探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化浙大附中高二備課組黃路明一、教材分析：

“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”是必修三第四章第二節(jié)中的一個探究課題。課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于本節(jié)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動”，并提出了相應(yīng)的活動建議即本探究活動。該條內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)有兩層涵義：其一、“嘗試建立數(shù)學(xué)模型”屬模仿性技能目標(biāo)，旨在通過原形示范（細(xì)菌的數(shù)量增長）和具體指導(dǎo)，學(xué)生能完成建立數(shù)學(xué)模型；其二、“解釋種群的數(shù)量變動”屬理解水平的知識目標(biāo)，旨在把握數(shù)學(xué)模型（抽象）與種群的數(shù)量變動（具體）之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。

在這個探究活動中用到了4個科學(xué)方法：（1）數(shù)學(xué)模型法；（2）抽樣檢測法；（3）顯微觀察法；（4）微生物培養(yǎng)法。所以是一項有著多方面意義和價值的探究活動。此外，學(xué)生通過親自研究一個真實的種群，可加深對種群數(shù)量變化知識的理解，并且培養(yǎng)收集、整理、分析數(shù)據(jù)的能力。二、學(xué)情分析：高二學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對數(shù)學(xué)模型的概念并不陌生，在生物學(xué)的其他內(nèi)容中學(xué)生已能運用數(shù)學(xué)方法解決生物學(xué)中的問題，例如：溫度、PH對酶活性影響的曲線；細(xì)胞分裂的文字、圖像、曲線的相互轉(zhuǎn)換；對遺傳規(guī)律的認(rèn)識等。教學(xué)中可充分利用學(xué)生的前概念，在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，建構(gòu)新的知識，揭示生物種群數(shù)量變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。高二學(xué)生已具備一定的觀察、分析問題的能力及科學(xué)探究能力，喜歡動手實驗，渴望在探究過程中獲得成功，但分析實驗數(shù)據(jù)的能力及解讀圖表的能力還需提高，教學(xué)中應(yīng)注重這方面的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)。人教版實驗?zāi)繕?biāo)：（1）熟悉探究實驗的一般方法、步驟，培養(yǎng)分析、設(shè)計、實施和完善實驗方案的能力。（2）探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。（3）正確使用顯微鏡、血球計數(shù)板等實驗器材。分析：實驗的因變量為酵母菌的種群數(shù)量（密度），實驗自變量可以是外界的環(huán)境因素，如溫度、PH值、溶氧量等，也可以是酵母菌自身內(nèi)在因素，如菌種的差異、接種時間、接種量的多少等。從另一角度看，實驗過程中“時間”是一個隱藏的變量，但不管哪種因素對酵母菌種群數(shù)量的影響，都是通過不同時間種群數(shù)量的變化體現(xiàn)出來的。所以除建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型這一個目標(biāo)外，（1）培養(yǎng)設(shè)計實驗的能力是人教版在此探究活動中的另一個側(cè)重面。浙科版實驗?zāi)繕?biāo)：（1）探究酵母菌種群數(shù)量隨時間發(fā)生的變化，從而了解在封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化規(guī)律。（2）學(xué)習(xí)用血細(xì)胞計數(shù)板進(jìn)行酵母菌細(xì)胞計數(shù)的操作方法，學(xué)習(xí)比濁計（或比色計）的使用方法，找出酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與其渾濁度之間的關(guān)系。（3）初步嘗試依據(jù)測量數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型。分析：浙科版此活動安排在本節(jié)開始進(jìn)行，其主要目的就是建立封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化規(guī)律數(shù)學(xué)模型。所以實驗是在一定的環(huán)境條件下進(jìn)行的，自變量就是時間；因變量——酵母菌的種群數(shù)量（密度。至于對酵母菌種群數(shù)量可能產(chǎn)生影響的因素的探究，屬于本實驗的課外延伸，屬于拓展內(nèi)容。浙科版的特色在于找出酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與其渾濁度之間的關(guān)系。四、重、難點的突破1、為什么選用酵母菌作為實驗材料來研究種群數(shù)量變化？2、是否明確表格設(shè)計的要素？3、為什么用兩個樣品？多個行嗎？4、B試管的作用？5、這次計數(shù)的目的？是表格中的第幾天？血球計數(shù)板是一種專門用于計算較大單細(xì)胞微生物的一種儀器。計數(shù)時，常采用抽樣檢測。計數(shù)器大方格規(guī)格：2mm×2mm×0.1mm或1mm×1mm×0.1mm浙科版默認(rèn)第一種25×16型的計數(shù)板深度大方格規(guī)格1mm×1mm×0.1mm400小格25×1625×16型的計數(shù)板關(guān)于血球計數(shù)板的計數(shù)方法：先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待細(xì)菌細(xì)胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。每個小方格內(nèi)含有細(xì)胞數(shù)不宜超過10個。（人教版）

