1、第四章 种群探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化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2030之间，酵母菌能在pH 值为37.5 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1.52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
2、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1625型，另一种叫2516型。以1625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
3、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1mL1cm31000mm3），每一个小格的容积为0.00025mm3， 0.00025mm34000.1mm3。推导酵母菌细胞总数计算公式：每mL酵母菌细胞个数（所数100个小格中的细胞总数100）400104稀释倍数。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。活动过程活动流
4、程学生活动教师活动教学意图一、提出问题在封闭的环境中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？养分会影响酵母菌种群的数量吗？温度会影响酵母菌种群的数量？等等。针对学生提出的各种假设，教师引导学生思考如何设计实验。激发学生对酵母菌种群数量变化的好奇，提出各种问题并作出假设。二、作出假设酵母菌种群的数量随培养时间的延长而呈S型增长，或酵母菌种群的数量随培养时间的延长而呈J型增长等。三、设计实验（1）制备酵母菌贮用培养液：取洁净的试管若干支平均分成A、B两组， A组为实验组，装培养液10 mL，酵母菌母液0.1mL；B组为对照组，装培养液10 mL，将A、B 组试管置于28恒温箱中培养。（2）定时取样计数
5、：连续7天，在每一天相同时间用血细胞计数板对一定量的酵母菌贮用培养液进行细胞计数，并且用比浊计测定浑浊度。将数据记录在类似以下表格内。计数试管第0天第1天第7天A0B0A1B1A7B7样品1样品2总数平均数稀释倍数平均稀释倍数浑浊计读数估算数（3）数据处理，建立数学模型（画坐标曲线）（4）结果分析与讨论设计实验时教师先请学生思考实验的影响因素有哪些？如何才能使测得的数据最接近真实值？等问题。让学生自己设计实验的程序，并设计记录实验数据的表格。活动流程学生活动教师活动教学意图四、实验过 程1.酵母菌贮用培养液制备了解酵母菌生长所需的环境：培养基，温度，PH，无菌等条件。酵母菌的培养可以选用多种培
6、养基，如麦芽汁培养基、马铃薯葡萄糖培养基、豆芽汁葡萄糖培养基等，本次活动选用马铃薯葡萄糖培养基，此培养基的原料价格低廉，一年四季均可买到，培养效果好。材料：马铃薯（去皮）200g，葡萄糖20g，大烧杯量取1000 mL蒸馏水，酵母菌母液（由少量活性干酵母溶解于适量35温水制成）。用具： 各容量烧杯，1000 mL水浴锅，试管，量筒，10mL移液管， 1mL移液管，滴管，标签，纱布，牛皮纸，玻璃棒，天平，高压蒸汽灭菌锅，恒温箱等。（1）配制马铃薯葡萄糖培养基：将去皮马铃薯，切成约2cm2的小块，放入盛有1000 mL水的水浴锅煮沸30min，注意用玻棒搅拌以防糊底。30min后，用双层纱布过滤，
7、过滤时用玻棒引流，取其滤液加葡萄糖，再补足水至1000 mL，自然pH。（2）分装：按预先设计将试管分为A、B两组进行分装。每次用10mL移液管吸取10mL培养液到试管（注意不要将培养液沾在试管口和试管上段以免引起污染），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，以防灭菌时冷凝水沾湿棉塞。然后用贴上标签，注明培养基的名称、日期等。取样、计数时所用的移液管、滴管、试管也分别包纸，以备灭菌。（3）灭菌：用高压蒸汽灭菌100Pa将培养液和取样、计数时所用的移液管、滴管分别灭菌20min。（4）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1mL移液管每次吸取0. 1m
8、L酵母菌母液，往A组每支试管中加入，B组不加。（5）培养：将A、B两组试管置于 28恒温箱中培养。第1步由教师事先完成，制备酵母菌贮用培养液，为学生对酵母菌种群进行计数测定作好准备。活动流程学生活动教师活动教学意图2.配制样品（1）46人组成一个小组，每组做两个样品:分别记为样品1和样品（2）配制样品1：用记号笔标记有螺旋盖的试管A0、 B0，在试管A0和B0中分别加入10ml无菌葡萄糖溶液。从恒温培养箱内取出A和B组试管各一支，用1mL移液管移取0.1mL A和B中的贮用培养液，分别加入到试管A0和B0中。用同样方法配制样品2。每天取样时间大体一致，每次均从A和B两组中各取一支试管。计数过程
9、中和培养一样，一定要遵守无菌操作规范，取样的移液管要灭菌且分开使用，每次取样前要试管振荡摇匀。指导学生配制计数测量用的样品。学会用移液管准确移取一定量的溶液配制样品，明确配制2个样品的意图。3.对试管A0进行细胞计数4.对试管B0重复步骤3，进行细胞计数5.对样品2进行步骤3和步骤4拧紧A0试管盖将试管倒转数次，使酵母菌细胞分布均匀。用滴管从试管A0中取1滴培养液到血细胞计数板的方格区，盖上盖玻片。在显微镜高倍镜下镜检计数，将所得数据填入记录表。计数注意事项：(1)大格内细胞的计数顺序为左上右上右下左下4个中格。(2)压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数。(3)酵母细胞若有粘连,要数出团
10、块中的每一个细胞。(4)出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2，则算独立个体。(5)计数总数不少于300个细胞。稀释方法：如记数时发现细胞数较多，不易分辨，吸取的样液应当稀释。方法是：将9 mL无菌水移入1支灭菌过的试管里，然后立即将1mL培养液移入试管里并充分混匀，使原培养液被稀释10倍。再依照步骤2方法进行取样。指导学生正确使用血细胞计数板对样品溶液中的细胞进行计数。使学生学会使用血细胞计数板进行镜检计数。6.用比浊计测定各试管的浑浊度用比浊计测定A0、B0试管内液体的浑浊程度，根据刻度读出具体数据，将所得数据填入记录表。指导学生用比浊计测定各样品溶液的浑浊度使学生学会用比浊计测定各样品
11、溶液的浑浊度。7.处理数据，建构数学模型（1）根据所得数据计算两次计数的平均值，用公式估算样品试管内的细胞总数并记录。（2）在坐标纸上开始绘制种群数量随时间变化曲线和酵母菌细胞数量变化与浑浊度之间的关系曲线。横坐标(X轴)代表时间(第0天第7天)，纵坐标(Y轴)代表酵母细胞数(105109).在坐标纸上标记当天试管 A0中的酵母数量。横坐标(X轴)代表A0浑浊度(0100)，纵坐标(Y轴)代表酵母细胞数(105109)。在坐标纸上标记浑浊度和试管A0中的酵母数.（3）将样品放回试管架，洗手,离开实验室。指导学生正确估算样品中细胞总数，指导学生建构坐标系进行描点。使学生根据实验所的数据估算样品中
12、酵母菌细胞总数，尝试依据数据建立数学模型（曲线）。8.连续7天计数测定，重复3至7步骤此后的第1天第7天，重复步骤37，在坐标纸上标记当天样品的浑浊度读数与酵母菌数，用直尺连接前后两天的两个标记点，依据此线的延长线估算此后两天的酵母数量。五、分析实验结果，验证假设，得出结论根据建构的数学模型，对实验前所作的假设进行验证，得出结论，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和酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。引导学生分析所得实验结果及其原因学生对结果作出分析解释，教师给予及时的反馈和评价。各组活动结果反馈及讨论：1实验结果反馈计数试管第0天第1天第2天第7天A0B0A1B1A2B2A7B7样品1样品2总数平均数稀释倍数平均数稀释倍数浑浊计读数估算数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？作业设计：全 品中考网
