科学思维 (3)若在10 mL培养基中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变，其原因为 ________________________________________________________________________。 解析：(1)调查酵母菌数量的方法为抽样检测法。(2)由图乙及血细胞计数板规格可知，该血细胞计数板每个中方格有16个小方格，所以有25个中方格，血细胞计数板上酵母菌数量为24×25＝600(个)，又因为血细胞计数板体积为1×1×0．1＝0．1 mm3，故1 L酵母菌培养液含有的酵母菌数量为600÷(0．1×10－3)×103＝6×109(个)，此时刻测得酵母菌数量是K/2，故K值为6×109×2＝1．2×1010；因该计数方法统计了已死亡的酵母菌，故比活菌数偏大。(3)K值即环境容纳量，是一定环境条件下所能维持的种群最大数量，即K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，故若在10 mL培养基中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变。 答案：(1)抽样检测　(2)1．2×1010　偏大　(3)K值是由环境资源量决定的，与接种量无关 课堂小结　巩固提升 【教材答疑】 [练习与应用·P12] 一、概念检测 1．(1)×　(2)×　(3)×　2．B 二、拓展应用 1．在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等优越条件下，种群可能会呈“J”形增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达14年的研究，发现在环境条件较好的年份，它们的种群数量增长迅速，表现出季节性的“J”形增长。在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长，随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“S”形增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“S”形增长的特点。 【体系构建】 【核心语句】 1．当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。 2．当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。 3．对已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的保护措施。 4．待酵母菌全部沉降到计数室底部时，采用抽样检测的方法对酵母菌进行显微计数。 5．从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布。 学科网（北京）股份有限公司 $$