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第一章 种群及其动态
第2节 种群数量的变化(第2课时)
教学目标
01
02
了解种群数量的变化形式
分析培养液中酵母菌的种群数量的变化
曲线名称 J型曲线 S型曲线
形成条件
数量变化
环境容纳量
模型
无K值
有K值
在K值上下保持相对稳定
理想:食物和空间充裕,气候适宜,没有敌害等;
实际:资源和空间有限,种内斗争加大,天敌数量增加
以一定的倍数λ增长
Nt=N0λt
小结
“J”和“S”形增长曲线的联系与区别
曲线名称 J型曲线 S型曲线
形成条件
增长率
增长速率
理想:食物和空间充裕,气候适宜,没有敌害等;
实际:资源和空间有限,种内斗争加大,天敌数量增加
先增大后减小
一直增大
小结
“J”和“S”形增长曲线的联系与区别
增长率=λ-1
不变
一直减小
1.种群数量到达K值后就不再变化了吗?
2.K值是不是种群数量的最大值?
在K值上下波动,动态平衡。
不是,K值是种群在一定环境条件下所能维持的种群最大数量。
想一想
01
种群数量的波动
在自然界,有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。但对于大多数生物来说,种群数量总是在波动中。这些种群在特定条件下可能出现种群数量爆发现象(如蝗灾、鼠灾、赤潮等)。
东亚飞蝗种群数量的波动
当种群长期处于不利条件下,如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏,
种群数量会出现______或_____的_____。
种群的延续需要有_______________为基础;
当一个种群的数量过少,种群可能会
由于________等原因而____、_____;
持续性
急剧
下降
一定的个体数量
近亲繁殖
衰退
消亡
*对于那些已经____________________
___________________的物种,
需要采取有效的措施进行保护。
低于种群延续所需要的
最小种群数量
01
种群数量的波动
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
酵母菌
①单细胞真菌—真核生物;
②兼性厌氧菌—属于异养生物;
③进行出芽生殖和有性生殖;
④有氧呼吸产生二氧化碳和水;
无氧呼吸产生二氧化碳和酒精
芽体
细胞核
液泡
线粒体
储藏颗粒
细胞壁
细胞膜
酿酒和做面包都要用到酵母菌,这些酵母菌可以用液体培养基(培养液)来培养。
培养过程中,酵母菌种群数量是如何变化的呢?
1.实验目的:初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。
2.实验原理:(1)用液体培养基(培养液)培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的无限环境中,酵母菌种群数量的增长呈“J”形曲线;在有限的环境下,酵母菌种群数量的增长呈“S”形曲线。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
4.材料用具:酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
1.提出问题
2.做出假设
3.实验思路
4.进行实验
5.分析结果得出结论
6.进一步探究
探究流程:
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的
一、提出问题
二、做出假设
1.酵母菌在开始一段时间呈“J”形增长,
2.随着时间推移,由于资源和空间有限,呈“S”形增长,
3.时间再延长,由于养料不足酵母菌数量会下降。
酵母菌数量
时间
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
自变量:____________________________________
因变量:____________________________________
无关变量:__________________________________
时间
酵母菌数量
培养液的体积等
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
三、探究思路(设计实验)
配制酵母菌培养液
接种酵母菌到培养液中
培养
计数
统计分析
得出结论
如何计数?
如何统计?
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
边长
为1mm
计数室
1个计数室(大方格)的体积为0.1mm3
1个计数室的面积为1mm2 ,
1个计数室内有400个小方格。
每个小方格的面积是1/400mm2
计数室的深度为0.1mm
血细胞计数板侧面观
计数室深度为0.1mm
1. 血细胞计数板
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
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。
中方格
小方格
1. 血细胞计数板
计数公式:
1mL样品中酵母菌数=
A1+A2+A3+A4+A5
80
×400÷0.1mm3×103×稀释倍数
A1、A2、A3、A4、A5分别为五个中方格中的酵母菌数。
1mL=103mm3
=
80
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4+A5
规格一:25×16型
A1
A2
A3
A4
A5
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
一般计数四个角和中央的五个中方格(80个小方格)的细胞数。
《学案》P24实验精炼
1. 血细胞计数板
每个小方格内酵母菌平均个数
小方格总数
计数室体积
计数公式:
1mL样品中酵母菌数=
A1+A2+A3+A4
100
×400÷0.1mm3×103×稀释倍数
A1、A2、A3、A4、分别为四个中方格中的酵母菌数。
=
100
×400×104×稀释倍数
A1+A2+A3+A4
规格二:16×25型
A1
A2
A4
A3
1mL=103mm3
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
一般取四角的四个中方格(100个小方格)计数
《学案》P24实验精炼
1. 血细胞计数板
血细胞计数板法(抽样检测法)
先将盖玻片放在计数室上,然后用吸管吸取培养液,滴于___________,让培养液______ __ 。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待酵母菌细胞_______________________,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
盖玻片边缘
自行渗入
全部沉降到计数室底部
滴加培养液
盖玻片
血细胞计数板
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
2. 计数方法:
若一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应增大稀释倍数后再计数,以每个小方格内含有4~5个酵母菌为宜。
吸取培养液前要振荡培养基
使酵母菌均匀分布,减少误差
思考:为什么不能先加培养液再盖盖薄片?
