[课标要求] 1.说明建构种群增长模型的方法。2.说出“J”型曲线和“S”型曲线的成因和变化过程。3.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
[素养要求] 1.科学思维:比较“J”型和“S”型增长曲线,阐释种群数量变化在实践中的应用,培养建模及模型分析能力。2.社会责任:关注人类活动对种群数量变化的影响。
一、种群数量的增长、变化曲线及其应用
1.建构种群增长模型的方法
(1)数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
(2)构建数学模型的方法步骤:观察研究对象,提出问题→提出合理的假设→根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正。
(3)根据教材中“细菌数量增长规律”分析:若N表示细菌数量,n表示第n代,则细菌增长的方程式模型为Nn=2n;曲线模型为:
2.种群增长的“J”型曲线
(1)模型假设:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等(即理想条件)。
(2)建立模型
①参数的含义:Nt:t年后种群的数量;N0:种群的起始数量;t:时间(年数);λ:该种群数量是一年前种群数量的倍数。
②数学方程式:Nt=N0λt。
③在下面坐标系中画出曲线图
3.种群增长的“S”型曲线
(1)模型假设:自然界的资源和空间总是有限的。
(2)对曲线的分析
①a点以前是生物对环境的适应期,种群数量增长较慢的原因是个体数量少,因此增长速率很小。
②ab段是快速增长期,种群数量快速增长,时增长速率达到最大,此时食物、空间相对充裕,天敌数量少。
③bc段,随着种群密度的增加,个体间因食物、空间和其他生活条件的争夺而导致种内斗争加剧。达到K值时,种群出生率等于死亡率,种群数量保持相对稳定。
(3)K值的含义:又称为环境容纳量,指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间内所能维持的种群最大数量。
(4)应用
①若要消灭老鼠,应增大环境阻力,降低K值(或环境容纳量)。
②若要保护濒危动植物,应降低环境阻力,提高K值(或环境容纳量)。
③若要防治害虫,应该在a点之前采取措施,原因是控制害虫数量要及时,严防种群数量达到处。
④若要从池塘中持续获取鱼类资源,应采取的措施是鱼类捕捞后的种群数量维持在处,以保证持续获取高产量。
4.种群数量的波动和下降
(1)影响因素
(2)数量变化:大多数种群的数量总是在波动中;在不利的条件下,种群数量还会急剧下降甚至消亡。
(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式( )
(2)种群数量达到K值以后,种群受食物、空间等因素的限制,增长速率为零,种群数量不再发生变化( )
(3)对于“S”型曲线,同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境的影响( )
(4)池塘养鱼,若要保持长期稳定和较高的产量,应及时适量地捕捞出成鱼( )
(5)“J”型曲线的K值一直增加( )
(6)若想获得最大日捕获量,应从后开始捕捞,捕捞后剩余数量达到即可( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
[归纳总结] 对K值的理解
(1)前提条件:环境条件不受破坏。
(2)K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
(3)K值并不是种群数量的最大值
①种群数量能达到的最大值是种群在某一时间点出现的最大值,这个值存在的时间很短,大于环境容纳量。
②在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动;当种群数量偏离K值时,会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。
1.“J”型曲线分析
种群“J”型增长模型:Nt=N0λt,λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
(1)请分析当λ>1、λ=1、0<λ<1时,种群的数量变化和年龄组成的类型:
项目 | 种群数量变化 | 年龄组成 |
λ>1 | 增长 | 增长型 |
λ=1 | 稳定 | 稳定型 |
0<λ<1 | 下降 | 衰退型 |
(2)已知种群增长率=。请在下图中绘出“J”型增长的增长率曲线:
提示 如图所示
2.“S”型曲线分析:
已知种群增长速率=。请看图完成下列填空:
(1)图乙的g点相当于图甲的c点;fg段相当于图甲的ac段。
(2)图乙的h点相当于图甲的d点;gh段相当于图甲的cd段。
3.如图体现了“J”型和“S”型曲线之间的关系,二者之间的阴影部分代表什么?
提示 环境阻力(按自然选择学说,它就是在生存斗争中被淘汰的个体数量)。
二、实验探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.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?
