种群的增长方式(一轮复习)emma2014-4-1

1、 酵母菌是一种既能进行出芽生殖又能进行有性生殖酵母菌是一种既能进行出芽生殖又能进行有性生殖 的单细胞真核生物。由于酵母菌的生长周期短，增殖速的单细胞真核生物。由于酵母菌的生长周期短，增殖速 度快，是研究种群数量的增长规律以及种群内部和外部度快，是研究种群数量的增长规律以及种群内部和外部 因素对种群个体数量影响的良好实验材料。因素对种群个体数量影响的良好实验材料。我们还可以我们还可以 用酵母菌作为实验材料研究用酵母菌作为实验材料研究 。 有螺旋盖的试管有螺旋盖的试管 一、实验目的要求一、实验目的要求 1 1、 ，从而了解在，从而了解在 中酵母菌种群数量的动态变化规中酵母菌种群数量的动态变化规 律

2、律 2 2、学习用、学习用进进 行酵母菌细胞计数的操作方法，行酵母菌细胞计数的操作方法， 学习学习（或比色计）的使用方法，找出酵母菌细胞数（或比色计）的使用方法，找出酵母菌细胞数 量变化与浑浊度之间的关系。量变化与浑浊度之间的关系。 3 3、初步尝试依据测量数据、初步尝试依据测量数据建立数学模型建立数学模型( (图表、公式图表、公式) ) 二、（二、（供选供选）材料用具）材料用具 酵母菌贮用培养液，酵母菌贮用培养液，无菌无菌葡萄糖溶液葡萄糖溶液，血细胞计数板血细胞计数板，盖玻片，盖玻片， 移液管，滴管，有螺旋盖的试管，试管架，记号笔，直尺，坐标纸，移液管，滴管，有螺旋盖的试管，试管架，记号笔，

3、直尺，坐标纸， 比浊计（或比色计），比浊计（或比色计），显微镜显微镜 对酵母菌计数时应对酵母菌计数时应先将盖玻片先将盖玻片 放在计数室上放在计数室上，再用，再用滴管吸取滴管吸取 培养液培养液，滴于盖玻片边缘，让，滴于盖玻片边缘，让 培养液自行渗入，多余培养液培养液自行渗入，多余培养液 用滤纸吸去。稍等片刻用滤纸吸去。稍等片刻, ,待细待细 菌细胞菌细胞全部沉降到计数室底部全部沉降到计数室底部， 将计数板放在载物台的中央，将计数板放在载物台的中央， 计数一个方格内的酵母菌数量，计数一个方格内的酵母菌数量， 再以此为根据再以此为根据估算估算试管中的酵试管中的酵 母菌总数。母菌总数。 0.1mm 抽

4、样检抽样检 测法测法 拧紧试管盖将试管拧紧试管盖将试管倒转数次倒转数次， 使酵母细胞分布均匀，减少误差。使酵母细胞分布均匀，减少误差。 如何使用血细胞计数板进行细胞计数？如何使用血细胞计数板进行细胞计数？ 厚度厚度 每小格的面积每小格的面积 计数室计数室 (大方格大方格) 2516=400小格小格 大方格由大方格由25个中方格个中方格 组成，每个中方格由组成，每个中方格由 16个小方格个小方格 找计数找计数 室：当室：当 显微镜显微镜 视野中视野中 有密集有密集 的竖线的竖线 条时，条时， 可上下可上下 移动血移动血 细胞计细胞计 数板快数板快 速找到速找到 计数室计数室 2mm 2mm 大方

5、格大方格 每方格面积为2mm2mm， 厚度为0.1mm ,则每方格体积为0.4mm3 1毫升=1cm3=1000mm3 每毫升体积内的细胞数=每方格内的细胞数 2500 左上左上 右上右上 右下右下 左下左下 1625=400小格小格计数器大方格规格计数器大方格规格 或或 1mm1mm0.1mm 浙教版默认第一种浙教版默认第一种 用滴管吸取用滴管吸取1滴培养液到血细胞计数板的方格区，滴培养液到血细胞计数板的方格区， 盖上盖玻片。盖上盖玻片。 镜检：镜检： 计数顺序：计数顺序： 左上左上右上右上右下右下左下（左下（中央）中央） 压在方格线上的细胞计数：压在方格线上的细胞计数： 只计左线和上线的细

