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探究实践 培养液中酵母菌种群数量的变化
第1章 种群及其动态
“J”形增长
“S”形增长
抽样检测
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浅仰芹
类型
①酵母菌培养
培养基培养液)，条件
条件
目的
②振荡培养基
酵母菌
分布于培养基中
无盖盖玻片，再滴酵母菌液
a.将含有酵母菌的培养液滴在
,让培养液自行渗入，用滤纸吸
③观察
去多余的培养液
并计数
b.待酵母菌细胞
将计数板放在
的中央，计数一个
小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，
估算试管中酵母菌总数
重复②
③步骤
连续观察天，统计数目
将所得数值用
表示出来，得出酵母
④绘图分析
菌种群数量的变化规律
培养时间d
0
I
I
O
培养时间h
23[实验基础·自主学习]
1．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、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”形增长；在有限的环境中，酵母菌种群的增长呈“S”形增长。
2．实验步骤
3．计数方法：抽样检测法。
[实验关键·探究学习]
1．血细胞计数板的结构及计数规则
(1)结构：血细胞计数板常用来统计细胞、细菌等的数量。血细胞计数板如图所示：
A．正面观图
B．侧面观图
计数室通常有两种规格：
a．25中格×16小格型计数板 b．16中格×25小格型计数板
(2)计算公式：
①如果是25中格×16小格的计数板，除了计数其4个对角方位的中格内的酵母菌数外，还需再计数中央的一个中格(共5×16＝80个小格)内的酵母菌，则计算公式为：酵母菌数/mL＝(5个中格内酵母菌数÷80)×400×104×稀释倍数。
②如果是16中格×25小格的计数板，要计数4个对角方位的中格(共4×25＝100个小格)内的酵母菌，则计算公式为：酵母菌数/mL＝(4个中格内酵母菌数÷100)×400×104×稀释倍数。
2．实验结果与分析
(1)酵母菌增长曲线图：
(2)趋势：先增加再减少。
(3)分析
①增长：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，出生率高于死亡率，种群数量剧增。
②稳定和波动：随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗、pH变化、有害产物积累等，酵母菌死亡率逐渐升高，当死亡率等于出生率时，种群数量不再增长。
③衰退：随生存条件进一步恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。
3．实验关键
(1)操作提示
①溶液要进行定量稀释，每天取样的时间要固定。
②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，减小误差。
③制片时，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。多余的培养液用滤纸吸去。
④制好玻片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。
⑤结果最好用记录表记录，如表所示：
时间(天) 1 2 3 4 5 6 ……
数量(个) ……
(2)计数提示
①计数原则：显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计相邻两边及其夹角”的原则计数。
②结果异常的原因：
a．统计结果偏小的原因：取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏少；在计数时，未计边缘的酵母菌等。
b．统计结果偏大的原因：取液时未摇匀，吸取了表层的培养液；在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。
(3)注意事项
①测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的，与自然界中的种群数量变化有差异。
②在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单细胞生物，因此必须在显微镜下计数，且不能准确计数，只能估算。
③血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。
④清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。
[实验应用·对点练习]
1．(2020·江苏高考)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，错误的是( )
A．将酵母菌接种到培养液中，并进行第一次计数
B．从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数
C．每天定时取样，测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线
D．营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一
B [该实验在时间上形成前后对照，因此将酵母菌接种到培养液中时要进行第一次计数，A正确；抽样检测时，需将培养液振荡、摇匀后取样，B错误；每隔一定时间测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线，C正确；营养、温度、pH、有害物质的积累等都是影响酵母菌种群数量变化的因素，D正确。]
