不同温度_pH值对草履虫Logistic增长实验效应的影响

３．２ 仪器与试剂
实验材料： 大草履虫；
主 要 仪 器 ： １００ ｍｌ 锥 形 瓶 、显 微 镜 、恒 温 培 养箱、ｐＨ 计；
试 剂 ： １ ｍｏｌ／Ｌ 的 ＮａＯＨ、１ ｍｏｌ／Ｌ 的 ＨＣｌ、碘
１ ８００ １ ５００
液。
１ ２００
培养基： 稻草煎出液
ｐ
３．３ 主要实验方法与步骤
９００
ｐ
（ １） 培养液配制
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｐａｒ ａｍｅｃｉｕｍ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ Ｇｒ ｏｗｔｈ Ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ Ｄｉｆｆｅｒ ｅｎｔ Ｔｅｍｐｅｒ ａｔｕｒ ｅ ａｎｄ ｐＨ Ｖａｌｕｅ
ＹＵ Ｓｈｉ－ ｊｉｎ， ＭＥＩ Ｍｅｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ， Ａｎｑｉｎｇ Ｔｅａｃｈｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ａｎｑｉｎｇ ２４６００３， Ｃｈｉｎａ ）
的效果， 笔者选择对草履虫实验影响较大的温度和 ｐＨ 值因子进行研究， 以期寻求一种理想的温度和 ｐＨ 值实验条件。
１ 种群增长与 Ｌｏｇｉｓ ｔｉｃ 方程
一个以潜在增长率增长的种群， 在空间和资源没有限制的条件下， 其种群数目将以指数方式增加，
若以时间对种群数量做图， 种群增长曲线呈“ Ｊ”型。在有限的空间、资源及其他生活条件的限制下， 种
由图 ４ 可见， ２８ ℃恒温下： 三种 ｐＨ 值的培养液中的草履虫种群变化过程相似 ， 初期繁殖很快， 第 ２ 天便达到高峰， 之后开始下降，降到第 ５ 天后在一种低密度下保持稳定。这些曲线与 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长曲线 相比， 缺乏“ 减速期”。
比较三种温度下草履虫种群密度变化曲线， 最大种群密度时间随着温度的升高而提前， ２８ ℃下第 ２ 天到达， ２５ ℃下第 ３ 天达到， ２２ ℃下第 ４ 天达到。说明高温对草履虫的繁殖有加速作用， 原因是高温下 生命活动旺盛。但是这种情况下营养物质和能量消耗大、生命体活性衰竭快。正因为如此， 在以“ 天”为 时间间隔的计数中， ２５ ℃下没有“ 开始期”， ２８ ℃下既无“ 开始期”也无“ 减速期”。
安庆师范学院学报（ 自然科学版）
２００７年
常见的表现有： 一是接种后种群不增长， 一、两天后死亡； 二是增长结果难以见到“ Ｓ＂ 型， 无法分辨五个
生长时期。
３ 实验部分
３．１ 实验设计
一般认为草履虫的培养温度是 ２０～２８ ℃［１］， ｐＨ 值用自然稻草煎出液的 ｐＨ 值 （ 经测定此 ｐＨ 值为 ７
第２期
余世金， 梅梅： 不同温度、ｐＨ 值对草履虫 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长实验效应的影响
衡， 种群数量减群密度变化（ 个 ／ｍｌ ）
·７３·
由图 ３ 可见， ２５ ℃恒温下： 三种 ｐＨ 值的培养液中 ， 草 履 虫 种 群 密 度 变 化 曲 线 基 本 相 似 ， 并 且 每 一 天的种群密度大小也接近。３ 条曲线的形状与 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长曲线比较， 没有看到“ 开始期”。
２００７年 ５ 月 第 １３ 卷第 ２ 期
安庆师范学院学报（ 自然科学版）
Ｊ ｏｕｒｎａ ｌ ｏｆ Ａｎｑｉｎｇ Ｔｅ ａ ｃｈｅ ｒｓ Ｃｏｌｌｅ ｇｅ （ Ｎａ ｔｕｒａ ｌ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ ）
Ｍａｙ．２００７ Ｖｏｌ．１３ Ｎｏ．２
不同温度、ｐＨ 值对草履虫 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长实验效应的影响
分别为 ６、７、８ 的培养液。
（ ２） 接种与培养
取 ９ 个 １００ ｍｌ 的锥形瓶， 分 ３ 组， 每组移入一种 ｐＨ 值的培养液每瓶 ２５ ｍｌ， 贴上标签。另取 ９ 个锥
形瓶做一组平行样。从接种液中吸取草履虫接入各培养液， 使草履虫种群的初始密度为 ８￣９ 个 ／ｍｌ。将