6、胞数只计左线和上线的细胞数 （或只计右线和下线的细胞数）（或只计右线和下线的细胞数） 酵母细胞若有粘连如何计数？酵母细胞若有粘连如何计数？ 要数出团块中的每一个细胞。要数出团块中的每一个细胞。 出芽酵母的芽体如何计数？出芽酵母的芽体如何计数？ 体积若超过细胞体积的体积若超过细胞体积的1/2，则算独立个体，则算独立个体 小方格内细胞数太多，难以计数怎么办？小方格内细胞数太多，难以计数怎么办？ 稀释，便于酵母菌悬液的计数以每小方格稀释，便于酵母菌悬液的计数以每小方格 内含有内含有4-5个酵母细胞为宜个酵母细胞为宜 计数总数不少于计数总数不少于300个细胞。个细胞。 如何计算试管内的细胞总数如何计算

7、试管内的细胞总数？ 加样品：加样品： 高倍镜。高倍镜。 如何使用血细胞计数板进行细胞计数？如何使用血细胞计数板进行细胞计数？ 例如小方格内大约有例如小方格内大约有3535 个细胞，就进行个细胞，就进行1010倍的倍的 稀释：用移液管取稀释：用移液管取1ml1ml 培养液到试管，加入培养液到试管，加入 9ml9ml无菌水。最后进行无菌水。最后进行 相关计数时，要用计数相关计数时，要用计数 的细胞数乘以稀释倍数的细胞数乘以稀释倍数 得到培养液中的细胞数得到培养液中的细胞数 对于压在中方格界线上的酵母菌应取对于压在中方格界线上的酵母菌应取左线左线 和上线的（或右线和下线的）和上线的（或右线和下线的）

8、计数。计数。 计数室中的一个中格计数室中的一个中格 比浊计（比色计）测浑浊度？比浊计（比色计）测浑浊度？ 这是测定菌悬液中细胞数量的快速方法。这是测定菌悬液中细胞数量的快速方法。 原理是菌悬液中的单细胞微生物，其细胞浓度与混原理是菌悬液中的单细胞微生物，其细胞浓度与混 浊度成正比，与透光度成反比。细胞越多，浊度越大，浊度成正比，与透光度成反比。细胞越多，浊度越大， 透光量越少。因此，测定菌悬液的光密度透光量越少。因此，测定菌悬液的光密度(或透光度或透光度) 或浊度可以反映细胞的浓度。或浊度可以反映细胞的浓度。 此法比较简便，但使用有局限性。菌悬液颜色不此法比较简便，但使用有局限性。菌悬液颜色不

9、 宜太深，不能混杂其他物质，否则不能获得正确结果。宜太深，不能混杂其他物质，否则不能获得正确结果。 一般在用此法测定细胞浓度时，应先用计数法作对应计一般在用此法测定细胞浓度时，应先用计数法作对应计 数，取得经验数据，并制作数，取得经验数据，并制作菌数对菌数对浑浊度浑浊度的标准曲线的标准曲线 方便查获菌数值。方便查获菌数值。 三、实验原理：三、实验原理： 酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生CO2和和H2O， 无氧时产生无氧时产生CO2和酒精；和酒精； 用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受到培养液的成用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受到培养液的成 分、空间、

