1.2种群数量的变化-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第2节 种群数量的变化 1 本节学习目标 1.尝试建构种群数量增长的数学模型和解释种群的数量变化 2. 举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。 3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。 我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁殖一代。 1、完成下列表格 2、写出理想情况下n代细菌数量的计算公式 问题探讨 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 64 128 216 512 指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Nn=1×2n 72h后？ n＝ 60min ×72h／20min＝216 Nn=2216 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 64 128 216 512 指数形式 21 22 23 24 25 26 27 28 29 检查修正: 某种细菌初始值一般不为1，应用N0表示, Nn=N0×2n 第n代细菌数量是： Nn=N0×2n 数学模型 这个公式符合实际？如何检验修正？ 不符合，这是假设在营养和生存空间没有限制，某细菌每20min就通过分裂繁殖一代的前提下 请以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的增长曲线。 4 数学公式： 曲线图： 科学、精确、不够直观 直观、不够精确 思考：数学模型曲线图与数学方程式比较，有哪些优缺点？ 一、构建种群增长模型的方法（建立数学模型） 数学模型 数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 建构数学模型的意义: 描述、解释和预测种群数量的变化 Nn=N0×2n 数学模型如何构建呢？ 5 细菌每20 min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？ 在资源和空间没有限制的条件下，某种细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 观察研究对象，提出问题 提出合理的假设 Nn=1×2n，Nn代表繁殖n代后细菌数量，1为细菌起始数量，n代表繁殖代数 观察、统计细菌数量，对所建立模型进行检验或修正，如：细菌初始值一般不为1：细菌初始数量为N0, 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型 通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正 一、构建种群增长模型的方法（建立数学模型） 回顾我们高中生物中学习过哪些模型呢？ 物理模型 数学模型 概念模型 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。 7 物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。 数学模型：以数学关系或坐标曲线图表示生物学规律。 回忆一下前面所学模型的类型？ 描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型 一、建构种群增长模型的方法 例．下列与种群数量模型有关的叙述，正确的是(　　 ) A．数量增长曲线比数学公式更能精确地反映种群数量的增长情况 B．建立种群增长的数学模型需要设置对照实验 C．研究种群数量变化绘制的曲线图是一种物理模型，而数学公式是一种数学模型 D．在数学建模过程中也常用到假说—演绎法 D 思考：自主学习课本P8-9页相关内容，思考以下问题。 1.什么是“J”形和“S”形增长曲线？ 2. “J”形和“S”形增长曲线形成原因是什么？ 3. “J”形和“S”形增长曲线的适用对象是什么？ 4. “J”形和“S”形增长曲线的增长特点。 5.尝试分析“S”形增长曲线各段的含义。 6.什么是环境容纳量（K值）？如何运用？ 种群的“J”形增长和“S”形增长 1859年，一位来澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔，一个世纪后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。 资料1: 20世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内，1937—1942年期间该种群数量的增长如图所示 资料2: 11 种群数量/只 1937春 1937秋 1938春 1938秋 1939春 1939秋 1940春 1940秋 1941春 1941秋 1942春 1942秋 8 40 30 100 81 426 282 844 705 1540 1325 1898 年份 种群数量/只 1.这两个资料中种群增长有什么共同点? 2.种群出现这种增长的原因是什么？ 种群数量增长迅猛,且呈无限增长趋势。 食物充足，缺少天敌等 讨论: 思考·讨论 :分析自然界种群增长的实例 ——“J” 形增长 3.野兔和环颈雉种群的增长曲线是否类似于细菌种群的增长曲线? 有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，曲线大致呈“J”形。 12 1.概念： 二.