《探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思路探究實(shí)驗(yàn)“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”，旨在讓學(xué)生通過(guò)對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量連續(xù)7天的觀察，探究變化規(guī)律，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，繪制變化曲線。1.提出問(wèn)題教材中提出的問(wèn)題是：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？教師也可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，依據(jù)所學(xué)知識(shí)，分析酵母菌生長(zhǎng)的條件與種群數(shù)量增長(zhǎng)之間的關(guān)系，提出探究的問(wèn)題。例如，在不同溫度（以及通氧、通CO2等）條件下酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的情況如何（條件創(chuàng)設(shè)能夠?qū)で髮幭拇髮W(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室?guī)椭?？不同培養(yǎng)液（如加糖和不加糖）中酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的情況如何？等等。2.作出假設(shè)科學(xué)研究

2、始于問(wèn)題。作出假設(shè)可以使科學(xué)研究更有針對(duì)性，而不是盲目搜集資料進(jìn)行研究。作出假設(shè)需要立足于已有知識(shí)，當(dāng)更需要充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。在教學(xué)中要鼓勵(lì)學(xué)生積極大膽地提出假設(shè)，但同時(shí)，教師應(yīng)提出“合理提出假設(shè)”的要求，要圍繞問(wèn)題，根據(jù)預(yù)期結(jié)果作出符合邏輯的假設(shè)。3.討論探究思路這是開展探究活動(dòng)的重要內(nèi)容之一，也是本課時(shí)重點(diǎn)突破。通過(guò)探討能使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理，在具體操作時(shí)做到心中有數(shù)。4.制定計(jì)劃本實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)（7天），因此事前一定要做好周密的計(jì)劃，定程序、定時(shí)間、定人員。5.實(shí)施計(jì)劃學(xué)生分小組，按計(jì)劃中確定的工作流程，課后認(rèn)真操作，做好實(shí)驗(yàn)記錄。6.分析結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論將記錄的數(shù)據(jù)用曲線圖表

3、示出來(lái)，討論分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與假設(shè)是否一致。教師利用課堂時(shí)間讓小組交流展示。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”是人教版必修3第四章第二節(jié)中的一個(gè)探究活動(dòng)。教材編排順序上一是構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法；二是種群數(shù)量的變化情況，包括“J”和“S”型曲線、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降；三是探究實(shí)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)“種群的增長(zhǎng)方式”之后安排這一活動(dòng)，旨在讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得具體的數(shù)據(jù)，并嘗試根據(jù)數(shù)據(jù)建構(gòu)酵母菌種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化的數(shù)學(xué)模型，從而了解在封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的變化規(guī)律。在探究過(guò)程中涉及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作技能，如利用移液管（移液槍）準(zhǔn)確移取一定量的溶液，微生物培養(yǎng)法，利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對(duì)培養(yǎng)液中的酵母

4、菌細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)，推導(dǎo)細(xì)胞總數(shù)的計(jì)算公式,顯微鏡的使用等等，所以是一項(xiàng)有著多方面意義和價(jià)值的探究活動(dòng)。此外，學(xué)生通過(guò)親自研究一個(gè)真實(shí)的種群，可加深對(duì)種群數(shù)量變化知識(shí)的理解，并且培養(yǎng)收集、整理、分析數(shù)據(jù)的能力。三、學(xué)情分析高中學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型（曲線）的概念并不陌生，學(xué)生對(duì)運(yùn)用數(shù)學(xué)解決生物學(xué)中的問(wèn)題已有了一定的認(rèn)識(shí)，例如對(duì)遺傳規(guī)律、DNA的復(fù)制等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。本活動(dòng)是通過(guò)提出問(wèn)題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究、得到數(shù)據(jù)并繪制曲線、驗(yàn)證假設(shè)、得出正確結(jié)論這一科學(xué)探究的過(guò)程解決學(xué)生遇到的科學(xué)問(wèn)題。在之前開展的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)探究的一般過(guò)程有所體驗(yàn)，但如何設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作還需要老師的正