10、分、空间、PH、温度等因素的影响；、温度等因素的影响； 在理想的环境中，酵母菌增长呈在理想的环境中，酵母菌增长呈“J”型增长，在有限环型增长，在有限环 境中，酵母菌增长呈境中，酵母菌增长呈“S”型增长。型增长。 四、实验过程：四、实验过程： 浙教版的特色在于浙教版的特色在于找出酵母细胞数量变化与其浑浊度之间的关系找出酵母细胞数量变化与其浑浊度之间的关系 第第 1 1 天天 第第 4 4 天天 双线边界双线边界 显微镜观察时，加培养显微镜观察时，加培养 液后发现看清酵母菌则液后发现看清酵母菌则 看不清格线为什么？看不清格线为什么？ 看清格线则看不清酵母看清格线则看不清酵母 菌为什么？菌为什么？

11、1、数据计录表：、数据计录表： 时间（天）时间（天） 酵母细胞数酵母细胞数 /万个万个ml-1) 酵母菌数量随时间变化的曲线图酵母菌数量随时间变化的曲线图 计数计数 试管试管 第第0天天 第第1天天 第第2天天 。 AB A BA BA B 样品样品1 样品样品2 总数总数 平均平均 数数 稀释稀释 倍数倍数 比浊比浊 计读计读 数数 估算估算 数数 数学模型数学模型 2、曲线图：、曲线图： 浑浊度浑浊度 酵母细胞数酵母细胞数 (个个/ml) 酵母菌数量与浑浊度的关系曲线酵母菌数量与浑浊度的关系曲线 数据的记录和处理数据的记录和处理 自变量：自变量：时间时间 因变量：因变量：酵母菌的种群数量（

12、密度）酵母菌的种群数量（密度） 浙教版的特色在于浙教版的特色在于找出酵母细胞数量变化与找出酵母细胞数量变化与 其浑浊度之间的关系其浑浊度之间的关系 1、本实验通过对显微镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞、本实验通过对显微镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞 的数量，怎样操作可以提高计数的准确性和估算数的准确性？的数量，怎样操作可以提高计数的准确性和估算数的准确性？ 2、试管、试管B的作用是什么？如何解释试管的作用是什么？如何解释试管B中样品的浑浊度变化？中样品的浑浊度变化？ 3、为什么整个实验过程中只选择这、为什么整个实验过程中只选择这4天进行细胞计数？天进行细胞计数？ 本实验是通过对样

13、品中的酵母菌计数以估算试管中的种群大小本实验是通过对样品中的酵母菌计数以估算试管中的种群大小 这种方法叫做取样法。这种方法叫做取样法。为提读数的准确性，在操作过程中要非为提读数的准确性，在操作过程中要非 常谨慎，每次计数之前要多次倒转试管使试管内的酵母菌分布常谨慎，每次计数之前要多次倒转试管使试管内的酵母菌分布 均匀。多做几次取平均值可以减少各次计算之间的随机误差。均匀。多做几次取平均值可以减少各次计算之间的随机误差。 对照。试管对照。试管B中浑浊度的变化可能与无菌葡萄糖溶液的中浑浊度的变化可能与无菌葡萄糖溶液的 浓度变化有关。浓度变化有关。 除这四天外，每天都测定浑浊度，用来预测曲线的变化趋

14、势。在除这四天外，每天都测定浑浊度，用来预测曲线的变化趋势。在 这四天进行细胞计数，可以帮助学生搞清楚浑浊度与酵母菌实验这四天进行细胞计数，可以帮助学生搞清楚浑浊度与酵母菌实验 数量之间的关系，及时发现用浑浊度预测的曲线是否有偏差，并数量之间的关系，及时发现用浑浊度预测的曲线是否有偏差，并 进行校正。进行校正。 课后思考题课后思考题 5、影响酵母种群增长的因素可能是什么？、影响酵母种群增长的因素可能是什么？ 4、在一张新坐标红上画直角坐标，以培养天数为横坐标，以每、在一张新坐标红上画直角坐标，以培养天数为横坐标，以每 次测得的酵母数为纵坐标，依据实验所得的次测得的酵母数为纵坐标，依据实验所得的