2.作出假设:培养液中的酵母菌数量开始一段时间呈“J”型增长,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”型增长。
3.实验步骤
(1)将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。
(2)将酵母菌接种到试管中的培养液内。
(3)将试管放在25 ℃条件下培养。
(4)每天取样计数酵母菌数量。用血细胞计数板在显微镜下计数,估算10 mL培养液中酵母菌的初始种群数N0,然后连续观察7天,记录每天的数值。
(5)分析数据,以时间为横坐标,酵母菌数量为纵坐标,画出坐标曲线图,分析曲线走向,揭示酵母菌种群数量变化规律。
4.实验结论
在有限的环境条件下酵母菌种群数量呈“S”型增长。
(1)对压在小方格界线上的酵母菌,只计数格中的个体数( )
(2)该实验需设置对照实验( )
(3)计数时要先滴培养液,再盖盖玻片( )
答案 (1)× (2)× (3)×
1.怎样进行酵母菌的计数?
提示 采用抽样检测的方法,用血细胞计数板进行计数。先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,多余培养液用滤纸吸去。再用血细胞计数板计数。
2.从试管中吸出培养液进行计数之前,为什么要轻轻振荡几次?
提示 使酵母菌分布均匀,从而使计数准确。
3.若一个小格内酵母菌过多,难以数清,采取的措施是什么?
提示 增大稀释倍数后计数。
4.若测得的酵母菌种群数量偏高,原因是什么?
提示 (1)取样时未振荡,取样来自试管底部。(2)计数的酵母菌中,有已死亡的个体。
5.如何才能区分计数的酵母菌是活的还是死的个体?
提示 可以用染色法。活细胞的细胞膜有选择透过性,所以不会被染色,而死细胞可以被染色。
6.为什么待酵母菌细胞全部沉降到底部再计数?
提示 酵母菌沉降到底部后就不会再随液体漂移,便于计数。
7.本实验需要设置对照吗?需要重复实验吗?
提示 本实验不需要设置对照,因为随时间的推移,酵母菌的种群数量的变化在时间上形成前后自身对照;需要重复实验以确保实验结果的可靠性。
理清网络
背熟要语
1.曲线图与数学方程式相比,能更直观地反映出种群数量的增长趋势。
2.在理想状态下,种群数量增长的数学模型为:Nt=N0λt,呈“J”型曲线。
3.正常情况下,自然界的资源和空间是有限的,种群数量增长会呈“S”型曲线。
4.“J”型增长曲线的增长率是不变的,“S”型增长曲线的增长速率是先增大后减小。
5.K值并不是固定不变的,当环境改变时,K值会发生变化。
6.影响种群数量的因素很多,因此种群的数量常常出现波动,在不利条件下,种群数量会急剧下降甚至消亡。
1.数学模型是用来描述一个生态系统或它的性质的数学形式,种群增长的数学模型有曲线图和数学方程式。下列关于种群“J”型增长的叙述,错误的是( )
A.数学方程式模型可表示为:t年后种群数量Nt=N0λt
B.条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等
C.“J”型增长曲线中λ大于1
D.增长速率是固定的
答案 D
解析 “J”型增长曲线的数学方程式模型可表示为:t年后种群数量Nt=N0λt(λ表示该种群第二年的数量为第一年的λ倍),A项正确;食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下,种群数量持续增加,增长曲线大致呈“J”型,B项正确;由于种群一直在增长,后一年比前一年多,所以曲线中λ大于1,C项正确;种群的增长速率不是固定的,D项正确。
2.自然界中的种群数量增长一般呈现出“S”型曲线的走势,在此增长趋势中( )
A.种群的增长与种群密度无关B.达到K值时种群数量不再变化
C.种群的增长受到环境因素制约D.同一种群的K值固定不变
答案 C
解析 种群数量增长的“S”型曲线是在种群密度增大,种内斗争加剧,天敌数量增加等情况下形成的,A项错误、C项正确;种群数量达到K值后并不是一成不变的,而是围绕K值上下波动,B项错误;同一种群的K值并不是固定不变的,当生存环境发生改变时,K值也会相应地改变,D项错误。
3.如图为有关种群增长曲线的模型图,下列有关说法不正确的是( )
A.种群呈现“J”型增长的前提条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等
B.呈现“S”型增长的种群,随着时间的推移,种群增长所受的环境阻力加大
C.在自然界中,种群的增长曲线一般是“S”型曲线
D.种群增长的“J”型曲线有K值,只是K值较大,图中没有表示出来
