探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化.doc

探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化教學(xué)目標：課程標準關(guān)于本節(jié)的具體內(nèi)容標準為“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“探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量的動態(tài)變化”。該條內(nèi)容標準有兩層涵義：其一、“嘗試建立數(shù)學(xué)模型”屬模仿性技能目標，旨在通過原形示范（細菌的數(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，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。重點和難點：指導(dǎo)學(xué)生通過對培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量連續(xù)7天的觀察后所收集的數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，探究變化規(guī)律，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，繪制變化曲線，并嘗試解釋種群數(shù)量變化的原因。高中學(xué)生對數(shù)學(xué)模型的概念并不陌生，學(xué)生已對運用數(shù)學(xué)解決生物學(xué)中的問題有了一定的認識，例如對遺傳規(guī)律、DNA的復(fù)制等的認識。本節(jié)是在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，重新建構(gòu)新的知識建構(gòu)揭示生物學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。主題：緊密聯(lián)系現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活實際，讓學(xué)生“自主、合作、探究”學(xué)習(xí)是高中生物新課改的主旋律。教師要盡量聯(lián)系現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活實際創(chuàng)設(shè)條件和氛圍，讓學(xué)生通過自主努力，積極參與類似于科學(xué)研究的學(xué)習(xí)活動，逐步形成善于質(zhì)疑、樂于探究、勤于動手、努力求知的積極態(tài)度和情感，發(fā)展樂于與人合作的團隊精神，形成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、收集分析信息和解決問題的能力，最終實現(xiàn)知識、技能和情感的學(xué)習(xí)目標。教師是教學(xué)活動的設(shè)計者，要改變舊的課堂教學(xué)方式，變“授之以魚”為“授之以漁”，放手和激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)，團結(jié)協(xié)作，積極參與研討分析和評價，充分體現(xiàn)學(xué)生作為探究學(xué)習(xí)的參與者，在發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中提升自己。板書設(shè)計：主要時期成 因特 點特 征應(yīng) 用.調(diào)整期適應(yīng)新環(huán)境不立即繁殖代謝活躍，體積增長較快創(chuàng)設(shè)條件，縮短或延長調(diào)整期時間II.指數(shù)期(對數(shù)期)條件適宜繁殖速度最快。呈指數(shù)增長代謝旺盛，形態(tài)、生理比較穩(wěn)定生產(chǎn)用菌種、科研材料III.穩(wěn)定期代謝產(chǎn)物大量積累，生存環(huán)境惡劣活菌數(shù)量達到最高值(K值)增殖速度下降，死亡加劇改善和控制條件延長穩(wěn)定期.衰亡期營養(yǎng)物質(zhì)消耗殆盡，有害代謝廢物積累加劇，生長環(huán)境進一步惡化。新增細胞數(shù)小于死亡細胞數(shù) 細胞出現(xiàn)多種形態(tài)，甚至畸形?；A(chǔ)知識1酵母菌酵母菌是一種既能進行有氧呼吸又能進行無氧呼吸的單細胞 核生物。由于酵母菌的生長周期 ，增殖速度 ，是研究種群數(shù)量的增長規(guī)律以及種群內(nèi)部和外部因素對種群個體數(shù)量影響的良好實驗材料。 我們還可以用酵母菌作為實驗材料研究 。2種群數(shù)量的變化 種群數(shù)量的變化包括增長、波動、穩(wěn)定、 等，而“J”型曲線與“S”型曲線都只研究了種群數(shù)量增長的情況。在實際環(huán)境中，種群的增長一般都是“S”型曲線，該曲線有一個K值，即 。