種群數(shù)量的變化（第1課時）【堂堂清】高二生物上學期課件（2019人教版選擇性必修2）

1.2.1種群數(shù)量的變化本節(jié)聚焦：1.怎樣構建種群增長的模型？2.種群的數(shù)量是怎樣變化的？建構種群增長模型的方法01細菌的數(shù)量變化問題探討

我們手上難免沾染細菌。細菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代。時間（min)020406080100120140160180分裂次數(shù)0數(shù)量（個）1【討論1】計算一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量，并填入下表。214283164325646712882569512二分裂解：設細菌初始數(shù)量為N0，則第n代的數(shù)量表示為

?！舅伎肌康?2小時數(shù)量是多少？建構種群增長模型的方法01細菌的數(shù)量變化問題探討【討論2】根據(jù)問題探討并結合下表，總結第n代細菌數(shù)量的計算公式是？時間(min)020406080100120140160180分裂次數(shù)0123456789數(shù)量（個）1248163264128256512指數(shù)形式Nn=N0x2n2122232425262728292072小時分裂次數(shù)=72x3=216Nn=N0x2n=1x2216=2216建構種群增長模型的方法01細菌的數(shù)量變化問題探討【討論3】根據(jù)表格，以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌種群的數(shù)量增長曲線。時間(min)20406080100120140160180分裂次數(shù)123456789數(shù)量(個)248163264128256512【思考】同數(shù)學公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？優(yōu)局限性數(shù)學公式曲線圖精確不夠直觀更直觀地反映變化趨勢不夠精確建構種群增長模型的方法01細菌的數(shù)量變化問題探討在一個培養(yǎng)瓶中，細菌的數(shù)量會一直按照這個公式描述的趨勢增長嗎？分析其原因。思考不會，因為培養(yǎng)瓶中的營養(yǎng)條件和生存空間都是有限的?？茖W方法：建立數(shù)學模型011．建構數(shù)學模型的目的：

、

和

種群數(shù)量的變化。2．數(shù)學模型的概念：用來描述一個

或它的

的數(shù)學形式。3．建構方法和實例：描述解釋預測系統(tǒng)性質(zhì)細菌每20min分裂一次，細菌數(shù)量是怎樣變化的？資源和生存條件沒有限制條件下，細菌種群增長不受種群密度增加的影響觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正研究實例N代表細菌數(shù)量，n代表第幾代Nn=2n

研究方法觀察研究對象，

.提出

.通過進一步實驗或觀察等，對模型進行

.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達，即

.提出問題合理的假設建立數(shù)學模型檢驗或修正建構種群增長模型的方法·落實思維方法P7011．下列關于建構種群增長模型方法的敘述，不正確的是(

)A．數(shù)學模型可以用來描述、解釋和預測種群數(shù)量的變化B．數(shù)學公式是常見的數(shù)學模型，而曲線圖更直觀，是物理模型的一種C．建構模型過程中需要通過進一步實驗或觀察，對模型進行檢驗或修正D．在數(shù)學建模過程中也常用到假說—演繹法B數(shù)學公式和曲線圖都屬于數(shù)學模型，×；建構種群增長模型的方法·落實思維方法P7012．在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，某細菌每20min就分裂繁殖一代?，F(xiàn)將該細菌種群(t個個體)接種到培養(yǎng)基上(資源、空間無限)，m小時后，理論上該種群的個體總數(shù)是()A．t·2m

B．t·220

C．t·22m

D．t·23mD在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，m小時細菌繁殖代數(shù)為3m，則種群的數(shù)量為t·23m。探究實驗：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化02【酵母菌的相關信息】①生物類型：

生物，

生長周期

，增殖速度

；②代謝類型：

，②培養(yǎng)條件：

培養(yǎng)基；③繁殖方式：

生殖(主要)，

一種無性生殖方式。單細胞真核異養(yǎng)兼性厭氧型液體出芽短快擴展：酵母菌的出芽生殖培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化02【提出問題】培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？變量設置：①自變量：

