探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验专题研究
杜翠华 (南通高等师范学校 江苏南通 226100)
【摘 要】在《江苏省普通高中生物课程标准教学要求(修订稿)》中,明确指出“探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验”旨在引导学生通过对培养液中酵母菌种群数量的观察,探究种群数量的变化规律,进而统计数据,建构数学模型,绘制变化曲线.如何使用血球计数板和进行菌体计数是该实验的重点和难点,建议教师加强实验演示和指导.在研读《江苏省普通高中生物课程标准教学要求(修订稿)》之后,认为在这个探究活动中彰显了四个科学方法的完美结合:(1)微生物培养法;(2)抽样检测法;(3)显微观察法;(4)数学模型法. 【期刊名称】中学生物学 【年(卷),期】2011(027)010 【总页数】3
在《江苏省普通高中生物课程标准教学要求(修订稿)》中,明确指出“探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验”旨在引导学生通过对培养液中酵母菌种群数量的观察,探究种群数量的变化规律,进而统计数据,建构数学模型,绘制变化曲线。如何使用血球计数板和进行菌体计数是该实验的重点和难点,建议教师加强实验演示和指导。在研读《江苏省普通高中生物课程标准教学要求(修订稿)》之后,认为在这个探究活动中彰显了四个科学方法的完美结合:(1)微生物培养法;(2) 抽样检测法;(3) 显微观察法;(4) 数学模型法。因此教师需要具有较高的科学素养,才能更好地提高教学的有效性,更好地提高学生科学素养。探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化是一项有着多方面意义和价值的探究活动。
1 本探究性实验的基本程序(表1)
在本探究实验的基本程序中设计实验(讨论探究思路、制定计划)和进行实验(实施计划)的两个环节是本实验的重点,也是难点,教师必需灵活掌握上述四个科学方法是实验成功的关键。下面将逐一介绍这四个科学方法。
2 酵母细胞的培养法
培养酵母细胞是本探究活动的基础。需要完成以下步骤。 2.1 选择实验材料和用具
(1)实验材料酵母菌的优点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。
(2)材料用具:酵母菌母液、蒸馏水、无菌水、马铃薯培养液、葡萄糖、1 mol/L硫酸溶液、烧杯、试管、滴管、量杯、漏斗、1 mL刻度吸管、标签、玻璃棒、酒精灯、pH试纸、天平、计数板、恒温箱、显微镜、高压蒸汽灭菌锅等。
2.2 配制马铃薯培养液 (1)培养基成分:
马铃薯 20 g,葡萄糖 2 g,琼脂 1.5~2 g,水 100 mL,自然pH。 (2)配制方法:
① 配制20%马铃薯浸汁:取去皮马铃薯200 g,切成小块,加水至1 000 mL。80℃浸泡1 h,用纱布过滤,然后补足失水至所需体积。100 Pa灭菌20 min。即成20%马铃薯浸汁,贮存备用。
② 配制时,按每100 mL马铃薯浸汁加入2 g葡萄糖,加热煮沸后加入2 g琼
脂,继续加热融化并补足失水。 ③ 分装、加塞、包扎。
④ 高压蒸汽灭菌:100 Pa下灭菌20 min。 (3)实验步骤:
① 将10 mL马铃薯培养液分别加入相同1、2、3号试管,塞上棉塞。 ② 将酵母菌母液接种入各试管的培养液中,计数起始酵母液个数(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)。 ③ 将试管放在25℃条件下培养7 d。
④ 每天同一时间,从各组取样计数酵母菌个数,并作记录,连续观察7 d。 ⑤ 分析数据,画出曲线。
3 抽样检测法
关于估算种群密度的方法,一般来说,在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以逐个计数。但是,在多数情况下,逐个计数非常困难,需要采用估算的方法即只计数种群的一小部分,用来估计整个种群。植物可以用样方法,动物可以用标志重捕法。对一支试管10 mL培养液中的酵母菌逐个计数其起始值和每天的动态数量是很困难的,所以只能估算,用抽样检测法,即用吸管吸取一小部分培养液,来计数其酵母菌数,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
4 显微观察法
在本实验中,需要测定酵母菌细胞数量。测定酵母菌细胞数目的方法有多种,常用显微镜直接计数,此方法必须用到血球计数板,而血球计数板的原理、使用和计算的教学让教师深感困惑,教师若纯粹地理论讲解,学生很难理解,教