Question

2．某生物兴趣小组开展探究实验，课题是“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”．
实验材料、用具：菌种和无菌培养液、试管、血球计数板（2mm×2mm方格）、滴管、显微镜等．
酵母菌的显微计数方法：
①血球计数板：是带有微小方格刻度的玻璃片，用于在显微镜下对微生物的计数．
②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数．连续观察7d，并记录每天的数值．
根据以上叙述回答下列问题：
（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呈“J”型增长，随着时间的推移，环境中资源和空间相对减少，酵母菌呈“S”型增长．
（2）本实验没有另设对照实验，原因是该实验在时间上形成前后对照．该实验是否需要重复实验？需要（填“需要”或“不需要”）．
（3）在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，原因是使酵母菌均匀分布．如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是适当稀释后再计数．
（4）设计表格处理实验数据．

时间 次数	1	2	3	4	5	6	7
1
2
3
平均值

（5）在用血球计数板（2mm×2mm方格）对某一稀释50倍的样品进行计数时，发现在一个方格内（盖玻片下的培养液厚度为0.1mm）酵母菌平均数为16，据此估算10mL培养液中有酵母菌2×10⁷个．
（6）在该实验的基础上，根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测，进一步确定一个研究实验的课题．酵母菌的种群数量与营养物质（代谢废物或溶氧量）的变化关系．
（7）某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养（如表），均获得了“S”型增长曲线．根据预测的实验结果从理论上分析，下列说法错误的是B（单选）

试管号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
培养液体积（mL）	10	5	10	5
起始酵母菌数（103个）	10	5	5	10

A.4个试管内的种群在$\frac{K}{2}$时增长最快
B.4个试管内的种群达到K值的时间Ⅳ=Ⅰ＞Ⅱ=Ⅲ
C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降．

Answer 1

分析 本题探究“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”，则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、PH、温度等因素的影响；在理想的环境中，酵母菌增长呈“J”型增长，在有限环境中，酵母菌增长呈“S”型增长．

解答 解：（1）开始一段时间酵母菌呈“J”型增长，但是随着时间的推移，环境中资源和空间相对减少，酵母菌呈“S”型增长．
（2）该实验需要检测酵母菌数量变化，在实验时间上形成前后自身对照，没有另设置对照实验；为提高实验的准确性，应进行重复实验．
（3）酵母菌属于兼性厌氧型生物，在培养过程中会沉在试管的底部，因此在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，使酵母菌均匀分布．如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应适当稀释后再计数．
（5）在用血球计数板（2mm×2mm方格）对某一稀释50倍的样品进行计数时，发现在一个方格内（盖玻片下的培养液厚度为0.1mm）酵母菌平均数为16，据此估算10mL培养液中有酵母菌=16×50÷（2×2×0.1×10^-3）×10=2×10⁷个．
（6）在该实验的基础上，可以进一步确定一个研究实验的课题：酵母菌的种群数量与营养物质（代谢废物或溶氧量）的变化关系．
（7）A、4个试管内的种群在$\frac{K}{2}$时增长最快，A正确；
B、由表格可知培养液的体积不同，起始酵母菌数不同，因此4个试管内的种群到达K值的时间不同．Ⅳ号试管内的环境阻力最大，因为试管内培养液体体积最少，起始酵母菌数最多，因此最先达到K值；由于有毒物质积累，试管Ⅳ内的种群数量也最先开始下降．相对而言，试管Ⅲ的培养条件最好，其次是试管Ⅰ和Ⅱ，最后是试管Ⅳ．因此，4个试管内的种群达到K值的时间是Ⅳ＜Ⅰ=Ⅱ＜Ⅲ，B错误；
C、相对于试管Ⅱ而言，试管Ⅲ中培养液体积较大，利用酵母菌生存，因此试管Ⅲ内种群的K值大于试管Ⅱ，C正确；
D、相对于试管Ⅱ而言，试管Ⅳ中起始酵母菌数量较多，其种群数量先达到K值，也先下降，D正确．
故答案为：
（1）环境中资源和空间相对减少  
（2）该实验在时间上形成前后对照；需要
（3）使酵母菌均匀分布；适当稀释后再计数  
（5）2×10⁷
（6）酵母菌的种群数量与营养物质（代谢废物或溶氧量）的变化关系  
（7）B

点评 本题考查了探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验的有关知识，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验原理、实验采用的方法、实验步骤等；还要求考生掌握探究实验的原则，对实验进行修善，并能根据题干中的信息答题．