；②因變量：

；③無關變量：

；時間酵母菌數(shù)量培養(yǎng)液體積、溫度、pH等培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化02【實驗步驟】接種培養(yǎng)計數(shù)繪圖將10mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液/肉湯培養(yǎng)液加入試管中，將酵母菌接種到試管的培養(yǎng)液中；將試管放在25℃條件下培養(yǎng)；定時取樣計數(shù)酵母菌數(shù)量；分析數(shù)據(jù)，得出結論。怎樣對酵母菌進行計數(shù)？思考核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【資料】用血細胞計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)是一種常用的細胞計數(shù)法（抽樣檢測法），一般用于單細胞微生物數(shù)量的測定，由于血細胞計數(shù)板上的計數(shù)室蓋上蓋玻片后的容積是一定的，所以可根據(jù)在顯微鏡下觀察到的細胞數(shù)目來計算單位體積的細胞的總數(shù)目。核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02計數(shù)室的高（厚度）小方格面積放大方格網(wǎng)每個方格網(wǎng)被劃分為9個大方格（正中央的那個大方格就是計數(shù)室）計數(shù)室放大計數(shù)室[25×16][16×25]并非計數(shù)室長：

；寬：

；高：

；容積：

mm3；計數(shù)室(大方格)1mm1mm0.1mm0.1核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【高頻考點①】0.1mm3是誰的容積？計數(shù)室（大方格）的容積大方格(計數(shù)室)中方格小方格方格網(wǎng)核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【高頻考點②】計數(shù)室（大方格）有兩種規(guī)格，各有多少個小方格？16×25型計數(shù)板25×16型計數(shù)板計數(shù)室（大方格）=16中格=16x25小格=400小格計數(shù)室（大方格）=25中格=25x16小格=400小格核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【高頻考點③】若使用的血細胞計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個計數(shù)室分為25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數(shù)，發(fā)現(xiàn)計數(shù)室四個角及中央共5個中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為

個/mL。1×108【計算過程】1個小方格中酵母菌平均數(shù)=

；計數(shù)室（0.1mm3）中酵母菌總數(shù)=

；1mL中酵母菌總數(shù)=

。20÷（5×16）=1/4個1/4×400=100個100×104×100（稀釋倍數(shù)）=1×108個注：1ml=1cm3=103mm3核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【高頻考點③】若使用的血細胞計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)每個計數(shù)室分為25個中方格，每個中方格又分為16個小方格，將樣液稀釋100倍后計數(shù)，發(fā)現(xiàn)計數(shù)室四個角及中央共5個中方格內(nèi)的酵母菌總數(shù)為20個，則培養(yǎng)液中酵母菌的密度為

個/mL。1×108【計算公式】400104核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)·小結02①方法：

法。②用具：試管、滴管、

、顯微鏡等。③步驟：蓋：先將

放在血細胞計數(shù)板的

上；

→滴：用吸管吸取培養(yǎng)液,滴于

邊緣,讓培養(yǎng)液自行滲入；

→吸：多余的培養(yǎng)液用

吸去；

→計：稍待片刻，待酵母菌全部沉降到

底部，

用顯微鏡計數(shù)一個

內(nèi)的酵母菌數(shù)量；

→估：估算試管中的酵母菌總數(shù)。抽樣檢測蓋玻片計數(shù)室蓋玻片濾紙計數(shù)室小方格先蓋后滴：避免因菌液過多頂起蓋玻片而改變計數(shù)室的容積否則，通過顯微鏡觀察時就可能出現(xiàn)以下現(xiàn)象：①要么能看清楚酵母菌，看不清格線；②要么能看清楚格線，看不清酵母菌；血細胞計數(shù)板核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【討論1】從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，建議將試管輕輕振蕩幾次。

這是為什么？【討論2】如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應當采取什么措施？【討論3】對于壓在計數(shù)方格界線上的酵母菌，應當怎樣計數(shù)？使培養(yǎng)液中的酵母菌分布均勻，以減少誤差。適當稀釋菌液。計上不計下，計左不計右。核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【拓展思考】計數(shù)的酵母菌都是活的嗎？怎樣分辨是否為活菌？臺盼藍染液死活注：加入的臺盼藍的體積應折算在稀釋倍數(shù)中。提示：不都是，計數(shù)的酵母菌包括活菌和死菌?？梢杂?/p>

