[观察草履虫的实验报告]草履虫实验报告.doc

观察草履虫的实验报告草履虫实验报告 【-个人简历表格】 一实验课题名称 草履虫种群在有限环境中的逻辑斯谛增长测定 二文献综述（列出参考文献） 草履虫是一种身体很小，圆筒形的原生动物，它只有一个细胞构成，是单细胞动物，雌雄同体。喜生活在有机物丰富的池塘、水沟、洼地等，尤喜生活于细菌丰富的水中【1】。国内一些学者对草履虫的研究颇多，其中，对草履虫培养和观察方面已有一定研究，候勇，张会芳等对几种常用草履虫培养和观察方法进行了并作了一定改进 【2】 。郭祖宝介绍了几种配制草履虫培养液的材料【3】，还有学者对草 履虫的逻辑斯谛增长方程参数进行了测定【4】。 因为环境是有限的，生物本身也是有限的，所以大多数种群的“J”字型生长都是暂时的，一般仅发生在早期阶段，密度很低，资源丰富的情况下。而随着密度增大，资源缺乏，代谢产物积累等，环境压力势必会影响到种群的增长率r，使r值降低。 与密度有关的种群连续增长模型，比与密度无关的种群连续增长模型增加了两点假设：（1）有一个环境容纳量，通常以K表示，当Nt=K时，种群为零增长，即dN/dt=0.（2）增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。每一个体利用空间为1/K，N个体利用N/K空间，剩余空间为1-N/K。按此两点假设，种群增长曲线是“S”型。“S”型曲线有两个特点：?曲线渐近于K值，即平衡密度。?曲线上升是平滑的。 产生“S”型曲线的最简单数学模型是生态学发展史中著名的逻 辑斯蒂方程。逻辑斯蒂曲线常划分为5个时期：(1)开始期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢；(2)加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；(3)转折期，当个体数达到饱和密度一半，即K的一半，密度增长最快；(4)减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；(5) 【5】 饱和期，种群个体数达到K值而饱和。 本次开放性实验，我们也对草履虫种群在有限环境中的逻辑斯谛增长进行了测定。 参考文献： 【1】朱艳芳，朱力力草履虫的培养研究【J】淮北煤炭师范 学院学报16727177(xx)04004405 【2】候勇，张会芳，刘军英，郑发科几种常用草履虫培养和 观察方法及改进【J】四川动物xx，10007083(xx)03045002 【3】郭祖宝介绍几种配制草履虫培养液的材料【J】生物学 教学xx，第9期，35卷 【4】张燕胡丹王健实验草履虫时滞型逻辑斯谛增长方程参 数的测定【J】xx,12 【5】牛翠娟，娄安如，孙儒泳，李庆芬基础生态学【M】高 等教育出版社第一文库网xx，12 三实验目的和要求 1.了解种群在有限环境中的增长方式，理解环境对种群增长的限制作用。 2.学习种群大小的检验、种群增长模型的建立、参数的估计以及种群增长曲线的拟合等实验技术。 四实验条件（包括实验材料、药品、仪器设备等） 1.实验材料：水沟里的草履虫（Parameciumcaudatum）.2.鲁哥氏固定液 3.显微镜，凹玻片，100ml锥形瓶，1ml移液管，量筒，纱布，橡皮筋 五实验原理与方法 世代重叠种群在无限环境中呈现J型增长。但在现实生态环境中，种群不可能长期而连续地按指数增长，往往受到有限的环境资源和其它必要生活条件的限制。随着密度的上升，种内竞争加剧，必然会影响种群的出生率和死亡率，使种群每员瞬时增长率随着密度上升而下降，一直到种群停止增长，甚至使种群数量下降，增长曲线呈现S型。 草履虫在1820环境中，每天分裂1次，种群增长速度快。草履虫主要以细菌为食，同时也吞食有机质。草履虫个体较大，观察计数方便，适于初学者完成实验操作。 六实验方案或实验步骤设计 1、准备草履虫原液从湖泊或水渠中采集草履虫。