高中生物-探究培养液中酵母菌种群的数量变化教学设计学情分析教材分析课后反思

培养液中酵母菌种群数量的变化实验探究目的1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试构建种群增长的数学模型2.学会探究实验的一般步骤，培养科学探究能力实验材料用具1、材料：酵母菌2、用具：血球计数板，滴管，试管，显微镜等3、试剂：酵母菌菌种，无菌马铃薯培养液，葡萄糖溶液实验步骤：见实验报告册21---22页第一步骤：培养酵母菌此实验要求我们培养细菌，连续培养7天，大家每天都要来测一次酵母菌的数量，记录每一天的酵母菌数量，最后在坐标系中用描点法画出七天中酵母菌数量变化曲线。由于条件限制，我已经给大家培养好了。实验台上有7支试管，每个试管上都贴有标签，分别标记数字1----7，分别是培养了1天----7天的酵母菌。大家计数时取这7支试管中的菌液就可以了。第二步骤：稀释由于菌液中酵母菌数量大，如不稀释，在显微镜下很难计数。稀释方法如下：用量筒取菌液1ml放入50ml的锥形瓶中，用蒸馏水冲洗量筒2—3次，把每次的冲洗液一并倒入锥形瓶中。然后往锥形瓶中加蒸馏水至50ml.这样就完成稀释。稀释倍数为50倍。放在实验台上备用。第三步骤：取样液取出血球计数板，盖上盖玻片，用吸管（每支试管都有一支专用的吸管）取刚才稀释的菌液，滴加在血球计数板的计数区域。第四步骤：观察，计数将血球计数板放在显微镜的载物台上，先用低倍镜找到计数区域，然后换成高倍镜进行观察，计数。（计数方法以及计算方法见讲义）。每次取样都养三次计数，取平均值填入表格中。第五步骤：描点连线将七天的菌液计数完成之后，在坐标系中运用描点法，画出曲线图。天数次数第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天第一次第二次第三次平均数血球计数板的使用方法步骤使用血球计数板计数时，按照如下的实验步骤进行：1．镜检计数室。在加样前，先对计数板的计数室进行镜检。若有污物，则需清洗，吹干后才能进行计数；2．加样品。将清洁干燥的血球计数板的计数室上加盖专用的盖玻片，用吸管吸取稀释后的酵母菌悬液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行缓缓渗入，一次性充满计数室，防止产生气泡，充入细胞悬液的量以不超过计数室台面与盖玻片之间的矩形边缘为宜。多余培养液可用滤纸吸去；3．计数。稍待片刻（约5min），待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部后，将计数板放在载物台的中央，先在低倍镜下找到计数室所在位置后，再转换高倍镜观察、计数并记录。25×16型的计数板，中央大方格以双线等分成25个中方格，每个中方格又分成16个小方格，供细胞计数用（见图三）。一般计数四个角和中央的五个中方格（80个小方格）的细胞数。计数重复3次，取其平均值。计数完毕后，依下列公式计算：酵母细胞个数／1mL＝80个小方格细胞总数/80×400×10000×稀释倍数计算公式A=80小格内酵母菌总数B=稀释倍数酵母细胞数/ml=（A/80）×400×10000×B课堂教学过程第一：引入本课利用学生生活中的常识，比如家里蒸馒头，超市中售卖的红酒。都用到了一种微生物------酵母菌。结合刚学习的种群数量变化，引出本节课的课题---探究培养液中酵母菌种群的数量变化。利用多媒体让学生认识一下显微镜中酵母菌的样子。第二：给学生展示本节课的学习目标，实验探究目标。实验材料，用具，试剂等。在给学生介绍到血细胞计数板的时候，利用多媒体给学生展示血细胞计数板以及使用方法，最后推算出公式。第三：实验注意事项从试管中吸出培养液进行计数之前，建议将试管震荡几次，目的是什么？本试验需要设置对照吗？需要设置重复吗？稀释的时候用量筒量取一定量的菌液，倒入锥形瓶中，对量筒怎么处理？如果不处理，对实验结果会产生什么影响？如果计数时，一个小方格中酵母菌过多，难以计数，应该采取什么措施？对于边界上的酵母菌怎样计数？每次取样观察计数，要多计几次？并且取平均数，为什么？如果技术池中酵母菌非常少或无菌，是什么原因？我们该怎么做？第四：学生开始分组做实验，最后得到的数据统计到表格中，利用描点法画出七天内酵母菌的数量变化曲线。过程中，教师在学生中间对学生实验进行指导。第五：大部分小组已经完成了实验，在小组中筛选出所做结果较好的和所做结果差距较大的向全体同学展示。让较好的小组展示他们所做的数据以及结果。分析结果差距较大的小组存在的原因。第六：联系实际向学生展示完酵母菌种群增长曲线图之后，让学生思考：酵母菌为什么会出现此种增长曲线变化趋势？刚开始时，营养充足，空间宽裕，酵母菌数量较少，个体之间几乎没有斗争，所以增长曲线接近“J”型增长。随着时间的推移，酵母菌数量猛增，营养物质大量消耗，个体之间的斗争越来越激烈，所以种群数量开始下降。联系实际生产生活，如果将酵母菌用于酿酒，本节课探究的酵母菌数量变化规律对我们有什么启示？制作果酒时，同期培养的时间最好在五天左右，这样使种群数量维持在较高的水平，提高果酒的产量。拓展思维本节课，我们探究的实验室中培养的酵母菌种群数量变化，是在条件非常适宜的情况下，然而在自然界中有时外部条件并不是很适合，比如温度，PH值对种群数量有什么影响呢？这个问题，咱们就留在课下，感兴趣的同学可以一起来探讨一下，也欢迎同学们到实验室里来进行探究实验。结束：布置课后作业探究培养液中酵母菌种群数量变化学情分析学生通过学习已经掌握了自然界中种群数量变化趋势有“J”型曲线和“S”型曲线。在食物和空间条件充裕，气候适宜没有敌害等条件下，种群数量呈“J”型增长。但是在自然界中资源和空间都是有限的，当种群密度增大到一定程度时，种内斗争就要加剧，天敌数量也会增多，所以该种群的死亡率会大于出生率，种群数量的增长就会停止甚至会有所下降。学生通过必修一的学习已经掌握了高倍显微镜的使用方法，并能够熟练的操作。学生对于血细胞计数板的使用还很陌生。做实验之前必须教会学生怎么使用血细胞计数板以及计算公式的推导。学生已经掌握统计种群密度的一般方法。比如样方法。学生已经掌握如何使实验结果的误差达到最小化。效果分析通过此实验的教学引导学生设计探究性生物学实验，在实验教学中教师鼓励学生运用所学的知识进行实验设计。通过本节课，学生得到的收获如下：1.学会了指导实验设计的一般方法，包括提出问题——作出假设——实验设计——进行实验——分析结果——得出结论——表达交流。2.(1)学生学会了根据教材中相关探究实验内容、原理和目的要求结合实际可行性情况确立研究目标。(2)掌握了根据实验所提出的问题，运用已具备的知识或实验技能设计解决问题的方案，包括材料用具的选择、具体的实验步骤、实施计划过程、观察记录的内容、实验结果呈现形式和实验设计的原则。(3)教师在学生进行实验设计时不要束缚学生的思路也不一定局限于教材中提供的材料用具要鼓励学生大胆设想、求异创新设计出既简便易行又科学准确的实验设计方案。(4)引导学生进行总结组织实验小组进行讨论交流确定最佳方案指导学生从方案的科学合理性、设计简洁性、效果明显性和联系实际原则展开评价鼓励新颖巧妙、有创意的方案。教材分析

