探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化.doc

探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化教學目標：課程標準關于本節(jié)的具體內容標準為“嘗試建立數學模型解釋種群的數量變動”，并提出了相應的活動建議“探究培養(yǎng)液中酵母種群數量的動態(tài)變化”。該條內容標準有兩層涵義：其一、“嘗試建立數學模型”屬模仿性技能目標，旨在通過原形示范（細菌的數量增長）和具體指導，學生能完成建立數學模型；其二、“解釋種群的數量變動”屬理解水平的知識目標，旨在把握數學模型（抽象）與種群的數量變動（具體）之間的內在邏輯聯(lián)系。重點和難點：指導學生通過對培養(yǎng)液中酵母菌種群數量連續(xù)7天的觀察后所收集的數據的分析總結，探究變化規(guī)律，建構數學模型，繪制變化曲線，并嘗試解釋種群數量變化的原因。高中學生對數學模型的概念并不陌生，學生已對運用數學解決生物學中的問題有了一定的認識，例如對遺傳規(guī)律、DNA的復制等的認識。本節(jié)是在學生已有知識的基礎上，重新建構新的知識建構揭示生物學規(guī)律的數學模型。主題：緊密聯(lián)系現(xiàn)代社會的生產生活實際，讓學生“自主、合作、探究”學習是高中生物新課改的主旋律。教師要盡量聯(lián)系現(xiàn)代社會的生產生活實際創(chuàng)設條件和氛圍，讓學生通過自主努力，積極參與類似于科學研究的學習活動，逐步形成善于質疑、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態(tài)度，培養(yǎng)學生發(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、技能和情感的學習目標。教師是教學活動的設計者，要改變舊的課堂教學方式，變“授之以魚”為“授之以漁”，放手和激勵學生主動學習，團結協(xié)作，積極參與研討分析和評價，充分體現(xiàn)學生作為探究學習的參與者，在發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中提升自己。板書設計：主要時期成 因特 點特 征應 用.調整期適應新環(huán)境不立即繁殖代謝活躍，體積增長較快創(chuàng)設條件，縮短或延長調整期時間II.指數期(對數期)條件適宜繁殖速度最快。呈指數增長代謝旺盛，形態(tài)、生理比較穩(wěn)定生產用菌種、科研材料III.穩(wěn)定期代謝產物大量積累，生存環(huán)境惡劣活菌數量達到最高值(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。新增細胞數小于死亡細胞數 細胞出現(xiàn)多種形態(tài)，甚至畸形?；A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 ，是研究種群數量的增長規(guī)律以及種群內部和外部因素對種群個體數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種群數量的變化 種群數量的變化包括增長、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 。種群數量的增長不僅受到內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、代謝產物等）的影響。3血球計數板血球計數板是一種專門用于計算較大單細胞微生物的一種儀器。計數時，常采用 法，多次取平均值，計算出每mL的酵母菌細胞個數。將經過適當稀釋的菌懸液（或孢子懸液）放在血球計數板載玻片與蓋玻片之間的計數室中，在顯微鏡下進行計數。由于計數室的容積是一定的（ 01mm2），所以可以根據在顯微鏡下觀察到的微生物數目來換算成單位體積內的微生物總數目。由于此法計得的是活菌體和死菌體的總和，故又稱為總菌計數法。血球計數板，通常是一塊特制的載玻片，其上由四條槽構成三個平臺。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，每個方格網共分九個大方格，中間的大方格即為計數室，微生物的計數就在計數室中進行。計數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)格的計數板，每一個大方格中的小方格數都是相同的，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，所以計數室的容積為01mm3。在計數時，通常數五個中方格的總菌數，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，然后再換算成1ml菌液中的總菌數。下面以一個大方格有25個中方格的計數板為例進行計算：設五個中方格中總菌數為A，菌液稀釋倍數為B，那么，一個大方格中的總菌數（個）如果是16個中方格的計數板，設五個中方格的總菌數為A，菌液稀釋倍數為B則4實驗目的 1通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化，嘗試建構種群增長的數學模型。2用數學模型解釋種群數量的變化。3學會使用血球計數板進行計數。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的酵母菌種群，通過細胞計數可以測定封閉容器內的酵母菌種群隨時間而發(fā)生的數量變化。2養(yǎng)分、空間、溫度和有毒排泄物等是影響種群數量持續(xù)增長的限制因素。3酵母菌計數方法：抽樣檢測法。 先將蓋玻片放在計數室上，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室底部，將計數板放在載物臺的中央，計數一個小方格內的酵母菌數量，再以此為根據，估算試管中的酵母菌總數。注意：從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數之前，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量。 (3)將試管放在25條件下培養(yǎng)。(4)每天定時取樣計數酵母菌數量。(5) 以_為橫坐標，酵母菌的數量為縱坐標，畫出酵母菌種群數量的變化曲線。結果分析時間/天123456平均數量/個（1）酵母菌在培養(yǎng)液中開始呈_增長，經過一段時間的增長后，數量趨于穩(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怎樣計數？(3) 本實驗需要另設對照嗎？為什么？ (4) 培養(yǎng)后期酵母菌濃度過高，一個小方格內酵母菌過多，應該采取怎樣的措施？