5、確引導(dǎo)。四、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：探究酵母菌種群數(shù)量隨時(shí)間發(fā)生的變化,從而了解在封閉的環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，找出酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與其培養(yǎng)條件之間的關(guān)系。2.技能目標(biāo)：通過(guò)學(xué)習(xí)使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行酵母菌細(xì)胞計(jì)數(shù)的操作，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。通過(guò)嘗試根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制曲線培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析處理能力和數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)能力。3.情感目標(biāo)：通過(guò)本次探究活動(dòng)使學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，掌握科學(xué)探究的一般過(guò)程，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)的能力。五、教學(xué)重點(diǎn)1. 嘗試建立酵母菌種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型2. 解釋種群的數(shù)量變動(dòng)六、教學(xué)難點(diǎn)1.酵母菌的計(jì)數(shù)2.數(shù)學(xué)模型的建立解決策略和突破方法

6、：學(xué)生對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量進(jìn)行連續(xù)7天的觀察和統(tǒng)計(jì)，根據(jù)收集的數(shù)據(jù)繪制酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化曲線，找出酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與其培養(yǎng)條件之間的關(guān)系。教師必須對(duì)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)作出適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和引導(dǎo)。七、教學(xué)方法分組教學(xué) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 操作 評(píng)價(jià)八、課前準(zhǔn)備探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化的活動(dòng)，在探究過(guò)程中涉及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作技能，包括用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行酵母菌細(xì)胞計(jì)數(shù)、嘗試依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型等，而學(xué)生在活動(dòng)中又受到時(shí)間等各種因素的限制，因此在活動(dòng)進(jìn)行之前必須做好充分的準(zhǔn)備。1.學(xué)生準(zhǔn)備：a.了解酵母菌：酵母菌是一種既能進(jìn)行出芽生殖又能進(jìn)行有性生殖的單細(xì)胞真核生物，生長(zhǎng)的最適宜溫度在

7、2030之間，酵母菌能在pH 值為37.5 的范圍內(nèi)生長(zhǎng)，在氧氣充足的環(huán)境中主要以出芽生殖的方式快速增殖，大約每1.52小時(shí)增殖一代。由于酵母菌的生長(zhǎng)周期短，增殖速度快，是研究種群數(shù)量的增長(zhǎng)規(guī)律以及種群內(nèi)部和外部因素對(duì)種群個(gè)體數(shù)量影響的良好實(shí)驗(yàn)材料。酵母菌的種類很多，來(lái)源豐富，最簡(jiǎn)單的方法是使用食品類商店出售的用于發(fā)面或制酒的高活性干酵母作為菌種。b.了解血細(xì)胞計(jì)數(shù)板：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板是一種專門用于計(jì)算較大單細(xì)胞微生物的一種儀器，它的規(guī)格有兩種，一種叫16×25型，另一種叫25×16型。以16×25型為例，在血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的中央有兩個(gè)平面臺(tái)，每個(gè)平面臺(tái)各有一個(gè)含9個(gè)大格

8、的方格網(wǎng)，中央大格叫大方格。將其放大，可見它含16中格，將每一中格放大，可見25個(gè)小格，所以每一個(gè)大格共有400個(gè)小格。一般取大格中的左上右上右下左下4個(gè)中格計(jì)數(shù)，共計(jì)數(shù)100個(gè)小格。每一個(gè)大方格的邊長(zhǎng)為1mm，面積為1mm2，每一個(gè)小格的邊長(zhǎng)為0.05mm，面積為0.0025mm2，蓋上蓋玻片后，載玻片和蓋玻片之間的高度為0.1mm，所以大格的容積為0.1mm3（已知1mL1cm31000mm3），每一個(gè)小格的容積為0.00025mm3， 0.00025mm3×4000.1mm3。c.推導(dǎo)酵母菌細(xì)胞總數(shù)計(jì)算公式：每mL酵母菌細(xì)胞個(gè)數(shù)（所數(shù)100個(gè)小格中的細(xì)胞總數(shù)÷100）

