探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化

第四章种群
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
任玲玲（瓯海中学）
一、教材分析
“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”是必修3第四章第二节中的一个探究活动，在学习“种群的增长方式”之前安排这一活动，旨在让学生通过实验测得具体的数据，并尝试根据数据建构酵母菌种群数量动态变化的数学模型，从而了解在封闭环境中酵母菌种群数量的变化规律。

在探究过程中涉及多项实验操作技能，如利用移液管准确移取一定量的溶液，利用血细胞计数板对培养液中的酵母菌细胞进行计数，利用比浊计测定溶液的浑浊程度，推导细胞总数的计算公式,显微镜的使用等等，因此在开展活动之前要做好充分的准备。

二、学情分析
高中学生对数学模型（曲线）的概念并不陌生，学生对运用数学解决生物学中的问题已有了一定的认识，例如对遗传规律、DNA的复制等内容的学习。

本活动是通过提出问题、作出假设、实验探究、得到数据并绘制曲线、验证假设、得出正确结论这一科学探究的过程解决学生遇到的科学问题。

在之前开展的研究性学习活动中，学生已经对探究的一般过程有所体验，但如何设计严谨的实验方案，进行规范的实验操作还需要老师的正确引导。

三、教学目标
知识目标：探究酵母菌种群数量随时间发生的变化,从而了解在封闭的环境中酵母菌种群数量的动态变化规律，找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。

技能目标：通过学习使用血细胞计数板进行酵母菌细胞计数的操作、用比浊计测量液体的浑浊程度，提高学生的动手操作能力。

通过尝试根据测量数据绘制曲线培养学生数据分析处理能力和数学模型的建构能力。

情感目标：通过本次探究活动使学生理解科学的本质，掌握科学探究的一般过程，养成实事求是的科学态度，培养学生小组合作学习的能力。

四、重点和难点
学生对培养液中酵母菌种群数量进行连续7天的观察和统计，根据收集的数据绘制酵母菌种群数量的动态变化曲线，找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。

教师必须对活动的各个环节作出适当的指导和引导。

五、课前准备
探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的活动，在探究过程中涉及多项实验操作技能，包括用血细胞计数板进行酵母菌细胞计数、通过使用比浊计测定浑浊度、尝试依据测量数据建立种群数量变化的数学模型，而学生在活动中又受到时间等各种因素的限制，因此在活动进行之前必须做好充分的准备。

学生准备：
1．了解酵母菌：酵母菌是一种既能进行出芽生殖又能进行有性生殖的单细胞真核生物，生长的最适宜温度在20℃~30℃之间，酵母菌能在pH 值为3~7.5 的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖，大约每1.5~2小时增殖一代。

由于酵母菌的生长周期短，增殖速度快，是研究种群数量的增长规律以及种群内部和外部因素对种群个体数量影响的良好实验材料。

酵母菌的种类很多，来源丰富，最简单的方法是使用食品类商店出售的用于发面或制酒的高活性干酵母作为菌种。

2．了解血细胞计数板：血细胞计数板是一种专门用于计算较大单细胞微生物的一种仪器，它的规格有两种，一种叫16×25型，另一种叫25×16型。

以16×25型为例，在血细胞计数板的中央有两个平面台，每个平面台各有一个含9个大格的方格网，中央大格叫大方格。

将其放大，可见它含16中格，将每
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一中格放大，可见25个小格，所以每一个大格共有400个小格。

一般取大格中的左上→右上→右下→左下4个中格计数，共计数100个小格。

每一个大方格的边长为1mm，面积为1mm2，每一个小格的边长为0.05mm，面积为0.0025mm2，盖上盖玻片后，载玻片和盖玻片之间的高度为0.1mm，所以大格的容积为0.1mm3（已知1mL＝1cm3＝1000mm3），每一个小格的容积为0.00025mm3， 0.00025mm3×400＝0.1mm3。

推导酵母菌细胞总数计算公式：
①每mL酵母菌细胞个数＝（所数100个小格中的细胞总数÷100）×400×104×稀释倍数。

②试管内酵母菌细胞总数＝每mL酵母菌细胞个数×10
教师准备：
材料：酵母菌贮用培养液，无菌葡萄糖溶液，无菌水。

用具：血细胞计数板，盖玻片，有螺旋盖的试管，滴管，移液管，试管架，记号笔，直尺，坐标纸，比浊计，显微镜。

六、活动过程
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七、各组活动结果反馈及讨论：
1．实验结果反馈
2．讨论
（1）本实验通过对显微镜下样品的细胞计数，估算试管中酵母细胞的数量，怎样操作可以提高读数的准确性和估算数的准确性？
（2）试管B的作用是什么?如何解释试管B中样品的浑浊度变化？
（3）影响酵母种群增长的因素可能有哪些？
（4）你收集的实验数据与你在实验前所做的预测结果一致吗？
（5）如果你想研究温度对酵母种群增长的影响,如何设计实验?你还想研究哪些与种群增长有关的问题？
八、作业设计：
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