接种后的样品分别放在 ２２ ℃， ２５ ℃， ２８ ℃恒温培养箱中培养。
２ 草履虫 Ｌｏｇｉｓ ｔｉｃ 增长实验在生态学中的地位与存在 的问题
种群数量
草 履 虫 是 单 细 胞 原 生 动 物 的 代 表， 对 水 质 、温 度 和 ｐＨ
·
值 都 有 较 广 的 适 应 范 围 。 由 于 结 构 典 型 、易 于 观 察 、容 易 采
·
集培养、个体大、繁殖快 ， 而成为中学和大学实验教学、科研
左右） 。围绕着这个温度和 ｐＨ 值， 本研究设置了 ３ 种温度和 ３ 种 ｐＨ 值进行实验： ２２ ℃、２５ ℃、２８ ℃； ｐＨ
值为 ６、７、８。通过统计草履虫在这些温度和 ｐＨ 值下的种群密度变化， 再与标准的 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长曲线之间
进行比较， 看哪种条件下的曲线与 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长曲线吻合， 以找出对实验效果最有效的温度和 ｐＨ 值。
境 条 件 下（ ｐＨ＝７， Ｔ＝２２ ℃） ， 当 种 群 密 度 达 到 饱 和 时 ， 在 一 定 的 时 间 内 可 以 在 较 高 密 度 下 维 持 波 动 平
１ ８００
１ ８００
１ ５００
１ ５００
１ ２００ ９００ ６００
１ ２００
ｐ
９００
ｐ
ｐ
６００
３００ ３００
０ １２３４５６７
０ １２３４５６７
４．２ 结果讨论
由图 ２ 可见， ２２ ℃恒温下： 三条曲线从接种繁殖到第 ４ 天的状况基本一致， 可见“ 开始期”“、 加速
期”“， 减速期”。它们的不同在于： ｐＨ 值为 ６ 和 ８ 的曲线在种群达到最大密度后便下降， 而 ｐＨ 值为 ７
的曲线在第 ５、６ 天仍然维持在较高的水平， 第 ７ 天时种群密度还有 １ １８０ 个 ／ｍｌ。这说明草履虫在此环
中图分类号： Ｑ９１５
文献标识码： Ａ
文章编号： １００７－ ４２６０（ ２００７） ０２－ ００７１－ ０３
０ 引言
草履虫 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长实验是生态学中的重要实验， 但这个实验会由于不同实验条件的控制如光照、 温度、养分、ｐＨ 值等产生不同的效果， 甚至使实验完全失败。为了使草履虫 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长实验具有良好
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐａｒａｍｅｃｉｕｍ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ＇ｓ ｇｒｏｗｔｈ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ， ｉｎ Ｐａｒａｍｅｃｉｕｍ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｇｒｏｗｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ ｗｈｉｌｅ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｈａｓ ａｌｍｏｓｔ ｎｏ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｃｏｐｅ． Ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ａｂｏｕｔ ２２℃， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｐＨ ｉｓ ７ ｆｏｒ Ｐａｒａｍｅｃｉｕｍ Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｇｒｏｗｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．
根据上面的分析可知， ２５ ℃和 ２８ ℃时， 草履虫在三种 ｐＨ 值的培养液中的种群密度变化表现都不 行； ２２ ℃时， 草履虫在三种 ｐＨ 值下都有较好的表现， 可 以 看 到 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增 长 曲 线 的 各 个 时 期 ， 其 中 ， 在 ｐＨ 值为 ７ 的培养液中表现最为理想。