“探究培养液中酵母种群数量的变化”是《课程标准》明确提出的活动建议。让学生通过实验体验建构数学模型的过程，体现了科学与数学的整合，有利于学生深刻理解种群数量的变化，同时培养学生简约、严密的思维品质，而建构模型及模型的理解和应用是高中教学的难点之一。通过两轮的教学摸索，在今年对于本实验的教学有了比较成型的方案.相应内容出现在人教版高中生物学必修3“稳态与环境”模块第4

章“种群和群落”第2

节，教材从以下3

个方面组织学习内容：①建构种群增长模型的方法；②种群数量的变化情况；③探究活动———培养液中酵母菌种群数量的变化。其中，建立数学模型的方法是必修3

模块乃至整个高中生物学中科学方法训练的重点之一。

课后练习1.为探究培养液中酵母菌种群数量的变化，某同学进行了如下操作。其中错误的是()

A．将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养

B．将培养液静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液

C．在血球计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，若边缘有多余培养液，用滤纸吸去

D．将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数2.关于“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的叙述，正确的是(

)A.在测量浑浊度的同时，并不需要每次镜检计数B.计数时酵母菌的芽体都应作为个体计入在内C.种群数量达到最大值之前呈“J”形增长D.种群数量达到最大值后，会在该值上下波动3.下列有关实验探究的叙述中,错误的是()。A.探究培养液中酵母菌种群数量的变化时应设计对照实验B.盐酸在“观察植物细胞有丝分裂”和“低温诱导植物染色体数目的变化”中的作用相同C.在还原糖、蛋白质和脂肪的鉴定过程中,只有还原糖的鉴定需要加热D.调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象,往往导致结果偏大4.某生物兴趣小组开展探究实验，课题是：“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。

实验材料、用具：

菌种和无菌培养液、试管、血球计数板(2mm×2mm方格)、滴管、显微镜等。

酵母菌的显微计数方法：

①血球计数板：是带有微小方格刻度的玻璃片，用于在显微镜下对微生物的计数。

②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此估算试管中的酵母菌总数。

连续观察7天，并记录每天的数值。根据以上叙述回答下列问题：

(1)根据所学知识，该课题的实验假设是：开始一段时间酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，由于_________________________________，