7、如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多難以數(shù)清怎么辦？8、如何稀釋？0.1ml培養(yǎng)液+0.9ml清水，稀釋了幾倍？如果想稀釋20倍，如何操作？稀釋后試管中的酵母菌數(shù)如何估算？這是什么規(guī)格的計數(shù)室內(nèi)？看到以下狀態(tài)該如何處理？其實計數(shù)室還有另一種規(guī)格：16×25型，即大方格內(nèi)分為16中格，每一中格又分為25小格；但是不管計數(shù)室是哪一種構(gòu)造，它們都有一個共同的特點，即每一大方格都是由16×25=25×16=400個小方格組成。16×25型計數(shù)板的酵母菌量計算問題：

抽樣時一般取四角：1、4、13、16四個中方格（100個小方格）計數(shù)。將每一中格放大，可見25個小格。計數(shù)重復(fù)3次，取其平均值。計數(shù)完畢后，依下列公式計算：酵母細(xì)胞個數(shù)／mL=100個小方格細(xì)胞總數(shù)/100×400×2500×稀釋倍數(shù)前一句話的方格應(yīng)該指的是小方格，而后一句話中的方格則指大方格，兩者之間存在400倍的關(guān)系。這是教材敘述上的一個漏洞。9、什么目的？10、屬于表中第幾天的操作？11、為什么整個實驗中只選擇4天（每隔兩天）用血球計數(shù)板計數(shù)？五、探究活動的延伸13、影響酵母種群增長的因素可能是什么？14、你如何設(shè)計實驗來驗證你的猜想？可以是外界的環(huán)境因素，如溫度、PH值、溶氧量等，也可以是酵母菌自身內(nèi)在因素，如菌種的差異、接種時間、接種量的多少等。比如：設(shè)計實驗A組為實驗組，裝培養(yǎng)液10mL，酵母菌母液0.1mL,環(huán)境溫度28℃。B組裝培養(yǎng)液10mL，酵母菌母液0.1mL,環(huán)境溫度5℃，與A組形成溫度條件對照。C組不裝培養(yǎng)液，只裝無菌水10mL,酵母菌母液0.1mL,環(huán)境溫度28℃，與A組形成營養(yǎng)條件對照。課后練習(xí)1：在研究“酵母菌種群數(shù)量變化”的實驗中，將10ml酵母液放在適宜溫度下培養(yǎng)，并于不同時間內(nèi)等量均勻取樣4次，分別測定樣品中酵母菌的數(shù)量和PH，結(jié)果如表所示樣品酵母菌數(shù)量（個/mm3）PH112104.828205.4312103.7410005.0（1）表中樣品的取樣先后次序為

.（2）對酵母菌而言，10ml該培養(yǎng)液的環(huán)境負(fù)荷量？（3）若第5次均勻取樣時，樣品中的酵母菌數(shù)量為760個/ml3，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是

。（二）問題探討：①請寫出該同學(xué)研究的課題名稱：

。②用顯微鏡定期測酵母菌種群數(shù)量，結(jié)果僅A管中第3天開始個體數(shù)量迅速增加，第5天開始A管中個體數(shù)目達(dá)到最大，實驗至第6天結(jié)束。請將A、B、C三組預(yù)期結(jié)果的走勢圖繪制在坐標(biāo)系中。③試分析C組酵母菌種群數(shù)量變化的原因；

。六、關(guān)于血球計數(shù)板的命題例1在用血球計數(shù)板（2mm×2mm方格）對某一稀釋50倍樣品進(jìn)行計數(shù)時，發(fā)現(xiàn)在一個方格內(nèi)（蓋玻片下的培養(yǎng)液厚度為0.1mm）酵母菌平均數(shù)為16，據(jù)此估算10mL培養(yǎng)液中有酵母菌▲個。（參考答案：2×107）例2在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實驗中，某同學(xué)用顯微鏡觀察計數(shù)，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)血球計數(shù)板的小方格(2mm×2mm)內(nèi)酵母菌數(shù)量的平均值為13個。假設(shè)蓋玻片下的培養(yǎng)液厚度為0.1mm，那么10mL培養(yǎng)液中酵母菌的個數(shù)約為A．5.2×104B．3.25×105C．5.2×103D.3.25×104

（參考答案：B）例1例2兩題，均將整個計數(shù)室2mm×2mm方格作為實驗計數(shù)的