15、A和和B的数据，用两的数据，用两 种不同颜色的笔画出两个样品的曲线图。试说明图中各线的相种不同颜色的笔画出两个样品的曲线图。试说明图中各线的相 似之处和不同之处，分析样品种群的增长是否有共同趋势？似之处和不同之处，分析样品种群的增长是否有共同趋势？ 在实验计数操作时，没有使用无菌技术，试管在实验计数操作时，没有使用无菌技术，试管A和试管和试管B都有都有 可能逐渐被污染，因此种群增长有可能有相同的趋势，但试可能逐渐被污染，因此种群增长有可能有相同的趋势，但试 管管A的数值一定大于试管的数值一定大于试管B 葡萄糖葡萄糖有限，试管内有限，试管内空间空间有限，有限，有害代谢产物的积累有害代谢产物的积累

16、， 计数操作时计数操作时没有使用无菌操作没有使用无菌操作培养液受污染，酵母菌种培养液受污染，酵母菌种 群增长群增长受到其他微生物的制约受到其他微生物的制约。 课后思考题课后思考题 逻辑斯谛增长逻辑斯谛增长是指在资源有限、空间有限和受到其他生物资源有限、空间有限和受到其他生物 制约制约条件下的，其很像英文字母S， 又称。 K/2 K K值：值：环境容纳量环境容纳量 个体数量增加，增长加速个体数量增加，增长加速 个体数量较少增长缓慢个体数量较少增长缓慢 减速期，增长缓慢减速期，增长缓慢 环境容纳量环境容纳量: : 在在环境所能环境所能 维持的维持的 称为环境容纳量，又称为环境容纳量，又 称称K K

17、值。值。 2.2.同一种群的同一种群的K K值不是固定不变的，会值不是固定不变的，会受到环境的影响受到环境的影响。 3.NK3.NK2 2，此时，此时种群增长速度种群增长速度最快，可最快，可提供的资源提供的资源 数量也最多数量也最多 ，而又不影响，而又不影响资源的再生资源的再生。 逻辑斯谛增长逻辑斯谛增长 1. 1.种群的逻辑斯谛增长总会受环境容纳量种群的逻辑斯谛增长总会受环境容纳量K K的限制的限制 种群数量高于种群数量高于K K时便下降，时便下降， 低于低于K K时便上升，所以时便上升，所以K K 值就是种群在该环境的值就是种群在该环境的 稳定平衡密度稳定平衡密度 K/2 a b c de

18、 甲甲 增长速率 末数初数 单位时间 g hf 乙乙 图乙图乙fgfg段相当于图甲段相当于图甲acac段段 图乙图乙g g点相当于图甲点相当于图甲c c点点 图乙图乙ghgh段相当于图甲段相当于图甲cdcd段段 图乙图乙h h点相当于图甲点相当于图甲dede段段 增长率 末数初数 初数 逻辑斯谛增长特点：种群起始逻辑斯谛增长特点：种群起始 呈加速增长，呈加速增长，K/2K/2时增长最快，时增长最快， 此后便减速增长，到此后便减速增长，到K K值时便值时便 停止增长或在停止增长或在K K值上下波动值上下波动 D:出生率死亡率，即出生率死亡率，即 种群数量处于种群数量处于K值。值。 B: B: 出

19、生率与死亡率之差出生率与死亡率之差 最大，即种群数量处于最大，即种群数量处于 K/2K/2值。值。 “J”形形增长的数学模型增长的数学模型 1 1、模型假设（条件）：、模型假设（条件）： 无限条件无限条件（理想状态）食物充足，空间不限，气候适宜，（理想状态）食物充足，空间不限，气候适宜， 没有敌害等；没有敌害等； 注：注：N N0 0为起始数量，为起始数量， t t为时间，为时间， N Nt t表示表示t t年后该种群的数量，年后该种群的数量， 表示表示该种群数量是一年该种群数量是一年 前种群数量的倍数前种群数量的倍数 Nt=N0 t 种群的数量每单位时间以一定的倍数增长，第二年是第种群的数量