對菌體進行染色，被染成藍色的是

菌，沒有染色的是

菌。圖中中方格活酵母菌數(shù)目=

；計數(shù)室（0.1mm3）中酵母菌總數(shù)=

；1mL中酵母菌總數(shù)=

。核心探討1：利用血細胞計數(shù)板對酵母菌進行計數(shù)02【對點練習】某生物興趣小組在進行“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的探究實驗中，將酵母菌培養(yǎng)液稀釋100倍后，經(jīng)等體積臺盼藍染液染色后，用血細胞計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)進行計數(shù)，觀察到一個中方格的菌體數(shù)如圖所示。若計數(shù)的中方格中酵母菌數(shù)量的平均數(shù)與圖示中方格內(nèi)酵母菌數(shù)量相同，則培養(yǎng)液中活酵母菌的密度為

個·mL－1。9個9÷16×400=225個225×104×100×2=4.5×108個/mL4.5×108核心探討2：實驗設計及結果分析02【討論1】本探究需要設置對照嗎？【討論2】要做重復實驗嗎？為什么？【討論3】怎樣記錄結果？記錄表要怎么設計？不需要，因為酵母菌在不同時間內(nèi)的數(shù)量可以相互對照（自身前后對照）。要，為了避免單次實驗的偶然性，保證實驗結果可靠。時間/天次數(shù)12345671

2

3

平均值

對每個樣品計數(shù)三次，取平均值。核心探討3：實驗設計及結果分析021.根據(jù)實驗結果繪制的曲線圖如圖所示，增長曲線的總趨勢是

，【原因分析】①在開始時培養(yǎng)液的

、

、

，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增；②隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗、pH變化、

積累等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率

出生率，種群數(shù)量下降。先增加再降低營養(yǎng)充足空間充裕條件適宜有害產(chǎn)物高于核心探討3：實驗設計及結果分析022.根據(jù)酵母菌數(shù)量的變化曲線，作出對應增長速率的曲線圖。增長速率＝(現(xiàn)有個體數(shù)－原有個體數(shù))增長時間核心探討3：實驗設計及結果分析023.影響實驗結果的誤差分析及改進辦法計數(shù)室內(nèi)產(chǎn)生氣泡，會導致計數(shù)室相對體積減小，而造成誤差。若有氣泡，可用吸水紙將氣泡吸出。將出芽的酵母菌按2個計數(shù)，使數(shù)值偏高。計數(shù)時，當芽體體積超過母細胞體積的一半，才計數(shù)。培養(yǎng)液上部酵母菌偏少，下部酵母菌偏多。將培養(yǎng)液振蕩搖勻后取中部液體進行計數(shù)。培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化·判斷正誤P10(1)可用抽樣檢測的方法監(jiān)測酵母菌數(shù)量()(2)應先向計數(shù)室滴加樣液，再蓋蓋玻片()(3)待酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部再開始計數(shù)()√×√計數(shù)時，先將蓋玻片放在血細胞計數(shù)板的計數(shù)室上，再將培養(yǎng)液滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。02培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化·落實思維方法P121．在探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的實驗中，采用規(guī)格為25中格(400小格，0.1mm)的血細胞計數(shù)板進行計數(shù)。已知培養(yǎng)液稀釋了100倍，經(jīng)檢測得知四角及中心5個中格的酵母菌數(shù)量分別為32、36、34、38、40個。下列敘述正確的是()A．在培養(yǎng)酵母菌時，必須去除影響實驗結果的培養(yǎng)液中的溶解氧B．此培養(yǎng)液中酵母菌密度約為9×106個·mL－1，該實驗無對照C．若一個小格內(nèi)酵母菌數(shù)量過多，應將培養(yǎng)液稀釋一定倍數(shù)后再進行計數(shù)