9、×400×104×稀釋倍數(shù)。試管內(nèi)酵母菌細(xì)胞總數(shù)每mL酵母菌細(xì)胞個(gè)數(shù)×102.教師準(zhǔn)備：材料：酵母菌貯用培養(yǎng)液，無(wú)菌葡萄糖溶液，無(wú)菌水。用具：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，蓋玻片，有螺旋蓋的試管，滴管，移液管（移液槍），試管架，記號(hào)筆，直尺，坐標(biāo)紙，顯微鏡。培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？與生長(zhǎng)條件之間的關(guān)系？九、教學(xué)流程圖1.提出問(wèn)題學(xué)生積極大膽地提出假設(shè)，教師提出合理假設(shè)要求；2.作出假設(shè)學(xué)生小組內(nèi)部選題、討論、全班交流、其他小組指正；3.討論探究思路4.制定計(jì)劃學(xué)生聯(lián)系小組實(shí)際討論、定程序、定時(shí)間、定人員；課后按計(jì)劃的工作流程認(rèn)真操作，做好記錄；5.實(shí)

10、施計(jì)劃（課后）將記錄的數(shù)據(jù)用曲線圖表示出來(lái)，分析結(jié)果，得出結(jié)論，課堂交流展示。6.分析結(jié)果，得出結(jié)論九、活動(dòng)過(guò)程活動(dòng)流程學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)教學(xué)意圖一、提出問(wèn)題在封閉的環(huán)境中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？養(yǎng)分會(huì)影響酵母菌種群的數(shù)量嗎？溫度會(huì)影響酵母菌種群的數(shù)量？等等。針對(duì)學(xué)生提出的各種假設(shè)，教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。激發(fā)學(xué)生對(duì)酵母菌種群數(shù)量變化的好奇，提出各種問(wèn)題并作出假設(shè)。二、作出假設(shè)酵母菌種群的數(shù)量隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而呈S型增長(zhǎng)，或酵母菌種群的數(shù)量隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而呈J型增長(zhǎng)等。三、討論探究思路四、制定計(jì)劃學(xué)生小組內(nèi)部選題、討論、全班交流、其他小組指正。范例（1）將24支試管分成ABC

11、三組，每組8支。A組為實(shí)驗(yàn)組，裝培養(yǎng)液10 mL，酵母菌母液0.1mL,環(huán)境溫度28。B組裝培養(yǎng)液10 mL，酵母菌母液0.1mL,環(huán)境溫度5，與A組形成溫度條件對(duì)照。C組不裝培養(yǎng)液，只裝無(wú)菌水10mL,酵母菌母液0.1mL,環(huán)境溫度28，與A組形成營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)照。（2）定時(shí)取樣計(jì)數(shù)：連續(xù)7天，在每一天相同時(shí)間用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對(duì)一定量的酵母菌貯用培養(yǎng)液進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)。將數(shù)據(jù)記錄在類似以下表格內(nèi)（見下圖）。（3）數(shù)據(jù)處理，建立數(shù)學(xué)模型（畫坐標(biāo)曲線）（4）結(jié)果分析與討論學(xué)生分組制定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)教師先請(qǐng)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的影響因素有哪些？如何才能使測(cè)得的數(shù)據(jù)最接近真實(shí)值？等問(wèn)題。適當(dāng)指導(dǎo)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的程序，