2．在盛有100 mL一定浓度葡萄糖溶液的培养瓶中加入少量活酵母菌，将培养瓶置于适宜温度、通气良好等条件下恒温培养24 h，每隔一定时间抽取1 mL样液检测酵母菌的数量，统计结果如表所示。下列有关叙述正确的是( )
时间(h) 0 3 6 9 12 15 18 21 24
酵母菌数量的对数 3.2 4.1 5.2 6.5 7.5 8.1 8.7 8.3 7.1
A．探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法
B．该酵母菌种群数量总体呈“S”形增长，在第18 h左右种群数量达到最大值
C．酵母菌计数时，将培养液先滴入计数室后盖上盖玻片，再在显微镜下观察计数
D．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计中方格内部的酵母菌
B [探究酵母菌的种群数量变化不宜采用标记重捕法或样方法，通常采用的是抽样调查，使用血细胞计数板计数法(显微计数法)进行种群密度的计算，A错误；分析表格数据可知，酵母菌数量从第0 h开始增加，第18 h左右达到最大值，此后受资源和空间等因素的限制，酵母菌种群数量下降，种群数量总体呈“S”形增长，B正确；酵母菌计数时的正确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，用滤纸吸走多余的培养液后，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部后，在显微镜下观察计数，C错误；与样方法一样，用血细胞计数板计数酵母菌数量时，对方格内的酵母菌采用的统计原则是“计上不计下，计左不计右”，D错误。]
3．温度在15～35 ℃时，酵母菌种群数量增长较快。下表是同学们进行相关探究实验得到的结果(单位：×106个/mL)：
温度(℃) 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 第6次 第7次 第8次
0 h 24 h 48 h 72 h 96 h 120 h 144 h 168 h
15 1.2 3.0 3.8 4.6 4.0 3.2 2.8 2.5
20 1.2 5.0 5.3 4.2 2.1 1.2 0.8 0.6
25 1.2 5.2 5.6 4.6 2.9 1.0 0.6 0.2
30 1.2 4.9 5.5 4.8 2.2 1.3 0.7 0.5
35 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 1.3 0.8 0.6
以下分析错误的是( )
A．可以用血细胞计数板在显微镜下对酵母菌进行计数
B．据表分析，酵母菌种群数量增长的最适温度约为25 ℃
C．不同温度条件下酵母菌种群数量达到K值的时间不同
D．每天取样检测一次即可，不需要固定取样的时间
D [每天取样检测一次即可，但需要固定取样的时间，否则无法进行比较酵母菌在每天某一特定时间的数量的变化。]
4．某同学完成“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，图1为利用血球计数板(1/400 mm2×0.1 mm)通过显微镜观察时，实验第6天对酵母菌培养液稀释100倍后的统计结果。图2为培养液中的酵母菌数量的变化情况。下列相关叙述错误的是( )
图1 图2
A．实验第6天(图1)培养液中酵母菌的数量约为5×108个/mL
B．计数前用台盼蓝染色，可使计数结果更科学
C．取样时为避免吸到培养液底部的死菌，滴管应轻轻吸取，避免溶液晃动
D．图2中de段发生的原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关
C [实验第6天(图1)培养液中，中格中酵母菌数为20，共包括16个小格，，每个小格酵母菌数为1.25，稀释倍数为100，故酵母菌的数量约为1.25×400×104×100＝5×108个/mL，A正确；由于台盼蓝染色可区分死菌和活菌，故计数前用台盼蓝染色，可使计数结果更科学，B正确；吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差，C错
误；图2中de段酵母菌数量减少，原因可能与营养物质的消耗、pH的改变等有关，D正确。]
5．(2019·全国卷Ⅰ)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3 h、10 h、23 h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物
B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同
C．在培养到23 h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的
D．培养基更新时间间隔为23 h时，种群增长不会出现J型增长阶段
D [异养生物可以把有机物转化成无机物，A正确；随着微生物的生长繁殖，培养基中的营养物质不断减少，代谢废物不断增加，故更换培养基的频率不同可以表示环境资源量的不同，B正确；由曲线可知，a组中细菌甲在23 h前，数量增长一直很快，说明该组培养基中的营养和空间条件一直是充裕的，C正确；培养基更新时间间隔为23 h时，在培养的早期，培养基中的营养和空间资源是充足的，细菌甲种群的增长会出现J型增长阶段，且图中a、c曲线在早期重合，也可说明早期可出现J型增长阶段，D错误。]
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