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探究培养液中酵母菌数量的动态变化
 
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1白话原理

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。

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。

 

2拨云见日

1)该实验的目的是探究影响酵母菌种群数量变化的因素,开放性较大,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)由于酵母菌是单细胞生物,因此必须在显微镜下计数,且我们不能精确计数个数,只能估算。

估算采取的是抽样检测法,具体操作是: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。

3从试管中吸出培养液进行计数前,需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,以保证估算的正确性,减少误差。

4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。

5)计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。

6)增长曲线的总趋势是先增加再降低。原因是在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。

1. 某小组进行探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化验时,同样实验条件下分别在4支试管中进行培养(见下表),均获得了“s”型增长曲线。根据实验结果判断,下列说法错误的

试管号

I

培养液体积(mL

10

5

10

5

起始酵母菌数(103个)

10

5

5

10

A. 4支试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长

B. 4支试管内的种群同时达到K

C. 试管内种群的K值与试管不同

D. 试管内的种群数量先于试管开始下降

释疑:当种群刚迁入一个新的环境的时候,若环境适宜种群生存,由于这时种群数量不多,环境中的食物、空间等适宜,没有环境阻力,因此种群初始阶段都经历了J型增长。然后环境阻力慢慢增大,种群开始S型增长,K值指的是环境容纳量,到达K值的时间是由环境阻力的大小决定的,因此B4支试管内的种群到达K值的时间不同。Ⅳ号试管内的环境阻力最大,因此最先达到K值并有毒物质积累,最先开始下降。

答案B

 

2. 有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验,正确的叙述是

A. 改变培养液的pH值不影响K值(环境容纳量)的大小

B. 用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化

C. 取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数

D. 营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素

释疑: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pH值变化影响微生物的生长,样方法是调查植物种群密度的方法,对酵母菌计数时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。取适量培养液滴于普通载玻片后不对。

答案D

 

3. 取少量酵母菌液放入血球计数板直接计数,测得的数目是

A. 活细胞数    B. 死细胞数        C. 菌落数        D. 细胞总数

答案D

 

4. 下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述,正确的是

A. “探究水族中的群落的演替”实验中,水族箱应放在黑暗密室中

B. “观察细胞有丝分裂”实验中,洋葱根尖细胞用吡罗红或派洛宁染色

C. “探究酵母菌种群数量动态变化”实验中,用培养液培养酵母菌

D. “用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中,叶绿体和线粒体都不需染色

答案C

 

5. 为研究酵母菌种群密度的动态变化,某同学按下表所列条件进行了ABCD4组实验,用1000mL锥形瓶作为培养器皿,棉塞封口,在25℃下静置培养,其他实验条件均相同,定时用血球计数板计数。根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下,请分析回答以下问题。

 

1)图中曲线分别是__________组、__________组和__________组的结果。

2B组和A组的实验结果不同的原因是B____________

3D组和B组的实验结果不同的原因是D____________

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                                                         

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                  

答案:(1B  A  D  2)培养液较多,与空气接触面积较小,故供氧较少 

3)葡萄糖浓度较低,故营养物供应较少 

4)摇匀培养液后再取样  培养后期的样液稀释后再计数(5)浸泡和冲洗

1. 在培养条件完全相同的条件下,用一种培养液分别培养单细胞绿藻和单细胞酵母菌,培养结果如图。造成酵母菌培养失败最可能的原因是(   )

                        

A. 培养缸没有置于光亮处                B. 培养缸没有密封

C. 培养液不含有机成分                    D. 没有通入空气

 

2. 向装有10mL培养液的试管中接种少量酵母菌菌种,在适宜条件下培养较长时间,酵母菌种群数量(Y)随时间(X)的变化情况最可能是(   )

 

 

3. 某兴趣小组通过单独培养AB两种酵母菌,观察到了它们的种群数量在7天内的变化情况。在此基础上,他们又提出了“混合培养AB两种酵母菌,它们的种群数量怎样变化”的研究课题,并利用下列材料连续观察7天。

实验材料:含A酵母菌的培养液、含B酵母菌的培养液、5%的葡萄糖溶液、试管、滴管、显微镜、血球计数板(计数板的使用不作要求)等。

1)作出假说:                                         

2)探究实验步骤:

                                                                  

                                                                 

3)怎样处理实验过程中出现的下列问题?

①如果实验时发现血球计数板的一个小方格内酵母菌数量过多,难以数清时,该如何处理?

答:                                                              

②实验中在统计血球计数板每一方格中的酵母菌数量时,对于压在小方格界线上的酵母菌应如何计数?

