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种群数量的变化
第2节 第2课时
第1章 种群及其动态
教学目标
目标
01
02
03
通过分析与比较，明确种群的“J”形增长和“S”形增长的条件和特点;通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。(科学思维、科学探究)
通过分析影响种群数量变化的因素，形成稳态与平衡观。(生命观念)
运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。(社会责任)
（1）图中阴影部分表示什么？
（2）环境阻力如何用自然选择学说
内容解释？
（3）“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？
环境阻力。
生存斗争中被淘汰的个体数。
不等同，已经存在环境阻力。
“J”型曲线无 K值, 无种内斗争, 无天敌。
7. “J”形曲线与“S”形曲线比较
“J”形增长 “S”形增长
产生条件
增长特点
K值
曲线
食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等理想条件。
资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。
每种群数量以一定倍数增长，种群增长速率越来越快。
种群增长速率先逐渐增大，K/2时增长最快，此后增长减缓，到K值时停止增长。
温故知新：“J”与“S”增长的比较
时间(t)
种群数量
t0 t1 t2时间
增长速率
时间
种群数量
t/2
t
无
有K值
自然环境中，种群增长的 J 型和 S 型曲线均可见到，但不像数学模型所预测的那样光滑、典型。种群实际增长的变型是很多的!
合作探究一：你还能从其他角度对“J”与“S”形增长曲线进行比较吗？
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。
1.种群数量的相对稳定：
2.种群数量的波动：
对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。在K值不变的情况下，种群的数量总是围绕着K值上下波动。
野牛
狮群
2.种群数量的波动：
种群数量波动包括周期性波动和非周期性波动。（非考点）
周期性波动
非周期性波动
任何波动只要在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等就可称之为周期性波动。
反之则为非周期性波动。
周期性波动
任何波动只要在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等就可称之为周期性波动。
季节性波动
年间波动
周期性波动
非周期性波动
任何波动只要在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等就可称之为周期性波动。
季节性波动
年间波动
大多数
1913
1917
1921
1925
1929
1933
1937
1941
1945
1949
1953
1957
1961
年份
种群数量/相对值
2
4
6
8
10
0
某地区东亚飞蝗种群数量的波动
该东亚飞蝗的种群数量在1913—1961年一直处于不规则的波动状态
处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
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。
3.种群数量的爆发：
4.种群数量的下降：
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，如保护动物
当种群长久处于不利条件下，如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏，种群数量会出现持续性的或急剧性的下降。
4.种群数量的下降：
种群的延续需要有一定的个体数量为基础。
当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
对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。
卧龙大熊猫自然保护区
北京植物园
5.种群数量的消退：
（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。
6.研究意义
（2）对有害动物的防治。
（3）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
环境因素
种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率
种群数量的变化
食物、气候、天敌、传染病等
增或减
增长、波动、稳定、下降等
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：年龄结构和性别比例
重要因素：人类的活动
自然因素：食物、气候、天敌、传染病等
影响种群数量变化的因素小结
1．下图为种群数量增长曲线，不考虑迁入和迁出，下列有关叙述不正确的是 （　 　）
A．种群的数量变化除了“J”形和“S”形增长，还有稳定、波动和下降等
B．bc段种群增长速率逐渐下降，是因为出生率小于死亡率
C．自然状态下种群数量达到K 值时，种群的增长速率接近于0
D．当环境条件发生变化时，种群的K 值也会发生相应的变化
B
2.根据生活史的不同，生物学家将生物分为r对策生物和K对策生物。如图所示两条曲线分别表示r对策和K对策两类生物当年的种群数量（Nt）和一年后的种群数量（Nt+1）之间的关系，虚线表示Nt+1=Nt。K对策生物的种群数量动态曲线有两个平衡点，即稳定平衡点（S点）和灭绝点（X点），当种群数量高于X点时，种群可以回升到S点，但是种群数量一旦低于X点，种群就会走向灭绝。下列说法正确的是（ ）
A．r对策生物的种群数量在S点左右时，种群数量就是环境容纳量
B．K对策生物的种群增长率始终大于等于零
C．有害的r对策生物由于个体小，寿命短，很容易被人们彻底清除
D．K对策生物在X点时，种群增长速率最大
A
探究·实践
培养液中酵母菌种群数量的变化(视频)
合作探究二：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,培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的？
酵母菌是兼性厌氧型生物、单细胞真核生物；
酵母菌生长周期短，增殖速度快；
可用含糖的液体培养基(培养液) 培养；
采用抽样检测法，利用血细胞计数板可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化；
1.实验原理
2. 提出问题：
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
3. 作出假设：
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，由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、pH的改变，酵母菌数量呈“S”形增长。
4. 探究思路
怎样对酵母菌进行计数？
本探究需要设置对照吗？如果需要，应怎样设计和操作？
本探究需要做重复实验吗？
怎样记录结果？记录表怎样设计？
5.实验设计
（1）变量设置
本实验自变量是什么？该如何设置？
时间
酵母菌数量
培养液的体积
①自变量：________
②因变量：__________
③无关变量：_____________
（2）材料用具
无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，显微镜等。
酵母菌菌种
血球计数板
对培养液中酵母菌数量定时检测并记录。
将试管放在28℃的恒温箱中培养7天
培养
将酵母菌接种到支试管中
接种