答案 D
解析 “J”型曲线的形成条件是环境适宜、食物和空间等充足、没有敌害等,只要条件适宜种群数量就会无限增长,不存在K值;而“S”型曲线是在自然界中有限的条件下形成的,由于存在环境阻力,所以存在K值。
4.用血细胞计数板计数培养液中酵母菌种群数量的动态变化时,进行如图所示的操作。下列相关叙述正确的是( )
A.图示操作顺序正确,对计数结果无影响
B.图示对酵母菌计数采用的方法为抽样检测法
C.取酵母菌培养液时,直接从试管中部吸取即可
D.实验结束后,血细胞计数板用试管刷蘸洗涤剂擦洗、晾干
答案 B
5.某研究所调查发现:某种鱼迁入一生态系统后,其种群数量增长速率随时间变化的曲线如图所示,请分析回答下列问题:
(1)在t0~t3时间内,种群数量增长曲线呈“______”型;若在t3时种群数量为N,则在t1时种群数量为____。t1时该种群的年龄组成可能为______。
(2)捕获该鱼的最佳时期为_______(填“t1”“t2”或“t3”)时,原因是______________。
(3)在t3时期后,该鱼种群数量变化将呈现______________________________________状态,主要原因是________________、________________。
答案 (1)S 增长型 (2)t2 在t1时种群增长速率最大,t2时捕获该鱼并使捕捞后维持在t1时的数量,获得的量较大且不影响该鱼类资源的再生 (3)波动 种内斗争加剧 捕食者数量增加
解析 (1)t0~t3时间内种群数量增长应呈现“S”型曲线,若在t3时种群数量为N,则t1时为。t1时种群的年龄组成可能为增长型。(2)由于t1时种群增长速率最大,资源更新能力最强, t2时捕捞有利于获得较大捕获量且不影响资源更新。(3)在t3时期后种群数量变化将呈波动状态,原因是种内斗争加剧、天敌增加等。
A组 基础对点练
题组一 种群增长的曲线模型及变化曲线
1.在营养和生存空间等没有限制的理想条件下,某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(m个个体)接种到培养基上(资源、空间无限),t h后,该种群的个体总数是( )
A.m·2t B.m·220
C.m·22t D.m·23t
答案 D
2.下列有关种群“J”型增长的叙述,正确的是( )
A.“J”型增长的种群都有K值
B.“J”型增长的种群生存条件是有限的
C.自然界中绝大多数种群呈“J”型增长
D.“J”型增长的种群个体数一定不断增加
答案 D
3.关于环境容纳量的叙述,正确的是( )
A.环境容纳量是种群的最大数量,种群数量在任何时候都不可能超过环境容纳量
B.人为地一次性捕杀家鼠后,其环境容纳量迅速降低
C.环境容纳量是不会改变的,不受空间和资源的限制
D.建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的环境容纳量
答案 D
解析 种群数量可在环境容纳量即K值附近上下波动;人为地一次性捕杀家鼠后,其环境容纳量不会迅速降低;环境容纳量受空间和资源的限制;建立大熊猫自然保护区可以提高大熊猫种群的环境容纳量。
4.20世纪30年代,人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937年~1942年,这个种群数量的增长如图所示。下列推测正确的是( )
A.用样方法调查该地环颈雉种群密度
B.该时间段环颈雉没有因病死亡个体
C.该岛屿上没有生物与环颈雉竞争
D.该时间段环颈雉的食物比较充足
答案 D
解析 环颈雉活动能力强,调查环颈雉的种群密度可采用标记重捕法,A错误;图示五年期间种群数量增长呈现“Z”字形变化可能是环颈雉因病死亡个体较多所致,B错误;岛屿上应该存在吃植物的生物,与环颈雉竞争,只是环颈雉的食物和空间条件充裕且缺乏天敌而出现“J”型增长,C错误;在这五年期间,环颈雉适应当地环境且缺乏天敌、食物充足,使环颈雉种群数量按“J”型增长方式增长,D正确。
5.如图为两种生物种群的生长曲线,以下说法错误的是( )
A.按甲曲线增长的种群增长率始终不变
B.按乙曲线增长的种群到a点后种内斗争最为激烈
C.按乙曲线增长的不同种群在同一环境下,b点时的增长速率不同,但均为最大值
D.甲曲线的数学模型为Nt=N0λt,其中λ代表增长率
答案 D
解析 甲曲线呈“J”型增长,无K值,按该曲线增长的种群处于理想环境中,增长率保持不变,A正确;乙曲线呈“S”型增长,按乙曲线增长的种群,到a点后种群数量增长率为0,种群数量达到最大值,此时种内斗争最为激烈,B正确;b点时种群数量增长速率最大,在同一环境中,不同种群的生存能力不同,因此在b点时的增长速率也不同,C正确;甲曲线呈“J”型增长,其数学模型为Nt=N0λt,其中λ代表该种群数量是一年前种群数量的倍数,D错误。
