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1、探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验设计一、实验目的（一）通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，来研究一个种群的数量变化情况，尝试构建种群增长的数学模型。（二）通过使用血球计数板掌握单细胞生物的计数方法。（三）培养科学探究能力，学会探究实验的一般步骤。（四）通过小组间的分工合作，培养协作精神。二、实验原理（一）酵母菌可以用液体培养基来培养，培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、PH、温度等 因素有关，我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。（二）利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法，这种方法可以直接测定样品中全部
2、的细胞数 目，所以一般用于单细胞微生物数量的测定，由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的，所以可根据 在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。三、探究问题培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？四、作出假设在有限的环境条件下，酵母菌种群的数量随时间呈S_型增长变化。五、材料用具酵母菌菌种，无菌马铃薯培养液或肉汤培养液，无菌水，试管，棉塞，恒温培养箱，显微镜，无菌滴管，无菌移液 管，小烧杯或小试管，血球计数板（2mmx2mm）、纱布、滤纸、镊子、盖玻片等。六、讨论探究思路（一）怎样进行酵母菌的计数。对一支试管中的培养液（可定为10ml）中的酵母菌逐个计数是非常困难
3、的，可以采用 抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液 用滤纸吸去，稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵 母菌数量，再以此为根据，估算计算中的酵母菌总数，盖玻片下，培养液厚度为0.1mm，可算出10ml培养液中酵母菌 总数的公式：2.5x104x（x为小方格内酵母菌数）（二）从试管中吸出培养液进行计数之前，应将试管轻轻振荡几次？这是为什么？目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，减少误差。（三）本实验需要设置对照？如果需要，请讨论对照组应怎样设计和操作，如果不需要，
4、请说明理由。不需要，本实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下的种群数量变化，只要分组重复实验，获得平均数值即可。（四）需要做重复实验吗？不用重复，只要分组重复实验获得平均值即可。（五）怎样记录结果？记录表怎样设计？（注：菌数X2.5X104个）起始 1 2 3 4 5 6 7123平均值（六）如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取怎样的措施？摇匀试管取1mL酵母菌培养液稀释几倍后，再用血球计数板计数，所得数值乘以nx2.5x104，即为1mL酵母菌液中 酵母菌个数。（七）对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ 只计数相邻两边及其顶角的酵母菌数。七、制定计划与实施（一）取相同试管若
