探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化

实验： 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化

一、考点解读

考试说明要求：探究培养液中酵母种群数量的动态变化（C级）

①探究培养液中酵母菌种群数量的变化，建构种群增长的数学模型

②解释种群数量的波动类型及其原因，指出影响种群数量变动的因素

③正确使用显微镜、血球计数板等实验器材解决实验问题

④明确探究实验的一般步骤并能恰当评价和完善实验方案

二、基础知识

1．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。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。此外酵母菌作为实验材料研究。

2．种群数量的变化

种群数量的变化包括增长、波动、稳定、等，而“J”型曲线与“S”型曲线都只研究了种群数量的情况。在实际环境中，种群的增长一般都是“S”型曲线，该曲线有一个K值，即。“S”型曲线的形成原因是。

3．血球计数板

显微镜直接计数法是将小量待测样品的悬浮液置于一种特别的具有确定面积和容积的载玻片上（又称计菌器），于显微镜下直接计数，然后推算出含菌数的一种方法。血球计数板是常用的计菌器之一。

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，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。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。这一大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其容积为0.1mm3，即1mm×1mm×0.1mm方格的计数板；大方格的长和宽各

2mm，深度为0.1mm，其容积为0.4mm3，即2mm×2mm×0.1mm方格的计

数板。在血球计数板上，刻有一些符号和数字(见图一)，其含义是：XB-K-25为计数板的型号和规格，表示此计数板分25个中格；0.1mm为盖上盖玻片后计数室的高；1/400mm2表示计数室面积是1mm2，分400个小格，每小格面积是1/400 mm2。

下面以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算：设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，那么，一个大方格中（即0.1mm3中的总菌数）的总菌数A/5×(25×B)；故1mL菌液中的总菌数为

A/5×(25×10×1000×B)=50000AB(个)。

三、自主建构

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”。

实验原理：

①酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生CO2和H2O，无氧时产生CO2和酒精；

②用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受到培养液的成分、空间、PH、温度等因素的影响；

③在理想的环境中，酵母菌增长呈“J”型增长，在有限环境中，酵母菌增长呈“S”型增长。

实验步骤：

①取培养液10mL加入到试管中，先通过显微镜观察估算出10mL 培养液中酵母菌的初始数量(N0)。(注意：从试管中吸取培养液进行记数之前，将试管振荡几次)

②每天定时观察记录数值，对于压在小方格界线上的酵母菌应取_______________记数。

③以__________为横坐标，酵母菌的数量为纵坐标，画出酵母菌的_____________________________________。

结果分析：酵母菌在培养液中开始呈__________增长，经过一段时间的增长后，数量趋于稳定，呈___________增长。

【注意事项】

①用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应至计数相邻两边及其顶角的酵母菌

②吸取培养液计数前要将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差；

③结果的记录要用记录表；酵母菌的培养一定要严格控制无菌条件，这是培养成功的关键。用液体培养基培养酵母菌

便于在显微镜下观察计数。

④每天取样计数的时间要固定。计数采用抽样检测法计数小方格内的酵母菌数量，再以此作为依据估算出试管中的酵

母菌总数。

⑤本实验不需要设置对照实验，因为该实验在时间上形成前后对照，而且实验旨在探究培养液中酵母菌在一定条件下

的种群数量，只要分组重复试验，获得平均值即可。

⑥培养后期酵母菌浓度过高，一个小方格内酵母菌过多，可以采取稀释的措施。

【拓展】封闭环境中的种群数量变化模型

在封闭环境中，由于没有外源物质和能量的补充，种群的数量变化与“S”型曲线相比多了一个衰亡期。在恒定容积的液体培养基中培养酵母菌，“恒定容积”的含义就是“物质资源有限、生存空间有限”，所以在培养一段时间后必然会由于物质的消耗、空间的限制，种群数量减少。

【巩固练习】

例1 在用血球计数板（2mm×2mm方格）对某一稀释50倍样品进行计数时，发现在一个方格内（盖玻片下的培养液厚度为0.1mm）酵母菌平均数为16，据此估算10mL培养液中有酵母菌个。

例2 在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，某同学用显微镜观察计数，统计发现血球计数板的小方格(2 mm×2 mm)内酵母菌数

量的平均值为13个。假设盖玻片下的培养液厚度为0.1 mm，那么10mL 培养液中酵母菌的个数约为

A．5.2×104 B．3.25×105 C．5.2×103 D.3.25×104

例3 通常用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数，若计数室为1mm×1mm×0.1mm方格，由400个小方格组成，如果一个小方格内酵母菌过多，难以计数，应先后再计数。若多次重复计数后，算得每个小方格中平均有5个酵母菌，则10mL该培养液中酵母菌总数有个。例4 检测员将1 mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0．1 mm3。

现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻个／mL。

例5（2008江苏高考31．）（4）在整个实验过程中，直接从静置的培养瓶中取培养原液计数的做法是错误的，正确的方法是和

。

（5）实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的，正确的方法是。

例6.（2012江苏,27）蓝藻、绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类。某课题组研究了不同pH对3种藻类的生长及光合作用的影响，实验结果见图1、图2，请回答下列问题：