种群增长的“J” 形曲线 自然界有类似细菌在理想条件下种群数量的增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线，曲线大致呈“J”形，这种类型的种群增长称为“J”形增长。 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 食物和空间条件充裕 ②气候适宜 ③没有天敌(捕食和寄生天敌) ④没有其他竞争物种等 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍 在此条件下，种群的数量具体是怎么变化的？可以建立公式嘛？ 设：第一年是N0，第二年是多少？ t年后呢？ 2.模型假设： 二.种群增长的“J” 形曲线 3.建立模型： 一年后种群的数量为: N1=N0λ1 两年后种群的数量为: N2=N1λ=N0λ2 三年后种群的数量为: N3=N2λ =N0 λ3 Nt=N0λt 在理想条件下，种群数量的增长的形式呈“J”形 各参数的意义：N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量， λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。 项目 种群数量变化 年龄结构 λ>1     λ＝1     0<λ<1     增加 增长型 相对稳定 稳定型 减少 衰退型 强调： 种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt ，种群增长曲线不一定是“J”形。（只有入>1且为定值时，种群增长才为“J”形增长） 二.种群增长的“J” 形曲线 思考：种群数量变化符合数学公式Nt=N0λt ，种群增长曲线一定是“J”形嘛？ 1-4年，种群数量呈_____形增长 4-5年，种群数量__________ 5-9年，种群数量__________ 9-10年，种群数量_______ 10-11年，种群数量_______ 11-13年，种群数量____________________________ 前9年，种群数量第________________年最高 9-13年，种群数量第______年最低 “J” 增长 相对稳定 下降 下降 11-12年下降，12-13年增长 5（6、7、8、9） 12 现学现用：据图说出种群数量如何变化 ①a段：“λ”＞1且恒定——种群数量 ； ②b段：“λ”尽管下降，但仍大于1，种群数量 ； ③c段：“λ”＝1——种群数量 ； ④d段： “λ”＜1——种群数量 ； ⑤e段：尽管“λ”呈上升趋势，但仍未达到1——种群数量 ; ⑥种群数量达到最多： 。种群数量最少： 。 呈“J”形增长 一直增长 维持相对稳定 逐年下降 逐年下降 对“λ”的理解 A点 第15年 17 增长率 含义 计算 公式 举例 一个种群有1000个个体，1年后增加到1100，则该种群的增长率为: ×100%=10% 1100-1000 1000 单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例 现有个体数—原有个体数 原有个体数 增长率 = 增长率=出生率-死亡率（不考虑迁入、迁出） （增长率>0，且不变） 4. “J”形增长的增长率和增长速率 新增个体数 原有个体数 增长率= N0λt＋1－N0λt N0λt = =λ－1 (是一个百分比，无单位) 18 增长速率 含义 计算 公式 举例 某种群有1000个个体, 2年后增加到1100, 则该种群的增长速率为: =50个/年 1100-1000 2年 单位时间内增加的个体数量 现有个体数—原有个体数 时间 增长速率 = 实质：“J”形曲线的斜率 4. “J”形增长的增长率和增长速率 增长速率 (6) 增长率X大，其增长速率Y不一定大。还要看种群数目N。Y=X*N/单位时间 19 拓展知识--------速率VS率：  率是比值无单位。速率是个体/单位时间，有单位。速率是数目的变化，即数目-时间的斜率。 (1) 出生速率：出生数目/单位时间。    (2) 死亡速率：死亡数目/单位时间。 (3) 迁入速率：迁入数目/单位时间。 (4) 迁出速率：迁出数目/单位时间。 (5) 增长速率：增加数目/单位时间。    增长速率=出生速率-死亡速率+迁入速率-迁出速率 (6) 增长率X大，其增长速率Y不一定大。还要看种群数目N。Y=X*N/单位时间 20 5.自然界类似实例: (1)实验室条件下； (2)一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时(外来入侵物种)。 紫茎泽兰 (原产美洲的墨西哥) 福寿螺 (原产中美洲的热带和亚热带地区) 水葫芦 (原产于南美) 二.种群增长的“J” 形曲线 在自然界占少数 原因？ 受资源、空间等方面的限制 21 世界人口数据增长曲线 中国人口数据增长曲线 ——人口数据增长曲线 人口在20世纪大部分时期呈现类似出“J”形增长 6.“J”形增长的模型实例 22 例．下列关于种群增长的“J”形曲线的叙述，正确的是(　　) A．“J”形增长曲线反映了种群数量与食物、空间等的关系 B．在实验室的理想条件下，种群的数量可呈“J”形增长 C．一个物种引入新的地区后，其种群数量一定呈“J”形增长 D．“J”形增长的种群，其数量达到最大值后恒定不变 B 如果遇到资源、空间等方面的限制，种群还会呈“J”形增长吗？ 现实条件下种群如何增长？ 23 【实例】生态学家高斯的实验： 在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。　 （1） 大草履虫的数量增长过程如何？ 先增加后数量趋于稳定 （2）为什么大草履虫种群没有出现“J”形增长？ 由于随着大草履虫数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率下降，死亡率升高。 三.种群的“S”形增长 思考：现实条件下种群如何增长？ 