課外練習一、選擇題1主要利用酵母菌進行生產的產品是A果酒 B果醋 C酸奶 D腐乳2用血球計數板計數的酵母菌數目是A活菌的數目B死菌的數目C代謝旺盛的酵母菌數目D活菌和死菌的總數3血球計數板規(guī)格為1625，計數室為1mm1mm，一個計數室內液體的總量為A0.001mm3 B0.01mm3 C0.1mm3 D1mm34若血球計數板大方格的邊長是1mm，規(guī)格是2516型的。培養(yǎng)液被稀釋400倍后，計數5個中方格的酵母菌的總數為n，則每mL培養(yǎng)液中的酵母菌數量為A2n106B4n106C2n107D4n1075右圖是某小組研究營養(yǎng)物質、溫度對酵母菌種群數量變化的影響，溫度有28和5兩個變量，營養(yǎng)物質有馬鈴薯培養(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血球計數板用吸耳球吹干凈后滴加酵母菌液進行計數C血球計數板用流水沖洗，鏡檢若發(fā)現(xiàn)不干凈，可用質地稍硬的刷子刷洗D在血球計數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板的一個中方格內酵母菌的分布情況，下列相關說法正確的是A該血球計數板是2516型B計數時只計數小方格內的酵母菌，而方格線上的概不計數C據此圖可準確推算出每mL培養(yǎng)液中酵母菌的數目為1.1107D顯微鏡放大倍數越大，一個小方格內的酵母菌數目就越少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)計一次酵母菌的數量。經過反復實驗，得出如右圖所示的結果：對這一結果的分析，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B.酵母菌種群數量達到200時，種內斗爭達到最大C.在第4天至第6天中，種群的出生率與死亡率相當D.該培養(yǎng)瓶內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)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化，某興趣小組按下表完成了有關實驗并定期對培養(yǎng)液中的酵母菌進行計數，根據多次計數的平均值繪制出酵母菌細胞數目變化曲線圖（右圖）。請回答：該小組探究的課題是 。該實驗設計中存在的不足之處是。實驗過程中需要控制的無關變量有 （至少列舉出兩種）。右圖中最可能代表A組酵母菌種群數量變化的曲線是。2、為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化，某研究性學習小組按表一完成了有關實驗，并定期對培養(yǎng)液中的酵母菌進行計數，繪制出酵母菌細胞數目變化曲線圖。請回答：表一：為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化，某同學按下表完成了有關實驗。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）請寫出該同學研究的課題名稱 。（2）此實驗組設計的變量是： （3）為什么在接種、培養(yǎng)和計數的整個實驗過程中，要遵守無菌操作規(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)液中酵母菌數目減緩甚至不增長的原因是_。（5）A組與B組酵母菌中數量達到的最大值在生態(tài)學上稱為_，A組中該數值比B組大的原因是_。（6）圖中缺少C組酵母菌的數目變化曲線，請你根據自己的推測在答題紙相應的圖中補充畫出該曲線。（7）在該實驗的基礎上，根據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某同學進行了實驗探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(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。取血球計數板，在計數室上蓋上蓋玻片，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。立即將上述計數板置于顯微鏡下進行觀察。將數據填于事先設計好的表格中。實驗結束對血球計數板進行清洗。以后每天相同時間進行相同步驟的實驗，只到實驗結束。該同學使用的計數板如右上圖，為16個中方格。16個中方格中的酵母菌數目如下表：方格號12345678910111212141516酵母菌數目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，如計數板在使用之前應、吸去多余培養(yǎng)液后還要，及進行重復實驗等。用血球計數板計數，應將培養(yǎng)液進行適當的稀釋，使計數板的每一小方格內的酵母菌數在510個為宜，從表格中數據看，該同學存在的問題是。從記錄表格看，該同學對血球計數板的計數規(guī)則不清楚。事實上沒有必要將16個中方格中的數據全部進行統(tǒng)計，只需統(tǒng)計4個中方格即可，即圖中的號中方格。該同學在計數每一小方格內的酵母菌時，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方格內，若菌體超過一半的體積在該方格內就計數，否則不計數。你覺得該同學的計數方法正確嗎？。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。若血球計數板的每個小方格中的酵母菌數平均為21個（原液被稀釋了20倍），則10mL培養(yǎng)液中的酵母菌數為個。4、右圖表示酵母菌細胞的結構模式圖。據圖回答：(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)出一股悅人的酒香味，相關的反應式是 。(4)在研究“酵母菌種群數量變化”的實驗中，將10毫升酵母液放在適宜溫度下培養(yǎng)，并于不同時間內等量均勻取樣4次，分別測定樣品中酵母菌的數量和pH值，結果如下表。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，樣品中的酵母菌數量為760個/立方毫米，產生這一結果的原因是 。(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，種群數量劇增，隨著酵母菌數量的不斷增多，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。只計數相鄰兩邊及其頂角的酵母菌數 不需要，是自身的前后對照。稀釋課外練習參考答案1、B2、應將試管輕輕震蕩幾次再吸取酵母菌培養(yǎng)液進