                                                            

 

4. 为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,兴趣小组按下表完成了有关实验并定期对培养液中的酵母菌进行计数,绘制出酵母菌细胞数目变化曲线图。请回答:

 

 

1)上图中代表A组培养液中酵母菌种群数量变化曲线的是         。曲线c酵母菌数量达到的最大值比曲线a大的原因是         

2)该兴趣小组探究的课题是:          。该实验设计存在的不足之处是         

3)实验过程中需要控制的无关变量有         (至少列举出两种)。

4)参照上面实验,设计一个表格,用来记录改进后的实验数据。

5)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。

 

5. 探究实验:探究培养液中酵母菌种群数量随时间的变化情况。

(一)材料用具:

酵母菌菌种、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、滴管、显微镜、血球计数板等。

(二)假设:  _____________________________ 

(三)实验步骤:略。

(四)设计表格使至少能满足记录7天的实验数据:___________________

(五)为了进一步探究培养液中酵母菌种群数量的变化,某探究小组按照下表完成有关实验。

 

①请写出该小组研究的课题名称:探究_____________对酵母菌种群数量的影响。

②用显微镜定期测定酵母菌数目,结果A管中第3天数目迅速增加,第5天达到最大值,第6天结束实验。请在坐标中画出ABC三组预期结果的走势。

 

 

6. 下面是探究培养液中酵母菌种群数量与时间变化关系的实验:

【实验材料】酵母菌菌种和无菌马铃薯培养液、试管、血球计数板(2mm×2mm方格)、滴管、显微镜等。

【资料参考】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,用于在显微镜下对血细胞、微生物的计数;②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上,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。连续观察7天,并记录每天的数值。

根据以上叙述回答下列问题:

1)根据所学知识,该课题的实验假设是:开始在资源和空间充裕的环境中,酵母菌呈J型增长,随着时间的推移,由于___________________________,酵母菌呈S型增长。

2)本实验没有另设置对照实验,原因是____________________________。该实验是否需要重复实验?_________,试解释原因_____________________________________

3)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的数据。

5)试在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测,确定一个进一步探究的课题:_________________________________________________

 

7. 在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中,需利用计数板对微生物细胞进

行直接计数。计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片,样品就滴在计数室内。计数室由25×16=400个小室组成,容纳液体总体积为0.1mm3。某同学操作时将1mL酵母菌样品加99mL无菌水稀释,用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室,盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液,进行观察计数。

 

1)在实验中,某学生的部分实验操作过程是这样的:①从静置试管中吸取酵母菌培养液加入计数板进行计数,记录数据②把酵母菌培养液放置在冰箱中;③第七天再取样计数,记录数据,统计分析绘成曲线。请纠正该同学实验操作中的3处错误:

                                                               

2)在实验前应该对计数板、吸管等器具进行_________________处理。

3)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应采取的措施是                

4)如果观察到上图所示abcde 5个大格共80个小室内共有酵母菌48个,则上述1mL酵母菌样品中约有酵母菌       个;要获得较为准确的数值,减少误差,你认为该怎么做?                             

1. C

 

2. D

 

3.1)混合培养一段时间内两种类型的酵母菌的种群数量都增长,一段时间后A种群数量保持稳定,B种群数量大量减少(或其他合理假设)

2)步骤:①在甲、乙、丙三个相同的容器中加入等量的5%的葡萄糖溶液,分别接种等量的A种酵母菌、B种酵母菌和AB两种酵母菌,置于相同适宜条件下培养。

②定时取样,用血球计数板测定甲、乙、丙三个容器内酵母菌种群数量变化情况,并记录数据。

3)①适当稀释培养液    ②计数相邻两条界线及相邻(两个)顶点上的酵母菌

 

4.1 c   A组的培养温度更适合酵母菌的繁殖,环境阻力小

2 探究温度对培养液中酵母菌种群数量变化的影响    缺少高于20℃的温度组合

3)培养液的量、酵母菌母液的量、培养液的pH 、溶氧量等   

4)不同温度下培养液中酵母菌种群数量变化记录表

组别
时间
a组(5℃) b组(10℃) c组(15℃)
  a1 a2 a3 平均 b1 b2 b3 平均 c1 c2 c3 平均        
第一天                                
第二天                                
第三天                                
第四天                                
第五天                                
第六天                                
第七天                                

52×107

 

5.(二)酵母菌的种群数量随着时间的变化越来越多或者酵母菌的种群数量随着时间的变化先增多后减少

(四)

 

(五)①温度、营养物质   ②如下图

 

 

6.1)环境中资源和空间逐渐变得有限,代谢废物积累

2)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

3)增加菌种培养液的稀释倍数

4

      时间(天)

重复实验

1

2

3

4

5

6

7

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

平均

 

 

 

 

 

 

 

5)酵母菌的种群数量与营养物质(溶氧或pH或代谢废物等)的变化关系

 

7. 1)①应将试管轻轻震荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数

②应将酵母菌培养液放置在适宜温度下培养  

③应连续七天,每天观察、取样计数并记录数据

2)灭菌 3 适当稀释 42.4×108   多次计数,求平均值

探讨课题

1. 本实验需要设计对照实验吗?为什么?

2. 在计数前,还应有哪些步骤?这些步骤有何意义?需注意些什么?

3. 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?

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