2.产生条件: 3.增长特点: 环境容纳量(K值） 1.“S”形增长的含义： 三.种群的“S”形增长 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。 资源和空间有限，种群密度增大时，种内竞争加剧等。（即存在环境阻力） 经过一定时间的增长后，数量趋于稳定 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai “S” 形曲线分析 种群基数小，需要适应新环境， 增长较缓慢； 资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速； 资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧， 出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓； 出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0， 种群数量达到K值，且维持相对稳定。 种群数量达到最大,且种内斗争最剧烈。 种群数量为K/2，种群增长速率 达到最大。 ab段： bc段： c点： cd段： de段： 调整期 加速期 转折期 减速期 饱和期 名门风范 百姓情怀 MingMenFengFan BaiXingQingHuai 增长特点：种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，后增长减缓，到K值时停止增长。 26 增长速率 时间 t1 t2 （1）增长速率先增大后减小，最后为0。 （2）当种群数量为k/2时，增长速率达到最大。 K/2 K 增长速率: 思考 大草履虫增长率和增长速率如何变化？尝试绘出变化曲线图。 增长率 时间 4. “S”形增长的增长速率和增长率的曲线变化 增长率变化: 逐渐减小 a. K 值是不是种群数量的最大值？ b. 请据图分析：该种群的K值为 。 K2 d. 同一种群的K值是固定不变的吗？ K值会随着环境的改变而发生变化， 当环境遭受破坏时，K值会_______； 当环境条件改善时, K值会_______。 下降 上升 c. 当种群数量偏离K值的时候，会通 过 调节使种群数量回到K 值。 负反馈 不是，在环境条件没有变化的情况下,种群数量在K值上下波动，动态平衡。 5、K值的理解: 一定的环境条件所能维持的种群最大数量 K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值;在环境不遭到破坏的情况下，种群数量也会在K 值附近上下波动；种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。 生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。 ① 对应的种群增长速率为0,数量最大,为K值。 ② 对应的种群增长速率最大,为K/2值。 对应的种群出生率与死亡率相等,种群数量达到最大,为K值。 A点 A'点 B点 不同曲线模型中“K 值”与“K/2 值” ① 对应的种群数量为K值。 ② 对应的种群出生率与死亡率差值最大，为K/2值。 ① 对应的种群个体数最多,即K值。 ② 对应的种群个体数为K/2值。 C点 C'点 D点 D'点 不同曲线模型中“K 值”与“K/2 值” 6.K值和K/2值的运用 1、野生大熊猫种群数量锐减的关键原因是什么？ 2、保护大熊猫的根本措施是什么？ 建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量。 野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K值降低。 -----应降低环境阻力，提高K值(或环境容纳量) 6.K值和K/2值的运用 （1）野生生物的保护 32 （2）有害生物的防治 增大环境阻力→降低K值→防治有害生物 如断绝或减少它们的食物来源； 养殖或释放它们的天敌， 硬化地面以减少它们挖凿巢穴的场所等等。 ①降低环境容纳量 ②在 捕杀 K/2前 6.K值和K/2值的运用 防止老鼠种群数量达到K/2（种群增长速率最大）处。 机械捕杀 药物捕杀 施用避孕药 养殖、放养天敌 断绝或减少食物来源 增大 死亡率 降低环境 容纳量 总结：控制家鼠数量的思路和相应具体措施有哪些？ 降低 出生率 是防治有害生物的根本措施。 硬化地面 （3）资源的合理利用 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？ 6.K值和K/2值的运用 渔业捕捞应在 ; K/2以后 捕捞后鱼的种群数量维持在 。 K/2 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 黄金开发点 ①持续获得最大捕鱼量： 应在 时开始捕捞，捕捞后种群的剩余量维持在 左右。此时种群具有最大增长速率，可以在最短时间恢复种群数量，有利于人类持续获得较大收获量。 大于K/2 K/2 ②获得最大日捕获量: 应在 时捕捞，此时种群密度最大。 K值 （3）资源的合理利用注意： 项目 “J”形增长 “S”形增长 前提 条件 理想状态： ① ； ② ； ③ ； 自然状态： ① ； ② . 。 增长 模型 特点 种群数量以恒定倍数连续增长Nt＝N0λt(λ＞1，且为定值)。 种群数量增长经历：慢→快→慢 最终达到K值后基本保持稳定。 有无K值 食物和空间条件充裕 气候适宜 没有天敌和其他竞争物种 资源和空间有限 种群密度增大时， 种内竞争加剧 无 有 7.“J”形曲线与“S”形曲线的比较和联系 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 (3)图中两曲线间的阴影部分代表 ，按自然选择学说，就表示在生存斗争中被 的个体数量。 (1)某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是 。 (2)如果此种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是 。 “S”形 “J”形 环境阻力 淘汰 (4)“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？ 7.“J”形曲线与“S”形曲线的比较和联系 种群“S”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。 38 例． 关于“S”形增长曲线的叙述，不正确的是(　 　) A．t0～t1期间，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，增长率不断增加 B．t1～t2期间，由于资源和空间有限，随种群密度增大，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降 C．t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0 D．为有效防治蝗灾，应在t1前及时控制其种群密度 A 例.如图表示有限环境中某一种群增长的曲线。下列有关叙述正确的是(　　 ) ①K值是环境条件不被破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量　 ②种群数量在K/2增长最快，达到K值后保持不变　 ③如果不考虑迁入、迁出等因素，在K值时出生率等于死亡率　 ④假设这是鱼的种群，当种群达到K值时才能开始捕捞，可持续获得最高产量 A．①②    B．①④  C．①③    D．③④ C ②种群数量在K值时维持相对稳定的状态 40 例.种群在理想环境中呈“J”形增长，如曲线甲；在有环境阻力条件下，呈“S形”增长，如曲线乙。下列相关叙述正确的是(　 　) A．甲曲线表示的种群，其种群数量增长受自身密度的制约 B．甲曲线表示的种群，其种群的年龄结构是增长型 C．在乙曲线的C点时，环境阻力最小，种群数量增长最快 D．在乙曲线的E点时，出生率和死亡率均为零 　 B 41 例.(不定项)(2021·山东等级考试，19)种群增长率是出生率与死亡率之差，若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是( 　　) BC A.水蚤的出生率随种群密度的增加而降低 B.水蚤种群密度为1个/cm3时，种群数量增长最快 C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低 D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养，其种群的增长率会为负值 增长率X大，其增长速率Y不一定大。还要看种群数目N。Y=X*N/单位时间 A、随着种群密度的增加，种内斗争加剧，资源空间有限，所以出生率降低，A正确； B、水蚤种群密度为 1 个/cm3时，种群增长率最大，从图中看出，当种群密度达到24个/cm3，种群增长率为0，说明其数量达到最大，为K值，当1/2K值时，种群数量增长最快（种群增长速率最大）B错误； C、单位时间内水蚤种群的增加量是种群增长速率，图中看不出来增长速率，C错误； D、从图中看出当种群密度达到24个cm3，种群增长率为0，说明其数量达到最大，可以推测当种群密度为 32 个/cm3时，种内斗争进一步加剧，出生率将小于死亡率，增长率为负值，D正确。 例.(2022·山东卷，19)一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的饲料，其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动物的亲体数量与补充量的关系，曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等。下列说法正确的是(　 　) B A.亲体数量约为1 000个时，可获得最大持续捕捞量 B.亲体数量约为500个时，单位时间内增加的数量最多 C.亲体数量大于1 000个时，补充量与亲体数量相等，种群达到稳定状态 D.饲料不会影响该种群数量变化 亲体数量约为1 000个时，该种群的补充量等于亲本数量，即出生率等于死亡率，是K值，根据种群的增长率变化可知，捕捞后种群数量处于K/2时获得最大持续捕捞量，A错误；种群数量处于K/2时单位时间内增加的数量最多，即亲体数量约为500个时，B正确；由图可知，亲体数量大于1 000个时，补充量小于亲体数量，种群将下降，C错误；一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，这些因素称为密度制约因素，饲料是影响该种群数量变化的密度制约因素，D错误。 例.某研究所调查发现：某种鱼迁入一生态系统后，其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示。请分析回答： (1)在t0～t2时间内，种群数量增长曲线呈___________；在t2时种群的数量为N，则在t1时种群的数量为________，t1时该种群的年龄结构为________。 (2)捕获该鱼的最佳时期为t1时以后，原因是______________________________________________________________________________________________________________。 (3)该鱼在t2时期后，种群数量变化 是___________，主要原因 是______________________________等。 “S”形曲线 N/2 增长型 t1时种群增长速率最大，t1后捕获该鱼且使剩余量维持在t1时，可持续获得较大捕获量且不影响该鱼类资源的再生 相对稳定 自然界的资源和空间有限，种内竞争加剧 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。 对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。 某地区东亚飞蝗种群数量的波动 1.种群数量的相对稳定 2.种群数量的波动 四、种群数量的波动 处于波动状态的种群，在某些特定的条件下可能出现种群爆发。蝗灾、鼠灾、赤潮等，就是种群数量爆发增长的结果。 蝗灾 鼠灾 赤潮 3.种群数量的爆发 拓展：种群数量的爆发 东亚飞蝗在我国的大发生没有周期性规律，干旱是大发生的主要原因。在黄河三角洲上的湿生草地，若遇到连年干旱，土壤中的蝗卵成活率就会提高，这是造成蝗虫大发生的主要原因。在淮河流域，前一年大涝，第二年飞蝗大发生的概率最大。故河北蝗区常出现“先涝后旱，蚂蚱成片”，“大水之后，必闹蝗灾”的情况。 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。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。 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。 ▲对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。 捕鲸现场 4.种群数量的下降 北极熊栖息地遭到破坏 注意：区分种群数量“变化”与种群数量“增长” 种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等方面，而“J”形曲线和“S”形曲线只是研究种群数量的增长阶段。 探究·实践:培养液中酵母菌种群数量的变化 酵母菌是典型的单细胞真核生物，是兼性厌氧生物。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。 培养液 1. 实验材料 繁殖方式：出芽生殖(主要)， 一种无性生殖方式。 50 1. 实验原理: 2. 提出问题: 培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的? 3. 作出假设: 在理想条件下，酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；在各种资源有限或者存在环境阻力的情况下，酵母菌种群增长呈“S”形曲线。 ①培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长； ②随着时间推移，由于营养物质和生存空间有限，种内竞争加剧，酵母菌数量呈“S”形增长。 4.实验设计 (1)变量分析：自变量： ；因变量： ； 无关变量： 等。 (2)酵母菌计数方法： 法。 (3)材料用具 时间 酵母菌数量 培养液的体积、pH、培养的温度 酵母菌菌种 无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液 血细胞计数板 显微镜 抽样检测 导流凹槽 两个计数室 所在区域 血细胞计数板（又名“血球计数板”），一种专门用于细胞计数的一种仪器 52 血细胞计数板 导流凹槽 两个计数室 所在区域 血细胞计数板用优质厚玻璃制成，由H形凹槽分为2个同样的计数区，两侧各有一个支持柱，将特制的专用盖玻片覆盖其上，形成深0.1mm的计数区。 53 计数室 方格网上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供微生物计数用。 1mm 1mm 计数室（中间大方格）的边长为1mm，盖上盖玻片后，深度为0.1mm， 其体积为 mm3 ， 合 _______ mL。 0.1 1×10-4 1mL = 1cm3 如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？ 54 16(中格)×25(小格)型 中方格 小方格 25(中格)×16(小格)型 四个顶角及中央5个中格 四个顶角中格 取样方法： 不管计数室是哪一种,每一大方格都是由16×25=25×16=400个小方格组成。 如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？ 16×25型：计四角的4个中方格，共100个小方格中的酵母菌数量，记为a 25×16型：一般计数四个角和中央的五个中方格，共80个小方格的酵母菌数量，记为a。 酵母菌细胞个数/ml=(a/100)*400*104*稀释倍数 酵母菌细胞个数/ml=(a/80)*400*104*稀释倍数 小方格中酵母菌数量的平均值×400 ×104×稀释倍数 1mL样品中酵母菌数 （种群密度）= 即：计数室内总菌数×换算成1ml培养液×如果计数前有稀释 1.用血细胞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 【现学现用】 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 5.实验步骤： a.酵母菌培养： 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。 58 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。 (3) 取样观察并计数 第1天 第4天 第6天 第7天 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）。 注：加入的台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。 