6.巴西红耳龟是我国入侵物种之一。在其原产地,由于有鹭鸶、浣熊等众多野生天敌猎取龟卵、幼龟,巴西红耳龟的数量基本保持稳定。下列有关叙述正确的是( )
A.由于食物充足、缺少天敌,巴西红耳龟在我国将一直呈“J”型增长
B.在原产地,龟卵、幼龟被天敌猎取导致巴西红耳龟的年龄组成为衰退型
C.调查某湖泊中巴西红耳龟的种群密度可以采用标志重捕法
D.在巴西红耳龟种群数量达到K/2时防治,可达到最好的防治效果
答案 C
题组二 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
7.有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的表述,不正确的是( )
A.如果一个方格内的酵母菌过多,可以采用稀释后再计数的办法
B.实验过程中,时间是自变量,酵母菌数量是因变量
C.制片时,让培养液自行渗入计数室后,盖上盖玻片
D.计数时,应将试管轻轻振荡使酵母菌分布均匀
答案 C
解析 制片时,应先放置盖玻片,在盖玻片的边缘滴加培养液,待培养液从边缘处自行渗入计数室,用滤纸吸去多余培养液,再进行计数,C错误。
8.将10 mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养,并于不同时间内等量均匀取样4次,分别测定样品中酵母菌的数量和pH,结果如表所示。据表分析错误的是( )
样品 | 1 | 2 | 3 | 4 |
酵母菌数量(个/mm3) | 1 210 | 820 | 1 210 | 1 000 |
pH | 4.8 | 5.4 | 3.7 | 5.0 |
A.培养过程中酵母菌始终是出生率>死亡率
B.样品的取样先后次序为2、4、1、3
C.对酵母菌而言,10 mL该培养液的环境负荷量可能为1.21×107个
D.若进行第5次均匀取样,10 mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21×107个
答案 A
9.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列叙述正确的是( )
A.每块血细胞计数板的正中央有1个计数室
B.计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm
C.盖盖玻片之前,应用吸管直接向计数室滴加样液
D.计数时,不应统计压在小方格角上的细胞
答案 B
10.如图为某种群在不同生态环境中的增长曲线,请仔细分析图中曲线后回答下列问题:
(1)将种群置于一个理想的环境中,没有资源和空间的限制,种群数量的增长曲线可用图中______表示;置于有限的自然环境中,种群数量的增长曲线可用图中_____表示。(填字母)
(2)影响种群密度的主要因素是种群的__________________________________________。
(3)当我们迁入刚建的新村美居,可恶的老鼠也一同悄悄“潜来”,它们咬坏衣物、偷吃粮食、毁坏家具、传播疾病,请根据a、b曲线的变化趋势,推测灭鼠的有效措施:_____________,使鼠群由“________”型曲线变化转变成“________”型曲线变化。
答案 (1)a b (2)出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄组成、性别比例 (3)在进行灭鼠时,要清除垃圾,严密储存食物 a(或J) b(或S)
解析 (1)将种群置于理想条件下,其数量呈“J”型增长,如曲线a所示;将种群置于自然环境中,实际生态系统资源、空间有限,其数量呈“S”型增长,如曲线b所示。(2)影响种群密度的主要因素是种群的出生率、死亡率、迁入率、迁出率以及年龄组成、性别比例等。
B组 综合强化练
1.如图为某种群的数量变化曲线,K1为长期处于相对稳态时该种群数量达到环境条件允许的最大值,B点由于某种因素的改变,最大值由K1变为K2。导致K1变为K2的原因最不可能的是( )
A.该种群迁入了大量同种个体
B.该种群的天敌大量迁出
C.该种群的生物发生了基因突变
D.该地区引入了新物种
答案 A
解析 该种群迁入了大量同种个体,会使种内斗争加剧,K值不可能增加,A项错误;该种群的天敌大量迁出,生存环境得到改善,K值增加,B项正确;该种群的生物发生了基因突变,可能更加适应环境,K值可能增加,C项正确;该地区引入了新物种,如果该新物种捕食该种群的天敌,或者为该种群提供食物,K值可能增加,D项正确。