12、并設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。確定小組最終實(shí)驗(yàn)流程天數(shù)1234567時(shí)間/h024487296120144酵母菌數(shù)（mL-1）ABC活動(dòng)流程學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)教學(xué)意圖五、實(shí)驗(yàn)過(guò) 程1.酵母菌貯用培養(yǎng)液制備2.配制樣品3.進(jìn)行細(xì)胞計(jì)了解酵母菌生長(zhǎng)所需的環(huán)境：培養(yǎng)基，溫度，PH，無(wú)菌等條件。完成分裝、滅菌、接種、培養(yǎng)等操作。按照制定計(jì)劃設(shè)置樣品稀釋方法：如記數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞數(shù)較多，不易分辨，吸取的樣液應(yīng)當(dāng)稀釋。方法是：將9 mL無(wú)菌水移入1支滅菌過(guò)的試管里，然后立即將1mL培養(yǎng)液移入試管里并充分混勻，使原培養(yǎng)液被稀釋10倍。再依照步驟2方法進(jìn)行取樣。（1）配制馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基（2）分裝（指導(dǎo)）（3）滅菌（

13、指導(dǎo)）（4）接種（指導(dǎo)）（5）培養(yǎng)（指導(dǎo)）指導(dǎo)學(xué)生配制計(jì)數(shù)測(cè)量用的樣品。指導(dǎo)學(xué)生正確使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對(duì)樣品溶液中的細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。第1步由教師事先完成，制備酵母菌貯用培養(yǎng)液，為學(xué)生對(duì)酵母菌種群進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)定作好準(zhǔn)備。使學(xué)生學(xué)會(huì)使用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板進(jìn)行鏡檢計(jì)數(shù)。7.處理數(shù)據(jù)，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型（1）根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算兩次計(jì)數(shù)的平均值，用公式估算樣品試管內(nèi)的細(xì)胞總數(shù)并記錄。（2）在坐標(biāo)紙上開始繪制種群數(shù)量隨時(shí)間變化曲線和酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與生長(zhǎng)條件之間的關(guān)系曲線。（3）將樣品放回試管架，洗手,離開實(shí)驗(yàn)室。指導(dǎo)學(xué)生正確估算樣品中細(xì)胞總數(shù)，指導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)坐標(biāo)系進(jìn)行描點(diǎn)。使學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)所的數(shù)據(jù)估算樣品中酵母菌細(xì)胞總數(shù)，嘗

14、試依據(jù)數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型（曲線）。六、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證假設(shè)，得出結(jié)論根據(jù)建構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)前所作的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，得出結(jié)論，從而了解在封閉的環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和酵母菌細(xì)胞數(shù)量變化與其渾濁度之間的關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生分析所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其原因?qū)W生對(duì)結(jié)果作出分析解釋，教師給予及時(shí)的反饋和評(píng)價(jià)。十、板書設(shè)計(jì)：探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化1.提出問(wèn)題2.作出假設(shè)3.討論探究思路4.制定計(jì)劃5.實(shí)施計(jì)劃6.分析結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論十一、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)原理釀酒和做面包都需要酵母菌。這些酵母菌可以用液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）來(lái)培養(yǎng)。培養(yǎng)液中酵母菌種群的增長(zhǎng)情況，與發(fā)酵食品的制作有密切關(guān)系。目的要求1、掌

15、握酵母菌培養(yǎng)的基本技術(shù)以及用血球計(jì)數(shù)板測(cè)定酵母菌的數(shù)量。2、進(jìn)一步認(rèn)識(shí)在限定的環(huán)境中種群數(shù)量增長(zhǎng)的模式，以及養(yǎng)分和溫度等因素對(duì)酵母菌種群增長(zhǎng)的影響。3、依據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，使學(xué)生具備初步探究一些生物學(xué)問(wèn)題、恰當(dāng)評(píng)價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案的能力。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(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的波動(dòng)類型及其原因，指出影響種群數(shù)量變動(dòng)的因素正確使用顯微鏡、血球計(jì)數(shù)板等實(shí)驗(yàn)器材解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題明確探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟并能恰當(dāng)評(píng)價(jià)和完善實(shí)驗(yàn)方案材料用具探究所需要的菌種、無(wú)菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液、試管、血球計(jì)數(shù)板（2mm×2mm方格）、滴管、顯微鏡等，方法步驟一、問(wèn)題培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)