60 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。 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，后期数量下降。 实验结果及结论 ④空间有限 注意事项： （1）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）； （2）抽取样液之前，需要振荡，使酵母菌均匀分布，如果未振荡试管就吸出培养液，可能出现两种情况:一是从试管下部吸取的培养液浓度偏大; 二是从试管上部吸出的培养液浓度偏小。因为酵母菌会沉降在瓶底； （3）血细胞计数板使用完毕后，用水冲洗干净或浸泡在酒精溶液中，切勿用硬物洗刷或抹擦，以免损坏网格刻度 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。 62 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 2. 为什么不能先加培养液再盖盖玻片？ 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。 避免因菌液过多顶起盖玻片而使计数室体积改变，另外，也可防止气泡产生。 63 4. 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. 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 用无菌水稀释至每小格细胞数目为5~10 个 稀释 100倍 3.对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎么计数？ 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。 64 7.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1组 第2组 ------ 第n组 平均值 8.怎样记录结果？记录表怎样设计？ 6.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。 不需要。酵母菌在不同时间内的数量可以形成自身前后对照，故不需另设对照实验。 65 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? 例.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 例.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列叙述正确的是（ ） A. 每块血细胞计数板的正中央有1 个计数室 B. 计数室的体积为1mm×1mm×0. 1mm C. 盖盖玻片之前,应用吸管直接向计数室滴加样液 D. 计数时,不应统计压在小方格角上的细胞 ------- 2个 B ------------------------ ------------- 小方格的边缘计算法：计上不计下，计左不计右，相邻两边计一夹角 例.某学生在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验结果绘制出下图所示的曲线。有关分析错误的是(　　) A. 实验过程中酵母菌种群的年龄组成先是增长型,后是稳定型,最后变为衰退型 B. 种群数量在不同时间的增长速率可能相同 C. 本实验中不存在对照 D. 每次取样前应将培养瓶振荡摇匀 C 例、如图表示在锥形瓶中用不同方式培养酵母菌时的种群增长曲线。图中曲线⑤是对照组，其余曲线代表每3 h、12 h、24 h换一次培养液及不换培养液但保持pH恒定，4种不同情况下酵母菌种群增长曲线。下列叙述不正确的是(　 　) A、通常酵母菌培养液要先稀释一定的倍数再计数 B、①②③分别代表每24 h、12 h、3 h换一次培养液的种群增长曲线 C、造成曲线⑤K值较小的原因可能是代谢产物的积累、pH变化等 D、即使更换培养液的频率不变，①曲线也不能保持“J”形增长 B 例．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 C 例．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______________________________________________________________________________________________。  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________________________________________________________________。 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 例．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： (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) 种群数量的变化 种群数量增长 种群的“S”形增长 种群的“J”形增长 自然种群的数量变动 条件：食物和空间充裕、气候适宜、无天敌和其他竞争物种 特点：种群数量每年以一定倍数增长 条件：食物和空间有限 特点：种群增长速率先增大后减小，最后为0 K值：一定环境条件下所能维持的种群最大数量 探究培养液中酵母菌种群数量变化（验证种群数量增长模型） 持续性的或急剧的下降，甚至衰退和消亡 规则或不规则波动 课堂小结 相对稳定 74 $$