故酵母菌呈“S”型增长。

(2)该实验是否需要重复实验？________，试解释原因_____________。

(3)在吸取培养液计数时，要轻轻振荡几次试管，原因是__________。如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是______。

(4)请你设计表格处理实验数据。

(5)在该实验的基础上，根据你对影响酵母菌种群增长的因素的推测，进一步确定一个探究实验的课题：________________________________________________________。参考答案1.C2.B3.A4.(1)酵母菌大量繁殖，培养液中的营养物质，空间的减少，种内斗争加剧，致使酵母菌种群数量有所下降。（2）否7天的统计数据之间可以相互对照（3）酵母菌是兼性厌氧菌，在培养液的底部也有酵母菌分布，震荡可以让酵母菌在培养液中分布均匀进行适当的稀释（4）天数次数第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天第一次第二次第三次平均数（5）探究不同温度条件下酵母菌种群数量变化规律探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验教学反思本实验是高中生物新教材(人教版)必修3《稳态与环境》的探究实验要求学生能够讨论出实验探究方案和制定出实验计划通过7d的连续培养观察探究酵母菌种群的数量变化统计数据绘制变化曲线最终能建构数学模型这对学生的知识基础、实验能力和运用数学解决生物学问题的能力都提出了较高要求。通过此实验培养学生的探究问题的能力、实验能力和思维能力。经过实际的实验教学笔者对本实验的教学需注意的地方做深入探讨。1实验准备1.1实验前的知识准备在本实验中涉及到的生物学知识主要包括微生物的生长周期及各时期的生长特点种群数量增长的两种曲线——j型和s型曲线的增长特点及数学模型的建构种群数量的测定方法中用到的取样调查法还用到微生物细胞计数的常用工具——血球计数板的具体用法。有了这些知识的准备学生才能很好地理解实验原理做出实验假设进行具体的实验操作。1.2实验操作的准备本实验是微生物的实验因此掌握微生物的培养过程是一个基本要求学生必须学会配制培养基对培养基进行灭菌接种最后在适宜条件下对微生物进行无菌培养等实验流程。在实验过程酵母菌不被污染是完成本探究实验的前提。2实验方案的设计有了较好的知识和实验操作的准备后关键是选择好实验材料和实验用具设计合理可行的实验步骤。根据实验要求需要连续观察7d同时每天在同一时间要进行搅拌、取样和计数操作另外需要有平行实验计算平均值从而尽量避免误差。在教学中如果要求每个学生都参加这个过程需要的材料多时间长操作的可行性差。教师可以带领学生共同配制好7组培养基灭菌再将学生分为7个小组在17d中每个小组负责接一次再放入相同条件下进行培养。则7d后得到7组培养不同天数的酵母菌培养液在第八天每个小组同时进行取样并计数则可以在同一时间得到数据进行统计。最后学生通过讨论建构出数学模型使实验过程简单、紧凑并且有利于培养学生乐于合作的团队精神和合作技能学会交流和分享探究的信息及成果的能力。在最后的数据分析中学生通过探讨和质疑最终解决问题完成实验培养了他们解决问题的能力。3实验中学生注意的问题3.1计数时易出现的问题当血球计数板中细胞数目较多时必须要经过稀释最后计算数目时要将稀释的倍数算进去对于带芽体的酵母菌计数若芽体达到母细胞大小的一半时即可作为2个菌体计数若芽体小于母细胞一半时为1个酵母细胞对于正好位于血球计数板中格边框的个体遵循左上原则即位于格线上的酵母菌一般只计此格的上方线及左方线上的菌体。3.2培养时易出现的问题为得到酵母菌菌体应使之进行有氧呼吸因此应进行震荡培养用摇床是最好的选择如不具备条件的学校可以在每天同一时间进行轻轻震荡相同时间。在培养过程中还必须注意观察分析酵母菌培养过程中影响其种群数量增长的因素。3.3分析数据时易出现的问题教师必须引导学生先设计好表格再绘制曲线得到微生物生长曲线最后分析数据和曲线的特点建构的数学模型有表格、公式和曲线图。在这个过程中教师一定要引导学生分段进行得出每个阶段的特点得出结论。最后注意培养液的处理要灭菌后丢弃实验用的瓶皿包括血球计数板必须清洗干净完成实验报告。4通过此实验的教学引导学生设计探究性生物学实验在实验教学中教师应当尽量鼓励学生运用所学的知识进行实验设计。指导实验设计的一般方法包括提出问题——作出假设——实验设计——进行实验——分析结果——得出结论——表达交流。在设计实验过程中教师要指导学生注意以下几点(1)要求学生根据教材中相关探究实验内容、原理