①盖玻片可能由于已加入液滴的表面张力而不能严密地盖到计数板表面,使计数室内液体增多,导致结果偏高。
②直接滴加培养液时,在计数室内会产生气泡,导致计数室相对体积减小而造成误差。
滴加培养液
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
思考:为什么要待酵母细胞全部沉到底部后再计数?
如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部,通过显微镜观察时就可能出现以下现象:要么能看清酵母菌但看不清方格线,要么能看清方格线但看不清酵母菌。
滴加培养液
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
保证各部位酵母菌的密度相等,若没有摇匀,从底部吸取,计数结果会偏大,从上部吸取,计数结果会偏小。
此外,酵母菌常出现“抱团”现象,因此取样前需要将培养液充分振荡、摇匀,最好用移液器来回吹吸若干次,以确保样品被摇匀。
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
思考:从试管中吸出培养液进行计数之前,建议你将试管轻轻振荡
几次。这是为什么
不需要,本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化,只要分组实验,获得平均数值即可。本实验酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照。
需要重复,每个样品一般计数三次,取其平均值,以提高实验数据的准确性。
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
思考: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。
思考:本探究需要做重复实验吗
7.某同学在进行探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时,根据实验的结果绘制出了下图所示的酵母菌种群数量变化曲线。下列有关实验的分析,错误的是( )
A.实验过程中酵母菌种群的年龄结构先是增长型,后是稳定型,最后变为衰退型
B.在酵母菌种群数量增长的不同阶段,可能具有相同的增长速率
C.DE段种群的数量开始下降,其主要原因是营养物质的缺乏
D.本实验中不存在对照,统计酵母菌个体数常用抽样检测法
D
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
②对于已经出芽的酵母菌,
芽体达到母细胞大小一半时,
即可作为两个菌体计算;
已死亡的酵母菌不计数
③每个样品一般计数三次,取其平均值。
(遵循平行重复原则)
①对于压在边线上的酵母菌应取相邻两边及顶角计数。
3. 计数原则:
与样方法计数原则一致
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( )
A.先将培养液滴在血细胞计数板上,轻盖盖玻片防止气泡产生
B.培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧
C.早期培养不需取样,培养后期每天取样一次
D.计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌
D
2.连续观察7天,每天固定在某一时间观察多个样本,分别记录下
7天的数值。
3.计数时可以滴加台盼蓝染液(或亚甲基蓝),活的酵母菌呈无色,
死的酵母菌呈蓝色,计数无色的酵母菌。
需要注意的是,加入台盼蓝的体积应折算在稀释倍数中。
1.通过显微镜观察,估算出10mL培养液中酵母菌的初始数量(N0)
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
四、进行实验
4.实验结束后,应将血细胞计数板冲洗干净后自然晾干或烘干 ,
培养液等进行高压蒸汽灭菌处理。
温度/ ℃ 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次
0 h 24 h 48 h 72 h 96 h 120 h 144 h 168 h
15 1.2 3.0 3.8 4.6 4.0 3.2 2.8 2.5
20 1.2 5.0 5.3 4.2 2.1 1.2 0.8 0.6
25 1.2 5.2 5.6 4.6 2.9 1.0 0.6 0.2
30 1.2 4.9 5.5 4.8 2.2 1.3 0.7 0.5
35 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 1.3 0.8 0.6
5.温度在15~35 ℃时,酵母菌种群数量增长较快。下表是同学们进行相关探究实验得到的结果(单位:×106个/mL),下列分析错误的是( )
A.可以用血细胞计数板在显微镜下对酵母菌进行计数
B.据表分析,酵母菌种群数量增长的最适温度约为25 ℃
C.不同温度条件下酵母菌种群数量达到K值所需的时间不同
D.每天取样检测一次即可,不需要固定取样的时间
D
结论:
酵母菌在开始一段时间呈“J”型增长,
但随着时间的推移,由于资源和空间有限,将呈“S”型增长,并最终将全部死亡。
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
五、分析结果、得出结论
根据你对影响酵母菌种群数量增长的因素作出的推测:
试管 编号 培养液/mL 无菌水/mL 酵母菌母液/mL 温度
(℃)
A 10 — 0.1 28
B 10 — 0.1 5
C — 10 0.1 28
温度、营养物质对酵母菌生长的影响
酵母菌数
时间
02
探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
六、进一步探究
感谢您的观看
202X/01/01