種群數(shù)量的增長不僅受到內(nèi)部因素如種群密度的制約，還受到許多環(huán)境因素（如 、培養(yǎng)液的pH、培養(yǎng)液的養(yǎng)分種類和濃度、代謝產(chǎn)物等）的影響。3血球計數(shù)板血球計數(shù)板是一種專門用于計算較大單細胞微生物的一種儀器。計數(shù)時，常采用 法，多次取平均值，計算出每mL的酵母菌細胞個數(shù)。將經(jīng)過適當(dāng)稀釋的菌懸液（或孢子懸液）放在血球計數(shù)板載玻片與蓋玻片之間的計數(shù)室中，在顯微鏡下進行計數(shù)。由于計數(shù)室的容積是一定的（ 01mm2），所以可以根據(jù)在顯微鏡下觀察到的微生物數(shù)目來換算成單位體積內(nèi)的微生物總數(shù)目。由于此法計得的是活菌體和死菌體的總和，故又稱為總菌計數(shù)法。血球計數(shù)板，通常是一塊特制的載玻片，其上由四條槽構(gòu)成三個平臺。中間的平臺又被一短橫槽隔成兩半，每一邊的平臺上各刻有一個方格網(wǎng)，每個方格網(wǎng)共分九個大方格，中間的大方格即為計數(shù)室，微生物的計數(shù)就在計數(shù)室中進行。計數(shù)室的刻度一般有兩種規(guī)格，一種是一個大方格分成16個中方格，每個中方格又分成25個小方格；另一種是一個大方格分成25個中方格，每個中方格又分成16個小方格。但無論是哪種規(guī)格的計數(shù)板，每一個大方格中的小方格數(shù)都是相同的，即1625=400小方格。每一個大方格邊長為1mm，則每一大方格的面積為1mm2，蓋上蓋玻片后，載玻片與蓋玻片之間的高度為01mm，所以計數(shù)室的容積為01mm3。在計數(shù)時，通常數(shù)五個中方格的總菌數(shù)，然后求得每個中方格的平均值，再乘上16或25，就得出一個大方格中的總菌數(shù)，然后再換算成1ml菌液中的總菌數(shù)。下面以一個大方格有25個中方格的計數(shù)板為例進行計算：設(shè)五個中方格中總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B，那么，一個大方格中的總菌數(shù)（個）如果是16個中方格的計數(shù)板，設(shè)五個中方格的總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B則4實驗?zāi)康?1通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。2用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。3學(xué)會使用血球計數(shù)板進行計數(shù)。實驗原理1在含糖的液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一個封閉容器內(nèi)的酵母菌種群，通過細胞計數(shù)可以測定封閉容器內(nèi)的酵母菌種群隨時間而發(fā)生的數(shù)量變化。2養(yǎng)分、空間、溫度和有毒排泄物等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素。3酵母菌計數(shù)方法：抽樣檢測法。 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，待細菌細胞全部沉降到計數(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)。注意：從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要將試管輕輕震蕩幾次。實驗步驟(1)將10 mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。(2)將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液，先通過顯微鏡觀察估算出10mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量。 (3)將試管放在25條件下培養(yǎng)。(4)每天定時取樣計數(shù)酵母菌數(shù)量。(5) 以_為橫坐標，酵母菌的數(shù)量為縱坐標，畫出酵母菌種群數(shù)量的變化曲線。結(jié)果分析時間/天123456平均數(shù)量/個（1）酵母菌在培養(yǎng)液中開始呈_增長，經(jīng)過一段時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，呈_增長。增長曲線的總趨勢是先增加再降低。原因是 (3)影響酵母菌種群數(shù)量的因素可能有養(yǎng)料、溫度、pH空間及有害代謝廢物等問題探討(1)從試管中吸取培養(yǎng)液進行記數(shù)之前，為什么要將試管振蕩幾次？(2)對于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)怎樣計數(shù)？(3) 本實驗需要另設(shè)對照嗎？為什么？ (4) 培養(yǎng)后期酵母菌濃度過高，一個小方格內(nèi)酵母菌過多，應(yīng)該采取怎樣的措施？