5、干支，分别加入5mL肉汤培养液（或马铃薯培养液），塞上棉塞。（二）用高压锅进行高压蒸气灭菌后，冷却至室温，分别标记1、2、3等。（三）将酵母菌母液分别加入试管各5mL，摇匀后用血球计数板计数起始酵母菌个数（No），做好记录。（四）将各试管送进恒温箱28C下培养7天。（五）每天同一时间各组取出本组的试管，用血球计数板计数酵母菌个数，并作记录，连续观察7天。八、实验结果与分析评价（一）结果1、根据表格平均值作出培养液中酵母菌种群数量的变化曲线。2、 在有限的环境条件下，培养液中酵母菌种群数量随时间呈 S型增长变化。（二）分析：1、根据实验数据可得到右图所示的增长曲线；（2）增长曲线的总趋势是先增加
6、后降低，原因是在开始时，培养液中营养充足、空间充、裕、条件适宜，因此酵母菌 大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、PH变化等，使生存条件恶化。（三）实验评价1、问题：用每个小组的记录数值所描种群数量的变化曲线与平均值作出的曲线相比相似程度怎样？试作出解释。2、评价：相似但不重合，各实验小组在用血球计数板抽样检测时，由于酵母菌不均匀分布在各小方格中，计数小方 格的酵母菌密度与培养液中的密度不一致，而全班各组的平均值与培养液密度较接近，所以小组曲线不能与各组平均 值曲线重合。探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化沈初见（浙江省绍兴一中浙江绍兴312000）摘要 本文通过教学参考
7、的形式，结合探究过程，将人民教育出版社2004年版 高中生物新教材中探究培养液中酵母菌种群数量动态变化”这一实验预做情况 展示出来，以便于有关师生在实际教学、学习中有所帮助。文中重点叙述了培养 液的配制、血球计数板的使用、探究实验的设计、实验数据的统计、种群生长曲 线与环境条件的关系等几方面内容。关键词 培养液 酵母菌 种群动态 血球计数板生长因素2004年3月至6月，人民教育出版社将2004年版高中生物新教材中8个实 验的预做和摄像工作放在绍兴一中，我有幸承担了其一“探究培养液中酵母菌种 群数量动态变化”这一实验。通过实验预做，对这一实验有了亲身的探究经历。 现将实验中涉及到的有关问题及解决
8、方案以教学参考的形式展示出来，与同行共 商讨。1教学建议探究培养液中酵母菌种群数量动态变化，尝试用实验数据来解释酵母菌的数 量动态变化规律，对学生来讲是一全新内容，而且在探究过程中又涉及多项实验 操作技能，如酵母菌的培养和显微镜下观察酵母菌的形态和计数等等。因此在开 展探究活动前，要做好充分的准备。1. 1培养基的配制：培养基是酵母菌生存、生长和繁殖的场所，配制培养基 是本次探究活动顺利进行的基础，因此在探究前教师应先配制好用于增殖培养的 液体培养基。本次实验选用无菌马铃薯培养液，原因不仅在于与肉汤培养液、豆 芽培养液、牛肉膏培养基、酵母膏培养基等相比，马铃薯培养液培养效果最好， 而且在各地一
9、年四季均可买到，价格低廉。1.2酵母菌种的制备：酵母菌的种类很多，实验用的菌种来源也很多。比较 简单的方法是用商店所售用于发面和做酒酿的高活性干酵母做为酵母菌种。1.3酵母菌的培养：酵母菌增殖的最适宜的温度在2830 C之间，pH 在4.55之间，在有氧环境中酵母菌主要以出芽生殖方式进行增殖。大约每 1. 52h能芽殖一代，由此可推算出其增殖速度非常快。由于学生开展探究活 动的 受到多方面的限制，老师可调控温度来调节酵母菌的增殖速度，但在整 个培养过程中，同组实验温度应保持一致。1.4酵母菌的计数：准确测定培养液中酵母菌的数量，是分析数量动态变化 的关键。我们一般常采用在显微镜下观察并用血球计
10、数板计数。老师应在探究前 告诉学生计数板的使用方法，可如下说明：血球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16X 25型，另一种叫25 X 16型。我们以16X 25型来讲解血球计数板的使用方法。在血球计数板的中 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，中央大格为计数 室。将计数室放大，可见它含16中格，一般取四角：1、4、13、16中格计数。 将每一中格放大，可见25个小格。计数时，遇压线细菌，一般只计此中格的上 方及右方线上的细胞。最后请学生推导出1毫升培养液中酵母菌细胞的计算公式酵母细胞个数/1mL二所数100个小方格中细胞总数X 40