16、量是怎樣隨時(shí)間變化的？二、作出假設(shè)根據(jù)前面所學(xué)知識(shí)，針對(duì)這一問(wèn)題作出假設(shè)：。三、討論探究思路在制訂計(jì)劃前，需要思考以下問(wèn)題，并與同學(xué)討論。1、 怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)？提示：對(duì)一支試管中的培養(yǎng)液（可定這10mL）中的酵母菌逐個(gè)計(jì)數(shù)是非常困難遙，可以采用抽樣檢測(cè)的方法：先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，主培養(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(jì)數(shù)室底部，將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)的中央，計(jì)數(shù)一個(gè)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)。蓋玻片下的培養(yǎng)液厚度為0.1mm，請(qǐng)推導(dǎo)出將一個(gè)小方格范圍內(nèi)的酵母菌數(shù)，換算成10mL培養(yǎng)液中酵母菌

17、總數(shù)的公式。2、 從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，建議你將試管輕輕震蕩幾次。這是為什么？3、本探究需要設(shè)置對(duì)照嗎？如果需要，請(qǐng)討論對(duì)照應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)和操作；如果不需要，請(qǐng)說(shuō)明理由。4、需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎？5、怎樣記錄結(jié)果？記錄表怎樣設(shè)計(jì)？6、如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，難以數(shù)清，應(yīng)當(dāng)采取怎樣的措施？7、對(duì)于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)當(dāng)怎樣計(jì)數(shù)？四、制定計(jì)劃在小組討論的基礎(chǔ)上，寫出探究方案，方法步驟應(yīng)當(dāng)具體，并且是可操作的。確定小組同學(xué)間的分工。向老師匯報(bào)本小組的探究計(jì)劃，以求得老師的指導(dǎo)。五、實(shí)施計(jì)劃首先通過(guò)顯微鏡觀察，估算出10mL培養(yǎng)液中酵母菌的初始數(shù)量（N0）,在此之后連續(xù)觀察7天，分別記錄

18、下這7天的數(shù)值。六、分析結(jié)果，得出結(jié)論將所得數(shù)值曲線圖表示出來(lái)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否支持你所做的假設(shè)。探究的結(jié)論是 。討論與交流1、 向全班匯報(bào)本小組7天的數(shù)據(jù)，算出每一天全班各組數(shù)據(jù)的平均值，根據(jù)平均值重新畫出酵母菌種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線。將這個(gè)增長(zhǎng)曲線與本組的曲線進(jìn)行比較，分析其相似程度，并做出合理的解釋。2、 根據(jù)各鄉(xiāng)各組平均數(shù)據(jù)畫出的增長(zhǎng)曲線有沒有什么總趨勢(shì)？如果有，請(qǐng)作出說(shuō)明。3、 影響酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的因素可能是什么？十二、作業(yè)設(shè)計(jì)：1在探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量變化”的實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生的部分實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是這樣的：從靜置試管中吸取酵母菌培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)；把酵母菌培養(yǎng)液放置在冰箱

19、中；第七天再取樣計(jì)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析繪成曲線。請(qǐng)糾正該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤： 2為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化，某研究性學(xué)習(xí)小組按表一完成了有關(guān)實(shí)驗(yàn)，并定期對(duì)培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，繪制出酵母菌細(xì)胞數(shù)目變化曲線圖。請(qǐng)回答：表一：為了探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化，某同學(xué)按下表完成了有關(guān)實(shí)驗(yàn)。試管編號(hào)培養(yǎng)液/mL無(wú)菌水/mL酵母菌母液/mL溫度/A100.128B100.15C100.128（1）請(qǐng)寫出該同學(xué)研究的課題名稱： 。（2）此實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)的變量是： （3）為什么在接種、培養(yǎng)和計(jì)數(shù)的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(zhǎng)率最大；第3天

