探究 培养液中酵母菌数量的动态变化 （必修3 P68） 惠州市实验中学　祝运琴

酵母菌的新陈代谢类型：兼性厌氧型 C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量 有氧呼吸 酶 有氧呼吸 C6H12O6 　2C2H5OH＋2CO2＋能量 酶 无氧呼吸 酵母菌出芽生殖

一、实验目的 1．通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。 2．用数学模型解释种群数量的变化。 3．学会使用血球计数板进行计数。

二、实验原理 1．在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。 2．养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。

三、方法步骤 探究实验的一般步骤：提出问题→作出假设→讨论探究思路→制定计划→实施计划→按计划中确定的工作流程认真操作，做好实验记录→分析结果，得出结论→将记录的数据用曲线图表示出来。 注意： 1、提出的问题可以是：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？也可以提出其他的探究问题，例如，在不同温度（以及通氧、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？等等。 2、本实验时间较长（7天），因此事前一定要做好周密的计划，定程序、定时间、定人员。 3、酵母菌计数方法：抽样检测法。 先将盖玻片（专用的厚玻片 ）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，待细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，估算试管中的酵母菌总数。 4、从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次。

血球计数板的构造 方格网上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供微生物计数用。这一大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为0.1mm3。 方格网放大 正面体 计数室 纵切面图 是由一块比普通载玻片厚的特制玻片制成的。玻片中有四条下凹的槽，构成三个平台。中间的平台较宽，其中间又被一短横槽隔为两半，每半边上面，刻有一个方格网。 每个大方格中有16个中格 每个中格放大 计数室通常有两种规格。一种是大方格内分为16中格，每一中格又分为25小格；另一种是大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格。但是不管计数室是哪一种构造；它们都有一个共同的特点，即每一大方格都是由16×25＝25×16＝400个小方格组成，见右图。 每个中格中有25个小格

四、方案设计过程 （一）提出问题： （二）作出假设： （三）设计实验 培养一种酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？ 　　　环境中的资源和空间有限的条件下，酵母菌种群的数量呈S型增长。 （三）设计实验 ①全班同学分成甲、乙、丙等若干实验组。 ②分别用等量培养液，在相同适宜环境中培养等量酵母菌。 ③每天用血球计数板，采用抽样检测的方法计数一个小方格内的酵母菌数量并作记录，连续7天。 ④7天后，各组向全班汇报本小组7天的数据，算出每一天数据的全班平均值，根据平均值画出酵母菌种群数量的增长曲线。

四、方案设计过程 （四）实验过程 1、材料用具： 探究所需要的菌种和无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血球计数板（2mm×2mm×0．1mm方格）、滴管、显微镜等。 2、方法步骤和记录： （1）取相同试管若干支，分别加入5ml肉汤培养液，塞上棉塞。 （2）用高压锅进行高压蒸汽灭菌后冷却至室温，标记甲、乙、丙等 （3）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液个数，做好记录。 （4）将各试管送进恒温箱，25℃下培养7天。 3、现象观察 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。

四、方案设计过程 培养液中酵母菌种群数量7天中的变化记录表 起始 1 2 3 4 5 6 7 甲 乙 丙 … 平均 菌数 时间 (2．5×104个) (天) 组别 起始 1 2 3 4 5 6 7 甲 乙 丙 … 平均 菌数 时间

四、方案设计过程 （五）实验结论 1、根据表格平均值，以时间为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，绘制出培养液中酵母菌种群数量7天中的变化曲线（种群增长曲线）。 2、培养液酵母菌种群数量随时间呈S型增长变化。

五、实验讨论 1．怎样进行酵母菌的计数？ 1mL＝1×103 mm3 血球计数板一个小方格的体积为 2mm×2mm×0.1mm＝0.4mm3 若一个小方格范围内的酵母菌数为a，则10mL培养液中酵母菌总数为： a× ×10＝2.5a×104（个／10mL） 若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应摇匀试管取1ml酵母菌培养液稀释n倍后，再用血球计数板计数，所得数值乘以“n×2．5a×104”，即为10ml酵母菌原液中酵母菌个数。

五、实验讨论 2．从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻震荡几次。这是为什么？ －－使酵母菌在试管里分布均匀，提高计数的代表性和准确性。 3．本探究需要设置对照吗？如果需要，请讨论说明怎样设计；如不需要，请说明理由。 －－不需要。本实验目的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，求得准确即可。并且该实验在时间上形成前后对照。 4．需要做重复实验吗？ －－需要，提高数据的准确性。 5．怎样记录结果？记录表怎样设计？（见上表） 　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。记录表（见上表） 6．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？ －－增加稀释的倍数。 7．对于压在小方格界线上的酵母菌，应当怎样计数？ －－应计数同侧相邻两边上的菌体数，另两边不计数。

六、误区警示 1、操作过程中要建立“有菌”的观念，不能随意谈笑。 2、以防培养液带上杂菌与酵母菌形成竞争关系，抑制酵母菌培养。

七、探究创新 根据你对影响酵母菌种群数量增长的因素作出推测，设计实验进行验证。 －－温度对酵母菌种群数量增长有影响 实验设计： 1、取若干支相同试管分别加入5ml肉汤培养液，塞上棉塞。 2、用高压锅进行高压蒸汽灭菌后冷却至室温，分为相等的两组，并标记甲、乙。 3、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，做好记录。 4、将两组试管分别送进4℃的冰箱冷藏箱和25℃的恒温箱，培养7天。 5、每天同一时间，各组取出试管，用血球计数板分别计数酵母菌个数，并作记录，连续观察7天。

八、反馈评价 练习：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滴在计数板上，计算一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。连续观察7d，并记录每天的数量。 根据以上叙述回答下列问题：

（3）在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，原因是＿＿ （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，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　＿＿＿＿＿＿，酵母菌呈“S”型增长。 （2）本实验没有设置对照实验，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　 ＿＿＿＿＿＿＿＿。该实验是否需要重复实验？＿＿＿＿，试解释原因＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，原因是＿＿ 　 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。该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生长的因素的推测，进一步确定一个探究实验的课题： 　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 环境中资源和空间逐渐变得有限 该实验在时间上形成前后自身对照 需要 为了提高实验数据的准确性 使酵母菌分布均匀 增大稀释倍数 酵母菌的种群数量与营养物质（代谢废物或pH或溶解氧等）的变化关系

时间(天) 次数 1 2 3 4 5 6 7 平均

最小 实验步骤： （1）取培养液10毫升加入到试管中，先通过显微镜观察，估算出10毫升培养液中酵母菌的初始数量（N。）。 注意，从试管中吸取培养液进行计数之前，先将试管振荡几次，这样求得的培养液中的酵母菌数量误差 。 （2）每天定时观察记录数值，对于观察时压在小方格界限上的酵母菌应取 记数。 （3）以 为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，绘制 结果分析：酵母菌在培养液中开始呈 增长，经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈 增长。 最小 平均值 时间 种群增长曲线 “J”型 “S”型