2、制备草履虫培养液 称取干稻草5g，剪成34cm长的小段。 在1000mL烧杯中加水800mL，用纱布包裹好干稻草，放入水中煮沸10分钟，直至煎出液呈淡黄色。或者根据学生的人数多少制备一定量的稻草培养液。 将稻草煎出液置于室温下冷却后，经过过滤，即可作为草履虫培养液备用。 3、确定培养液中草履虫种群的初始密度 用0.1mL移液管吸取0.1mL草履虫原液于凹玻片上，当在实体显微镜下看到有游动的草履虫时，再用滴管取一小滴鲁哥氏固定液于凹玻片上杀死草履虫，在实体显微镜下进行草履虫计数。 按上述方法重复取样4次，对4次计数的草履虫数求平均值，并推算出草履虫原液中的种群密度。 取冷却后的草履虫培养液50mL，置于50mL烧杯中。经过计算，用移液管吸取适量的草履虫原液放入培养液中，使培养液中草履虫的密度在510只/mL左右。此时培养液中的草履虫密度即为初始种群密度。 用纱布和橡皮筋将实验用的烧杯罩好，并做好本组标记，放置在0C的光照培养箱中培养。4、定期检测和记录 在实验开始后8天内，每天定时对培养液中的草履虫密度进行检测，具体方法同方法与步骤3中的（）和（），求出其平均数。将每天的观测数据记录在观测数据记录表中环境容纳量的确定 将8天中得到的草履虫种群大小数据，标定在以时间为横坐标、草履虫种群数量为纵坐标的平面坐标系中，从得到的散点图中不仅可以看出草履虫种群大小随时间的变化规律，还可以得到此环境条件下可以容纳草履虫的最大环境容纳量。通常从平衡点以后，选取最大的一个，以防止在计算ln(KN)/的过程中真数出现负值。最大环境容纳量还可以通过三点法求得。三点法的公式为： K=2N1N2N3-N22(N1+N3)/(N1N2-N22) 式中：N1，N2，N3，分别为时间间隔基本相等的三个种群数量，要求时间间隔尽量大一些。瞬时增长率的确定 瞬时增长率可以用回归分析的方法来确定。首先将ogistic方程的积分式变形为 （K-N）/N=ea-rt 两边取对数，得：ln(K-N)/N)=a-rt 如果设y=ln(K-N)/N)，b=-r，x=t，那么ogistic方程的积分式可以写为：y=a+bx 这是一个直线方程，只要求出a和b，就可以得到ogistic方程。根据一元线形回归方程的统计方法，a和b可以用下面的公式求得：a=?y-b?x b=*(xi-?x)(yi-?y)+/(xi-?x)2 将求得的a、r和K代入ogistic方程，则得到理论值。在坐 标纸上绘出ogistic方程的理论曲线。看看理论曲线与实际值是否拟 合得好。 七实验数据的处理 八实验结果与分析 Logistic方程的积分式：前三天y=-3.15x+6.63； 后五天y=1.15x-4.016；根据公式求出Logistic方程理论值，见上表。 分析: （1）0-3天时,b=-r,r=3.15,随着培养天数的增加，y逐渐减小， 当K一定时，N逐渐变大，由于草履虫种群空间，食物均丰富，呈现J型增长。4-8天时，r=-1.15，随着培养天数的增加，y逐渐增大，当K一定时，N逐渐变小，随着密度的上升，种内竞争加剧，由于空间拥挤，食物大量消耗，且积累了大量的有害代谢物质，种群密度逐渐下降，直至为零，种群消亡。 (2)种群在达到最大值之后有波动，但总体趋势是下降的。培养液0-3天时，草履虫种群由于空间，食物均丰富，呈现J型增长。3-4天时，草履虫种群密度急剧下降，原因可能是前3天，随着密度的上升，种内竞争加剧，第3天时，草履虫种群密度达到最大值，由于空间拥挤，食物大量消耗，故第3-4天时，草履虫种群密度急剧下降。第4-5天时，种群密度有所回升，第5天以后，种群密度逐渐下降，直至为零，种群消亡，由于食物几乎耗尽，且积累了大量的有害代谢物质。 九实验小结（实验存在的问题讨论，分析实验成败的原因，提出适当的建议，实验的收获和体会等） 1取草履虫溶液时，一定要搅拌，且需多次重复取样，以免影响实验结果。 2在显微镜下对每天草履虫密度计数时，液滴表层常常有覆盖物，需用解剖针小心挑去，再计数。 3草履虫初始种群密度应在5