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探究:培养液中酵母菌种群数量的变化


探究:培养液中酵母菌种群数量的变化

目的要求 1、学习利用血细胞计数板进行微生物计数的方法 2、实验探究培养液中酵母菌种群数量的变化 3、注意样方法的应用 4、体会影响种群数量变化的因素

酿酒和做面包都需要酵母菌。这些酵母 菌可以用液体培养基(培养液)来培养。培 养液中酵母菌种群的增长情况,与发酵食品 的制作有密切关系。


回顾思考:

酵母菌是单细胞真核生物。 生长周期短,增殖速度快。

1、酵母菌的繁殖方式主要是: 出芽生殖 2、酵母菌的呼吸方式是: 兼性厌氧(可进行有氧呼吸和无氧呼吸) 3、酵母菌的培养条件要注意那些问题? 比如要用适宜的温度培养,调节好PH值, 溶氧量的控制等。

实验 探究培养液中酵母菌数量的变化 一、实验原理
①用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的 成分,空间,温度,PH等 因素的影响. ②在理想的条件下,酵母菌种群的增长呈“J”型曲 线;在各种资源有限或者存在环境阻力的情况下, 酵母菌种群增长呈“S”型曲线。

二、提出问题
培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的?

三、作出假设:在环境资源有限的条件下,酵母
菌的数量变化随时间呈“S”型增长曲线 四、材料用具:酵母菌菌种,无菌马铃薯培养液或 者肉汤培养液或肉汤培养液,无菌水、试管、血(球) 细胞计数板,滴管,显微镜等.

五、实验步骤

①将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中 ②将酵母菌接种到支试管中. ③培养:将试管放在28℃的恒温箱中培养7天 ④ 计数:每天取样计数酵母菌的数量,连续观 察7天并记录这7天的数值。

计数时,常采用抽样检测法

计数工具——血细胞计数板
实物图

计数室 滴液处

正面图

侧面图

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,是特殊方式的样方法。

计数工具——血细胞计数板

计数室

?每块计数板由H形凹槽分 为2个同样的计数池。 ?每个计数池分为9个大方格

1mm
放大后的计数池 每个计数室共有 400小格

2、方格网的构成:
25×16

A D G

B E H

C F I
16×25



放大后的方格网计数室 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,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。

3、使用方法:

将血细胞计数板用擦镜纸擦净,在中央的计数室 上加盖专用的盖玻片,将稀释后的酵母菌悬液,用吸 管吸取一滴置于盖玻片的边缘,使菌液缓缓渗入,多 余的菌液用吸水纸吸取,稍待片刻,使酵母菌全部沉 降到血球计数室内,加盖盖玻片。

5、单位换算: 以1mm×1mm 4、计数室的规格: 为例,大方格的长和宽各为 计数室长×宽有: 1mm,深度为0.1mm,其体 1mm×1mm, 积为0.1mm3。换算为1mL: 2mm×2mm, 1000/0.1= 104即1mL是104 3mm×3mm等 个0.1mm3 。 深度均为0.1mm。

6、如何计数呢?

如果使用规格为16格×25格的计数室,要 按对角方位,取左上、右上、左下、右下4个中 格(即100个小格)的酵母菌数。 如果使用规格为25格×16格的计数室,除 了取其4个对角方位外,还需再数中央的一个中 格(即80个小方格)的酵母菌数(五点取样法)。
出芽的酵母菌,芽体达到母细胞大小一半时,即 可作为两个菌体计算。

规格为25格×16格的计数室,五点取样法

7、盖玻片下的培养液厚度为0.1mm,请推算出将 一个小方格范围内的酵母菌数,换算成10ml培养液 中酵母菌总数的公式。 每1ml菌液中所含的酵母菌个数计算公式 (以1mm×1mm为例): (1)16格×25格的血球计数板计算公式 酵母细胞数/ml= (100小格内酵母细胞个数/100)×400 ×104 ×稀释倍数 即:一小方格内酵母菌个数× 4× 106×稀释倍数 (2)25格x16格的血球计数板计算公式 酵母细胞数/ml= (80小格内酵母细胞个数/80)×400 ×104 ×稀释倍数 即:一小方格内酵母菌个数× 4× 106×稀释倍数