課外練習(xí)一、選擇題1主要利用酵母菌進行生產(chǎn)的產(chǎn)品是A果酒 B果醋 C酸奶 D腐乳2用血球計數(shù)板計數(shù)的酵母菌數(shù)目是A活菌的數(shù)目B死菌的數(shù)目C代謝旺盛的酵母菌數(shù)目D活菌和死菌的總數(shù)3血球計數(shù)板規(guī)格為1625，計數(shù)室為1mm1mm，一個計數(shù)室內(nèi)液體的總量為A0.001mm3 B0.01mm3 C0.1mm3 D1mm34若血球計數(shù)板大方格的邊長是1mm，規(guī)格是2516型的。培養(yǎng)液被稀釋400倍后，計數(shù)5個中方格的酵母菌的總數(shù)為n，則每mL培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量為A2n106B4n106C2n107D4n1075右圖是某小組研究營養(yǎng)物質(zhì)、溫度對酵母菌種群數(shù)量變化的影響，溫度有28和5兩個變量，營養(yǎng)物質(zhì)有馬鈴薯培養(yǎng)液和蒸餾水兩種。若曲線B是5、馬鈴薯培養(yǎng)液中酵母菌的種群數(shù)量變化情況，那么曲線A最可能是A5、蒸餾水B28、蒸餾水C28、馬鈴薯培養(yǎng)液D5、馬鈴薯培養(yǎng)液6下列有關(guān)操作正確的是A取樣的吸管先吸蒸餾水中培養(yǎng)的酵母菌液再吸馬鈴薯培養(yǎng)液的酵母菌液B血球計數(shù)板用吸耳球吹干凈后滴加酵母菌液進行計數(shù)C血球計數(shù)板用流水沖洗，鏡檢若發(fā)現(xiàn)不干凈，可用質(zhì)地稍硬的刷子刷洗D在血球計數(shù)板的槽與蓋玻片之間滴加酵母菌培養(yǎng)液，讓其滲入，隨后吸去多余的酵母菌培養(yǎng)液7右圖顯微鏡下見到的某血球計數(shù)板的一個中方格內(nèi)酵母菌的分布情況，下列相關(guān)說法正確的是A該血球計數(shù)板是2516型B計數(shù)時只計數(shù)小方格內(nèi)的酵母菌，而方格線上的概不計數(shù)C據(jù)此圖可準確推算出每mL培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)目為1.1107D顯微鏡放大倍數(shù)越大，一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)目就越少8以下為某小組在進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動態(tài)變化”實驗之前提出的一些問題，你覺得不合適通過本實驗進行探究的是A酵母菌的種群數(shù)量是怎樣隨時間變化的B溫度會影響酵母菌的生長嗎C養(yǎng)分會影響酵母菌的生長嗎D在30條件下，酵母菌的生殖方式是什么9每次從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要將試管輕輕震蕩幾次，其作用是A加快酵母菌的繁殖速度B使酵母菌在培養(yǎng)液中分布均勻C使正在生殖的酵母菌子代與親代分離D讓酵母菌暫時停止分裂10、在放有5mL培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中放入少量酵母菌菌種，然后每隔一天統(tǒng)計一次酵母菌的數(shù)量。經(jīng)過反復(fù)實驗，得出如右圖所示的結(jié)果：對這一結(jié)果的分析，錯誤的是（ ）A.酵母菌增長呈現(xiàn)出“S”型的原因可能與營養(yǎng)液濃度有關(guān)B.酵母菌種群數(shù)量達到200時，種內(nèi)斗爭達到最大C.在第4天至第6天中，種群的出生率與死亡率相當(dāng)D.該培養(yǎng)瓶內(nèi)酵母菌種群的最大容納量約為400二、非選擇題1為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某興趣小組按下表完成了有關(guān)實驗并定期對培養(yǎng)液中的酵母菌進行計數(shù)，根據(jù)多次計數(shù)的平均值繪制出酵母菌細胞數(shù)目變化曲線圖（右圖）。請回答：該小組探究的課題是 。該實驗設(shè)計中存在的不足之處是。實驗過程中需要控制的無關(guān)變量有 （至少列舉出兩種）。右圖中最可能代表A組酵母菌種群數(shù)量變化的曲線是。2、為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某研究性學(xué)習(xí)小組按表一完成了有關(guān)實驗，并定期對培養(yǎng)液中的酵母菌進行計數(shù)，繪制出酵母菌細胞數(shù)目變化曲線圖。請回答：表一：為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化，某同學(xué)按下表完成了有關(guān)實驗。試管編號培養(yǎng)液/mL無菌水/mL酵母菌母液/mL溫度/A100.128B100.15C100.128（1）請寫出該同學(xué)研究的課題名稱 。（2）此實驗組設(shè)計的變量是： （3）為什么在接種、培養(yǎng)和計數(shù)的整個實驗過程中，要遵守?zé)o菌操作規(guī)范？ （4）A組培養(yǎng)液中酵母菌第_天的增長率最大；第3天后A組培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)目減緩甚至不增長的原因是_。（5）A組與B組酵母菌中數(shù)量達到的最大值在生態(tài)學(xué)上稱為_，A組中該數(shù)值比B組大的原因是_。（6）圖中缺少C組酵母菌的數(shù)目變化曲線，請你根據(jù)自己的推測在答題紙相應(yīng)的圖中補充畫出該曲線。（7）在該實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)你對影響酵母菌種群生長的因素的推測，進一步確定一個探究實驗的課題： 。3某同學(xué)進行了實驗探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化實驗材料：酵母菌菌種、無菌肉湯培養(yǎng)液、試管、血球計數(shù)板（1mm1mm，1625型如右圖）、滴管、顯微鏡等。實驗步驟：第1次實驗：將一定量的酵母菌種置于無菌肉湯培養(yǎng)液中，攪拌均勻。取血球計數(shù)板，在計數(shù)室上蓋上蓋玻片，用滴管滴適量含有酵母菌的肉湯滴于蓋玻片的邊緣，用吸水紙吸去多余的培養(yǎng)液。立即將上述計數(shù)板置于顯微鏡下進行觀察。將數(shù)據(jù)填于事先設(shè)計好的表格中。實驗結(jié)束對血球計數(shù)板進行清洗。以后每天相同時間進行相同步驟的實驗，只到實驗結(jié)束。該同學(xué)使用的計數(shù)板如右上圖，為16個中方格。16個中方格中的酵母菌數(shù)目如下表：方格號12345678910111212141516酵母菌數(shù)目512520497511508499501503531488514489522496468519分析以上材料，回答下列問題：從實驗步驟上看，有多處不足，如計數(shù)板在使用之前應(yīng)、吸去多余培養(yǎng)液后還要，及進行重復(fù)實驗等。用血球計數(shù)板計數(shù)，應(yīng)將培養(yǎng)液進行適當(dāng)?shù)南♂專褂嫈?shù)板的每一小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)在510個為宜，從表格中數(shù)據(jù)看，該同學(xué)存在的問題是。從記錄表格看，該同學(xué)對血球計數(shù)板的計數(shù)規(guī)則不清楚。事實上沒有必要將16個中方格中的數(shù)據(jù)全部進行統(tǒng)計，只需統(tǒng)計4個中方格即可，即圖中的號中方格。該同學(xué)在計數(shù)每一小方格內(nèi)的酵母菌時，發(fā)現(xiàn)很多小方格的四條邊上也有酵母菌，他就看菌體的大半還是小半在計數(shù)方格內(nèi)，若菌體超過一半的體積在該方格內(nèi)就計數(shù)，否則不計數(shù)。你覺得該同學(xué)的計數(shù)方法正確嗎？。請加以分析。添加培養(yǎng)液后要吸去多余的培養(yǎng)液，其目的是。若血球計數(shù)板的每個小方格中的酵母菌數(shù)平均為21個（原液被稀釋了20倍），則10mL培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)為個。4、右圖表示酵母菌細胞的結(jié)構(gòu)模式圖。據(jù)圖回答：(1)圖中的酵母菌正在進行_生殖。 (2)用_染料使染色體著色發(fā)現(xiàn)一種酵母菌的細胞核中有17條染色體，該酵母菌是_倍體。(3)酵母菌的菌落一般會散發(fā)出一股悅?cè)说木葡阄?，相關(guān)的反應(yīng)式是 。(4)在研究“酵母菌種群數(shù)量變化”的實驗中，將10毫升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值，結(jié)果如下表。表中樣品的取樣先后次序為 。對酵母菌而言，10毫升該培養(yǎng)液的環(huán)境負荷量為 個。若第5次均勻取樣時，樣品中的酵母菌數(shù)量為760個/立方毫米，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因是 。(5)自然環(huán)境中的酵母菌屬于生態(tài)系統(tǒng)中的 成分。答案真 短 快細胞呼吸的不同方式下降 環(huán)境容納量T抽樣檢測時間 生長曲線“J”型 “S”型，在開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，pH變化等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降使培養(yǎng)液中的酵母菌分布均勻，以保證估算的準確度，減少誤差。只計數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌數(shù) 不需要，是自身的前后對照。稀釋課外練習(xí)參考答案1、B2、應(yīng)將試管輕輕震蕩幾次再吸取酵母菌培養(yǎng)液進