５ 结论 从以上实验结果及分析可以得出结论：（ １） 三种温度下的草履虫种群密度变化差异比较显著。较 高温度下（ ２５ ℃、２８ ℃） ， 草履虫种群繁殖快， 密度下降也快， 种群密度变化曲线与 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长曲线有 一定的差距。（ ２） 三种 ｐＨ 值下草履虫种群增长在同一温度下表现相似， 说明 ｐＨ 值一定范围内的变化 影响不大。（ ３） ２２ ℃下草履虫种群增长曲线与 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长曲线比较接近， 以初始 ｐＨ 值为 ７ 时最佳。 参考文献： ［１］ ［美］Ｍａｄｉｇａｎ，Ｍ．Ｔ， ［美］Ｍａｒｔｉｎｋｏ，Ｊ．Ｍ， ［美］Ｐａｒｋｅｒ，Ｔ．微生物生物学［Ｍ］． 杨文博，等，译．北京： 科学出版社， ２００１： ２００－ ２０８．
时间
要的实验。但是， 由于草履虫的生态习性、生殖方式不稳定， 容易受培养的环境条件而改变， 使得实验的成功率比较低。
图 １ 种群的 Ｌｏｇｉ ｓｔ ｉ ｃ 增长曲线
收稿日期： ２００６－ ０９－ ０６ 作者简介： 余世金（ １９６２－ ） ， 男， 博士， 主要从事生态学及环境规划与管理研究。
·７２·
中必不可少的实验材料。
·
生态学教学中为了加深对 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 方程的认识， 作 为 种
·
群生态学的经典内容， 不少高校都选择了“ 种群在有限环境
中的 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长”实验， 并普遍采用草履虫为实验材料。因
０
此 草 履 虫 的 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增 长 实 验 成 为 生 态 学 中 的 一 个 极 其 重
余世金， 梅 梅
（安庆师范学院 资源环境学院， 安徽 安庆 ２４６００３）
摘 要： 对不同温度和 ｐＨ 值下草履虫种群增长的研究表明， 温度对草履虫 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长实验 结果的影响较
大， ｐＨ 值在一定的范围内没有影响； 最适宜的温度条件为 ２２ ℃左右， 最适宜的初始 ｐＨ 值为 ７。
关键词： 草履虫； Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长； 温度； ｐＨ 值
ｐ
６００
取 １０ 克 稻 草 ， 加 入 １ ０００ ｍｌ 水 ， 煮 沸 后 小
火 煮 １０ 分 钟（ 补 充 蒸 发 缺 失 的 水 分 ） ， 用 两 层
３００
纱布过滤， 放置 ２ 天备用。 取 ３ 组 培 养 液 ， 用 ｐＨ 计 测 定 ， 用 １
０ １２３４５６７
ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ 和 １ ｍｏｌ／Ｌ 的 ＨＣｌ 调节， 得到 ｐＨ 值
群数量受密度调节， 到一定的时候种群增长随密度的上升而下降。
种群实际增长率依赖于种群大小以及其离环境容纳量有多近， 描述种群数量实际变化的是 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ
方程， 其数学表达式为：
ｄ
ｄ 式中： Ｋ 为环境容纳量， ｒ 为潜在增长率， Ｎ 为个体数， ｔ 为时间。 Ｌｏｇｉｓｔｉｃ 增长方程所描述的增长曲线呈“ Ｓ”型， 如图 １ 所示， 一般被划分为五个时期： 开始期、加速 期 、转 折 期 、减 速 期 、饱 和 期 。
（ ３） 观察计数
每隔 ２４ 小时（ 每天在相同的时间段） 进行一次计数， 每次每样计数 ３ 次。
４ 结果与讨论
４．１ 实验结果
根据观察计数的结果， 选取平行样中的一个以 ３ 次计数的平均值， 算出每个样品中草履虫的种群密
度， 如表 １。将每一温度、不同 ｐＨ 值条件下种群密度的变化绘制曲线如图 ２～４。
Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： Ｐａｒａｍｅｃｉｕｍ； Ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｇｒｏｗｔｈ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｐＨ ｖａｌｕｅ