20、每单位时间以一定的倍数增长，第二年是第 一年的一年的倍。倍。 2 2、种群、种群 “J J”型增长数量的数学模型公式：型增长数量的数学模型公式： 指数增长指数增长 = N Nt t/ /（N Nt-1 t-1） ） 思考：指数思考：指数 增长的增长增长的增长 速率和增长速率和增长 率？率？ =-1=-1 时间 种群数量 Nt=N0t 增长速率 末数初数 单位时间 增长率 末数初数 初数 在资源无限、空间无限和不受在资源无限、空间无限和不受 其他生物制约的理想条件，种其他生物制约的理想条件，种 群就会呈指数式增长。群就会呈指数式增长。 指数增长的特点：起始增长很指数增长的特点：起始增长很 慢，但

21、随着种群基数的加大，慢，但随着种群基数的加大， 增长会越来越快，每单位时间增长会越来越快，每单位时间 都按种群的一定百分比或倍数都按种群的一定百分比或倍数 增长，其增长势头强大增长，其增长势头强大 项目项目“J”型曲线型曲线“S”型曲线型曲线 前提条件前提条件 种群增长率种群增长率 种群增长速率种群增长速率 K值（环境容值（环境容 纳量）纳量） 曲线形成原因曲线形成原因 适用范围适用范围 相同点相同点 3 3两曲线的比较（见学案两曲线的比较（见学案P46P46） 环境资源无限环境资源无限环境资源有限环境资源有限 不变不变随种群密度上升而下降随种群密度上升而下降 随种群密度上升而上升随种群密度上

22、升而上升 刚开始随种群密度上升刚开始随种群密度上升 而上升，而上升，1/2K值后下降值后下降 无无K值值 种群数量在种群数量在K值上下波动值上下波动 种内斗争加剧，种内斗争加剧， 天敌增加天敌增加 无种内斗争，无种内斗争， 缺少天敌缺少天敌 实验条件下或种群迁实验条件下或种群迁 入新环境最初一段时间入新环境最初一段时间 自然种群自然种群 都表示种群数量随时间变化而变化，都表示种群数量随时间变化而变化， 且都只研究种群数量变化中的增长问题且都只研究种群数量变化中的增长问题 “J”型与型与“S”型增长曲线的关系型增长曲线的关系 “S”型增长曲线的开始部分是型增长曲线的开始部分是“J”型增长曲线吗？

23、型增长曲线吗？ 食物不足食物不足 空间有限空间有限 种内斗争种内斗争 天敌捕食天敌捕食 气候不适气候不适 寄生虫寄生虫 传染病等传染病等 注意事项注意事项灭鼠灭鼠捕鱼捕鱼 K/2(K/2(达到达到 最大增长最大增长 速率速率) ) K(K(环境容环境容 纳量纳量) ) 灭鼠后，防止鼠灭鼠后，防止鼠 的种群数量在的种群数量在 K/2K/2附近，这样附近，这样 鼠的种群数量会鼠的种群数量会 迅速增加，无法迅速增加，无法 达到灭鼠效果达到灭鼠效果 捕捞后，使鱼的捕捞后，使鱼的 种群数量维持在种群数量维持在 K/2K/2，此时增长，此时增长 率最大，鱼的种率最大，鱼的种 群数量会迅速回群数量会迅速回 升升 降低降低K K值，改变值，改变 环境条件，使之环境条件，使之 不适合鼠生存不适合鼠生存 保护保护K K值，保证鱼值，保证鱼 生存的环境条件，生存的环境条件， 尽量提升尽量提升K K值值 剩余K/2可再生资源的最佳收获策略 在自然界中，种群数量是否总能稳定在在自然界中，种群数量是否总能稳定在K K值？值？ 种群数量的波动种群数量的波动 绵羊的数量绵羊的数量 种群数量达到环境容纳量之后，将停止增长并通过种群数量达到环境容纳量之后，将停止增长并通过 反馈调节机制反馈调节机制在环境容纳量在环境容纳量上下波动上下波动，保持，保持相