2.自然条件下,种群数量增长曲线呈“S”型。假设种群的K值为200,N表示种群数量,据表分析不正确的是( )
曲线上的点 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 |
N | 20 | 50 | 100 | 150 | 180 |
(K-N)/K | 0.90 | 0.75 | 0.50 | 0.25 | 0.10 |
A.环境阻力对种群数量增长的明显影响出现在S4点之后
B.防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行
C.渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D.(K-N)/K值为0.50时,种群增长速率最大
答案 A
解析 在种群数量变化的“S”型曲线中,环境阻力始终存在,A错误。
3.如图甲和乙表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率和死亡率之差)和种群密度的关系,下列有关叙述正确的是( )
A.图甲中曲线a代表死亡率,曲线b代表出生率
B.海洋鱼类捕捞后应使鱼类的种群密度保持在图甲的E点
C.图乙中在F点控制有害生物最有效
D.图乙中G点表示种群的环境容纳量
答案 D
解析 图甲中曲线a代表出生率,曲线b代表死亡率,A错误;海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在K/2,图甲中的E点对应K值,B错误;图乙中的F点对应K/2,此时种群数量增长速率最快,不利于控制有害生物的数量,C错误;图乙中的G点对应图甲中的E点,均表示种群的环境容纳量,D正确。
4.用奶瓶培养黑腹果蝇并观察成虫数量的变化,结果如下表所示,根据表中的数据分析,下列结论正确的是( )
时间(天) | 1 | 5 | 9 | 13 | 17 | 21 | 25 | 29 | 33 | 37 |
成虫数(只) | 6 | 10 | 28 | 71 | 131 | 207 | 270 | 302 | 327 | 341 |
A.第13~25天,成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快
B.第17~29天,成虫增长率上升,死亡率下降
C.第21~37天,成虫增长率的下降与种群密度的改变有关
D.第1~37天,成虫数量呈“J”型增长
答案 C
解析 题表中第13~25天,成虫数量增长快的主要原因是营养丰富、环境条件适宜,A项错误;第17~29天,成虫的数量虽然增加,但其增长率下降,B项错误;第21~37天,成虫增长率的下降与种群密度的改变有关,因为随着种群密度的增大,种内斗争加剧,导致成虫增长率下降,C项正确;第1~37天,成虫增长率不是一个定值,故成虫数量不呈“J”型增长,D项错误。
5.在调查某林场松鼠的种群数量时,计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ),并得到如图所示的曲线。据此图分析下列结论,错误的是( )
A.前4年该种群数量基本不变,第5年调查的年龄组成可能为衰退型
B.第4~8年间种群数量下降,原因可能是食物短缺和天敌增多
C.第8年的种群数量最少,第8~16年间种群数量增加,且呈“S”型增长
D.如果持续第16~20年间的趋势,后期种群数量将呈“J”型增长
答案 C
解析 前4年λ=1,说明种群增长率为0,种群数量保持不变,第5年λ<1,说明种群数量下降,年龄组成为衰退型,A项正确;影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等,B项正确;第8~10年间λ<1,种群数量减少,第10~16年间λ>1,说明种群数量增加,C项错误;由题中曲线图的趋势可知,如果持续第16~20年间的趋势,λ>1,且基本不变,后期种群数量将呈“J”型增长,D项正确。
6.如图表示在一个10 mL封闭培养体系中酵母菌细胞数量的动态变化,关于酵母细胞数量的叙述,正确的是( )
A.种内竞争导致初始阶段增长缓慢
B.可用数学模型Nt=N0λt表示
C.可用取样器取样法计数
D.K值约为120 000个
答案 D