20、后A組培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)目減緩甚至不增長(zhǎng)的原因是_。（5）A組與B組酵母菌中數(shù)量達(dá)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(qǐng)你根據(jù)自己的推測(cè)在答題紙相應(yīng)的圖中補(bǔ)充畫出該曲線。（7）在該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)你對(duì)影響酵母菌種群生長(zhǎng)的因素的推測(cè)，進(jìn)一步確定一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的課題： 。十四、探究能力表現(xiàn)評(píng)價(jià)表探究過(guò)程評(píng)價(jià)內(nèi)容自我評(píng)價(jià)成員互評(píng)提出問(wèn)題1、能否根據(jù)觀察或生活經(jīng)驗(yàn)提出問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題提出假設(shè)進(jìn)行假設(shè)2、能否利用身邊的材料設(shè)計(jì)探究假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案，包括設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證3、能否按照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，在步驟地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4、能否按照實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)

21、范要求完成實(shí)驗(yàn)5、能否安全地使用各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)6、能否實(shí)事求是地記錄和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)7、能否分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性并得出結(jié)論結(jié)果交流8、能否在探究活動(dòng)中與他人合作交流軼事記錄等級(jí)評(píng)價(jià)教師綜合評(píng)價(jià)與建議十五、教學(xué)反思“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”是生物新課標(biāo)模塊三活動(dòng)建議中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生有較強(qiáng)的顯微鏡的操作技能，進(jìn)行一周乃至數(shù)周的耐心觀察，了解酵母菌種群數(shù)量變化的規(guī)律及其產(chǎn)生原因。實(shí)驗(yàn)的實(shí)施對(duì)于不少中學(xué)實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，硬件條件的限制是開設(shè)本實(shí)驗(yàn)最大的難點(diǎn)。其次，實(shí)驗(yàn)的開放性，雖然為師生提供了廣闊的探究空間，但在實(shí)踐中也導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的把握偏差，致使大量時(shí)間精力投入后，實(shí)驗(yàn)效益很低?；?/p>

22、此筆者結(jié)合自身體會(huì)提出建議如下：1、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合實(shí)驗(yàn)標(biāo)題，本實(shí)驗(yàn)類型為探究性實(shí)驗(yàn)，因變量為酵母菌的種群數(shù)量（密度），實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵要素變量在標(biāo)題中未提及。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的第一步需要實(shí)驗(yàn)者明確實(shí)驗(yàn)變量。實(shí)驗(yàn)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(shí)間、接種量的多少等。從另一個(gè)角度看，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中“時(shí)間”是一個(gè)隱藏的變量，即不管哪種因素對(duì)酵母菌種群數(shù)量的影響，都是通過(guò)不同時(shí)間種群數(shù)量的變化體現(xiàn)出來(lái)的。血球計(jì)數(shù)板的使用對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)是難點(diǎn)，但并不是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)。血球計(jì)數(shù)板是一種實(shí)驗(yàn)者量化酵母菌種群密度的顯微計(jì)數(shù)工具，了解基本原理，能進(jìn)行計(jì)數(shù)操作

23、即可。況且在實(shí)際科研工作中，血球計(jì)數(shù)板的替代品應(yīng)用電阻法和比色法原理設(shè)計(jì)的全自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)器已經(jīng)出現(xiàn)。少數(shù)學(xué)校在開設(shè)本實(shí)驗(yàn)時(shí)，只用一節(jié)課在實(shí)驗(yàn)室講解血球計(jì)數(shù)板的原理并由學(xué)生操作計(jì)數(shù)，就草草結(jié)束。這種安排說(shuō)明實(shí)驗(yàn)者目的不清，本末倒置。筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?，認(rèn)識(shí)在有限條件下，酵母菌的種群數(shù)量變化模式；通過(guò)記錄分析數(shù)據(jù)，建立并運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解釋酵母菌的種群數(shù)量變化；體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程等等。2、不可缺少的預(yù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)所用材料是酵母菌。凡是單細(xì)胞世代時(shí)間較長(zhǎng)，以出芽方式進(jìn)行無(wú)性繁殖的低等真菌，都可以稱為酵母菌。這就決定酵母菌之間存在差異，充滿個(gè)性。以最適培養(yǎng)溫度為例一直存在諸多說(shuō)法，有的認(rèn)為最適溫度在283