11、0 X 10 4X稀释倍数/ 所数的小方格数100推导说明如下：如刚才所示，每个血球计数板的计数室中，有16个中方格，每 1中方格中有25个小方格，整个计数室内有16X25=400小方格，所以，公式中 要乘上400。每1个小方格边长为0.05mm，加上盖玻片后的空间深度为0.1mm,则 每1个小方格的容积为0.05X0.05X0.1=0.00025(mm3)，400个小方格总容积 为 400X0.000 25=0.1(mm3).(1mL=1000mm3)，因取样液为 1 mL，所以，1 万个 0.1(mm3)才等于1 mL，这就是上式中10000的来历。计数一般取1、4、13、16 中格计数，
12、共100小方格中细胞总数。若原样液中含细胞数较多，不利于准确计 数，需要加入成倍的无菌水稀释，所以，公式中要乘上样液的稀释倍数。2材料用具2.1材料和试剂：酵母菌母液（由少量活性干酵母粉溶解于适量35C温水制 成），蒸馏水，无菌水，去皮马铃薯，葡萄糖。2.2用具：各容量烧杯，试管，滴管，量筒，1mL刻度吸管，10mL刻度吸管，标签，纱布，玻璃棒，天平，血球计数板，显微镜，高压蒸汽灭菌锅，恒温箱等。3探究活动3.1提出问题：酵母菌种群的数量是怎样随变化的？温度会影响酵母菌的生长吗？养分会影响酵母菌的生长吗？此时教师可请学生思考：对上述问题可作出怎样的假设？如要在同一实验 中解决这些问题，实验应如
13、何设计3.2设计实验设计时教师先请学生思考：此实验在设计过程中变量是什么？可设有几组 对照实验？具体如何？这是其中一个实验设计一一将24支试管分成ABC三 组，每组8支。A组为实验组，装培养液10 mL，酵母菌母液0.1mL,环境温度28C。B组装培养液10 mL，酵母菌母液0.1mL,环境温度5C，与A组形成温度条 件对照。C组不装培养液，只装无菌水10mL，酵母菌母液0.1mL，环境温度28C，与A 组形成营养条件对照。3.3实验操作（1）无菌马铃薯培养液配制材料：用天平称取马铃薯（去皮）200g，葡萄糖20g，大烧杯量取1000 mL 水。配制方法如下：将去皮马铃薯，切成约2cm2的小块
14、，放入盛有1000 mL水 的水浴锅（能盛1000 mL水的锅即可，若用烧杯，应注意杯底受热是否均匀）煮 沸30min，注意用玻棒搅拌以防糊底。30min后，用双层纱布过滤，过滤时用玻 棒引流，取其滤液加糖，再补足水至1000 mL。然后按预先设计分装。先每次用10mL刻度吸管吸取10mL培养液到A组和B 组试管，（注意不要将培养液沾在试管口和试管上段，以免引起污染。）用另一支10mL刻度吸管吸取10mL无菌水到C组试管。待分装完毕，每支试管加塞后把试管扎成捆后，包一层牛皮纸或双层报纸， 以防灭菌时冷凝水沾湿棉塞。然后用记号笔注明培养基的名称、组别、日期。取 样、计数时所用的1mL刻度吸管和滴
15、管也分别包纸，以备灭菌。（2）灭菌 先介绍高压蒸汽灭菌锅各结构。使用时：先取出灭菌桶，向底架中 加水，液面与底架持平，至恰好不浮起灭菌桶一放入灭菌桶后，试管口向上放入 灭菌桶中一加盖、插入排气软管，对角拧紧紧固螺栓一通电加压，注意压力表指 数一加压到49kPa 一放气至压强为0再加压到49kPa 一放气至压强为0加压到 98 kPa教师可请学生思考：为什么要加压灭菌？ 一切断电源，使压力表指示降 至0开排气阀一取出试管（小心烫）一冷却至500C。再打开包装，贴标签。（3）接种 接种时要点燃酒精灯，在火苗附近制造灭菌环境。再用灭菌干净 的1 mL刻度吸管每次吸取0.1mL酵母菌母液，往每支试管中加入。（注意滴加 量不要太多，避免初始菌数过多。）（4）培养 将A、C试管置于28C的恒温箱中培养。将B试管置于5C的恒温箱中培养。（5C的恒温箱可由某些型号冰箱保温室设定5C时代替。）以上4项：培养液配制、灭菌、接种、培养，探究时最好均由教师操作（5）计数首先取样，每天取样大体一致，一般定在不上课的，最好在中午12点左右。每次每组按序号取一支试管。计数过程中和培养一样，一定 要遵守无菌操作规范，取样的吸管要干净且分开使用，每次取样前要试管振荡摇 匀。正确地使用1mL刻度吸管将lmL酵母菌培养液移入1支干净的试管里，