解析 在酵母菌培养初期,其数量极少,酵母菌个体间几乎不存在种内竞争,A项错误;由题图可知,在0~70 h时间段内,种群增长曲线为“S”型曲线,而数学模型Nt=N0λt只适用于“J”型曲线,B项错误;酵母菌等微生物只有用显微镜才能看清,所以一般使用血细胞计数板计数,C项错误;由题图可知,该环境下酵母菌细胞数量的最大值为酵母菌的K值,K值为12×1 000×10=120 000(个),D项正确。
7.图甲是种群在不同环境条件下的增长曲线,图乙是研究人员对某草场进行生态学调查后绘制的某昆虫种群λ值的变化曲线(未发生迁入和迁出)。请分析回答:
(1)图甲中A曲线表示的种群生活在____________________________________的环境中。
(2)图甲中B曲线呈“________”型,阴影部分表示____________________的个体数量。
(3)图乙中该昆虫在0~5年间,种群数量呈现图甲中________(填“A”或“B”)曲线型增长,可推测该昆虫种群的年龄组成类型是________。
(4)该昆虫种群数量在第15年时________(填“是”或“不是”)最小值,在第20~25年间种群数量________(填“增多”“不变”或“减少”)。
答案 (1)食物及空间条件充裕、气候适宜、没有敌害(或理想条件下) (2)S 在生存斗争中被淘汰 (3)A 增长型 (4)不是 不变
解析 (1)题图甲中A曲线表示种群的数量呈“J”型增长,由此可推知该种群在食物及空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的理想环境中生活。(2)图甲中B曲线呈“S”型,阴影部分表示在生存斗争中被淘汰的个体数量。(3)图乙中该昆虫在0~5年间,种群λ>1且保持不变,可推知该种群数量在此期间呈“J”型增长,即图甲中A曲线。由此可推测,该昆虫种群的年龄组成类型是增长型。(4)图乙中在10~20年间,λ值都小于1,表示该昆虫种群数量一直在减少,所以该昆虫在第15年时的种群数量不是最小值;在第20~25年间,λ值都等于1,表示该昆虫的种群数量基本保持不变。
8.某生物兴趣小组开展探究实验,课题是“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”。
实验材料、用具:菌种和无菌培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。
(1)根据所学知识,该课题的实验假设是开始一段时间酵母菌数量增长大致符合“J”型曲线,随着时间的推移,由于__________________,酵母菌数量总体呈“S”型增长。
(2)本实验没有另外设置对照实验,原因是__________________________________________。该实验是否需要重复实验?______________________________________________________。原因是_____________________________________________________________________。
(3)在吸取培养液进行计数前,要轻轻振荡几次试管,目的是________________。如果一个小方格内的酵母菌过多,难以数清,应采取的措施是_______________________________。
(4)在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群数量变化的因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题:_____________________________________________________________。
答案 (1)环境资源和空间有限 (2)该实验在时间上形成前后自身对照 需要 为提高实验的准确性 (3)使酵母菌分布均匀 稀释培养液 (4)探究酵母菌种群数量与培养液pH的变化关系(其他答案合理均可)
解析 (1)在开始时食物和空间充足,酵母菌数量增长大致符合“J”型曲线,随着时间的推移,酵母菌数量越来越多,但环境资源和空间有限,酵母菌数量总体呈“S”型增长。(2)本实验不需要另外设置对照实验,因为酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照。为提高实验的准确性,需要进行重复实验。(3)从试管中吸取培养液进行计数前,要轻轻振荡几次试管,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,以减少误差。如果一个小方格内的酵母菌过多,难以数清,应将培养液稀释后再计数。(4)养分、空间、温度、pH和有毒代谢物等都是影响酵母菌种群数量变化的因素。