如果大方格的长和宽各为2mm,深度为0.1mm,其 体积为0.4mm3。换算为1mL:1000/0.4 = 2.5×103 , 即1mL是 2.5×103个 0.4mm3。 则:每1ml菌液中所含的酵母菌个数计算公式 (2mm× 2mm ) : (1)16格×25格的血球计数板计算公式 酵母细胞数/ml=
(100小格内酵母细胞个数/100)×400× 2.5×103×稀释倍数

即:一小方格内酵母菌个数×106×稀释倍数

(2)25格x16格的血球计数板计算公式: 酵母细胞数/ml=
(80小格内酵母细胞个数/80)×400× 2.5×103 ×稀释倍数

即:一小方格内酵母菌个数×106×稀释倍数

二、从试管中吸出培养液进行计数之前,建 议你将试管轻轻振荡几次。这是为什么? 使培养液中的酵母菌分布均匀,减少误差。
三、本探究需要设置对照吗?如果需要, 请讨论对照组应怎样设计和操作,如果 不需要,请说明理由。 不需要,因不同时间取样已形成对照。 四、需要做重复实验吗?

需要。尽量减少误差,提高实验数据的 准确性。对每个样品计数三次,取其平均值。

五、怎样记录结果?记录表怎样设计?
酵母菌细胞数量(× 106个/mL)
时间 (d) 1 2 3 4 5 6 7 A组 B组 C组 A1 A2 A3 平 B1 B2 B3 平 C1 C2 C3 平 均 均 均

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?
稀释培养液(注意:加无菌水)。稀释的目的是便于酵母 菌悬液的计数,以每小方格内含有4-5个酵母细胞为宜,一般稀 释10倍即可。

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 酵母细胞数 八、血球计数板的清洁
血球计数板使用后,用自来水冲洗,切勿用硬物洗刷,洗 后自行晾干或用吹风机吹干,或用95%的乙醇、无水乙醇、丙 . 酮等有机溶剂脱水使其干燥。通过镜检观察每小格内是否残留 菌体或其他沉淀物,若不干净,则必须重复清洗直到干净为止。

分析结果,得出结论

将所得数值用曲线图表示出来,分析实验结果是否支持你 所做的假设。

数 量 ( 个 ) 探究的结论:

0

时间

酵母菌的种群数量在营养条件有限的情况下是呈 “S”型增长,但之后会下降。温度、营养成分会 影响酵母菌种群数量的变化。

增长曲线图:

①增长曲线的总趋势 先增加再降低。 0 时间 ②原因: 开始时培养液的营养充足,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,营养物质 消耗,pH变化等,使生存条件恶化,酵母菌 死亡率高于出生率,种群数量下降。 ③影响酵母菌种群数量的因素:

数 量 ( 个 )

除了本实验中温度、营养、空间以外还包括酵母菌菌种本身性质、 接种时间、pH值、接种量、溶氧量及有害代谢废物等影响因素。

“S”型曲线有一个K值,即环境容纳量。 种群数量的增长也受到许多环境因素(如温度、培养 液的pH、培养液的养分种类和浓度、代谢产物等)的 影响。

对数期
调 整 期

衰亡期

稳定期

四个主要时期的比较
时期

菌体数目变化及代谢特点 死亡率几乎为零,逐渐适应新环 境,个体不立即繁殖,生长快, 初级代谢产物等物质合成旺盛 出生率大于死亡率,等比增长, 代谢旺盛,繁殖迅速,性状稳定
出生率与死亡率达到动态平衡, 活菌数目达到峰值,次级代谢产 物大量积累,出现芽孢 出生率小于死亡率,菌体出现畸 形,细胞解体

生产应用 通过控制菌种、增 加接种量、改善条 件等手段,尽快渡过 保留菌种,科研材 料,接种
收集产物,尽量延 长(连续培养) 不宜用作菌种

Ⅰ调
整期

Ⅱ对
数期

Ⅲ稳
定期

Ⅳ衰
亡期

表达和交流

1、向全班汇报本小组7天的数据,算 出每一天全班各组数据的平均值,根据平 均值重新画酵母菌种群数量的增长曲线。 将这个增长曲线与本小组的曲线进行比较, 分析其相似程度,并做出合理的解释。 2、根据各组平均数据画出的增长曲线 有没有什么总趋势?如果有,作出说明。 如果设计了无菌水的对照,也画出增长曲 线。


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