每天取样计数酵母菌的数量，连续观察7天并记录这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
实验设计
（3）设计思路
合作探究三：如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？
①工具：血球计数板
②方法：抽样检测法
实验设计
（4）酵母菌计数
计数板正面
方格网
计数室
每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数区。每个计数区分为9个大方格。
不管计数室是哪一种构造，其每一大方格都是16×25=25×16=400个小方格组成
16×25型： 即大方格内分为16中格，每一中格又分为25小格
25×16型： 即大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格
资料1. 血细胞计数板它由四条下凹的槽构成三个平台。中间的平台较宽，它的中间被一个短横槽隔为两半，每个半边上刻有一个方格网(如图A)。每个方格网上有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。
A1
A2
A3
A4
A5
1mL=103mm3
计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。
1mL培养液中细胞个数：
=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数
每个计数室共有400小格，总容积为0.1mm3。
规格二（25×16）：
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×25×104 ×稀释倍数
规格一（16×25）：
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×16×104 ×稀释倍数
16×25型计数板
25×16型计数板
3.用血球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
4.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)×25×10000×100＝1×108
6.实验步骤
酵母菌培养
(3)将含有酵母菌的培养液滴在盖有载玻片的血细胞计数板上，在在显微镜下观察和计数，测定1 mL 培养液中的酵母菌个数。
(1)液体培养基，无菌条件
(2)取样时，要振荡培养基，目的是使酵母菌均匀分布于培养基中
（4）连续测定7天,汇图分析
将盖玻片放在计数室上
用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数室内。
静置数分钟，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在在载物台中央，计数一个小方格内酵母菌数量。
盖片
加酵母菌培养液
镜检计数
6.实验步骤
1. 盖盖玻片和滴加培养液哪个步骤在前？
先盖盖玻片，再滴加培养液于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，用滤纸吸去多余的培养液。
如果先加培养液再盖盖玻片，那么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，使计数室内部液体增多，导致计数结果偏高。
先盖盖玻片再滴加培养液，还能避免因直接滴加培养液时，在计数室内产生气泡，导致计数室相对体积减小而造成误差。
7.实验注意事项
2. 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？
使培养液中酵母菌分布均匀，以减少误差。
如果未振荡试管就吸取培养液，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。另外，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，以确保样品被混匀。
7.实验注意事项
3. 滴加培养液后要稍等片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数。请分析原因。
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格线，要么能看清格线但看不清酵母菌。
4. 计数的酵母菌都是活的吗？
不都是，计数的包括活菌和死菌。
可以用台盼蓝对菌体进行染色，被染成蓝色的是死菌，没有染色的是活菌。
7.实验注意事项
5. 如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？
第 1 天
第 4 天
第 6 天
第 7 天
死亡
当小方格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数，即计数前应摇匀→取样→稀释→计数。
7.实验注意事项
对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其夹角(一般是左上边界及其夹角)的酵母菌。
6. 对于压在小方格界线上的酵母菌，怎样计数？
离开母体的芽体，无论大小均算一个。如果正在出芽，芽体大小达到或超过母细胞一半时，芽体可算1个。



7.实验注意事项
1. 探究本实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？
酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照，不需另设对照实验。
需要做分组重复实验获取平均值，以保证计数的准确性(对每个样品可计数三次，再取平均值)。
资料2　对照原则是中学生物实验设计中最常用的原则。除了自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致并将实验结果进行比较的实验叫作对照实验。
8.实验设计及结果分析
2. 设计记录表记录结果。
8.实验设计及结果分析
3. 根据实验结果绘制的曲线图如下图所示，请分析回答下列问题：：
（1）增长曲线的总趋势是__________________
先增加再降低
0 1 2 3 4 5 6 7 时间/天
种群数量
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
培养液中酵母菌种群的数量前期呈“S”形增长
8.实验设计及结果分析
3. 根据实验结果绘制的曲线图如下图所示，请分析回答下列问题：
（2）根据酵母菌数量的变化曲线，作出对应增长速率的曲线图。
8.实验设计及结果分析
种群数量的变化
种群增长模型
建构种群增长模型的方法
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。（K值是种群数量波动的平均值，波动中的生物，在某些特定条件下可能出现种群爆发）
课堂小结
5.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
A. 用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内
B. 对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数
C. 已知血细胞计数板的方格为2 mm×2 mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 mm，计数时观察值为M，则10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
D. 与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
6.下列对“探究酵母菌种群数量变化规律实验”的叙述，正确的是(　　)
C
谢谢观看！

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