24、0(沈萍等，1999)，有的認(rèn)為20是繁殖的最適溫度（余紅衛(wèi)，2003），還有認(rèn)為最適溫度在25左右（陳維，2008）等1，這很可能是因?yàn)榫N不同造成的差異。這也告訴我們，如果沒有菌種提供商提供的詳細(xì)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)者就必需在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，了解所用酵母菌的個(gè)性。本文以哈爾濱生產(chǎn)的發(fā)發(fā)干酵母為例，就溫度、營(yíng)養(yǎng)、pH值等三個(gè)變量，進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，記錄每1mL培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量結(jié)果如下：（單位：百萬(wàn)/mL）排除學(xué)生不熟悉操作出現(xiàn)的明顯偏差外，我們?nèi)钥梢钥闯?，從A、B、C、D四組可知，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)酵母菌的影響不明顯，后來(lái)了解到廠家為保持酵母菌的活性在產(chǎn)品中加入蜂蜜、蔗糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。如需探究營(yíng)養(yǎng)對(duì)酵母菌種群

25、數(shù)量的影響，應(yīng)在蒸餾水中擴(kuò)大培養(yǎng)后進(jìn)行二次接種；A組與E組比較可知pH3.9并不是這種酵母的最適pH；在25條件下酵母菌生長(zhǎng)情況良好；3、合理設(shè)計(jì)降低實(shí)驗(yàn)門檻實(shí)驗(yàn)中可采用脫脂紗布代替普通棉花制作棉塞，增加透氣性，促進(jìn)酵母菌的有氧呼吸。培養(yǎng)過(guò)程中要定期打開培養(yǎng)箱的門，震蕩試管，也是出于供氧的需要；配制馬鈴薯培養(yǎng)液時(shí)，應(yīng)用雙層紗布充分過(guò)濾，避免淀粉顆粒形成沉淀影響計(jì)數(shù)；為了避免學(xué)生多次取樣造成培養(yǎng)液污染，可采取多支試管分別培養(yǎng)，每管只取樣一次；接種時(shí)，在無(wú)菌條件下，向試管10mL培養(yǎng)液中接入0.1mL酵母菌母液，沒有微量移液器的實(shí)驗(yàn)室完成操作難度很大。接種量不等會(huì)造成各試管中的初始酵母菌數(shù)量差異，

26、預(yù)實(shí)驗(yàn)初期計(jì)數(shù)結(jié)果的差異就是這個(gè)原因造成的?？蓪⒎盅b后接種，調(diào)整為先接種，再分裝。即向500mL錐形瓶中接入5mL酵母菌母液，充分搖勻后分裝，即使分裝到各試管中的培養(yǎng)液體積不完全相同，也不會(huì)對(duì)酵母菌種群密度造成誤差，也降低了操作難度；接種、分裝操作均是在無(wú)菌條件下，對(duì)液體進(jìn)行定量操作。移液管操作難度較大，筆者推薦使用醫(yī)用注射器定量轉(zhuǎn)移溶液，一次性注射器不需滅菌，也減少了污染機(jī)會(huì)，便于對(duì)液體進(jìn)行定量操作，能有效避免對(duì)容器口部的污染，且推注過(guò)程還可以起到震蕩混勻的作用；為避免清洗時(shí)殘留水跡影響計(jì)量結(jié)果，清洗后的計(jì)數(shù)板要自然干燥或用濾紙吸干水跡后，才能再使用，間隔時(shí)間較長(zhǎng)，建議加樣時(shí)應(yīng)對(duì)兩個(gè)計(jì)數(shù)區(qū)加樣，充分利用。4、把握關(guān)鍵，準(zhǔn)確預(yù)期探究實(shí)驗(yàn)是開放的，但也要求實(shí)驗(yàn)者對(duì)所做實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵操作和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象大致有數(shù)。決定本實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵之一是接種量。如果