酵母菌

探究酵母菌细胞呼吸的方式常熟外国语学校黄斌英一、实验要求课标中要求探讨酵母菌细胞的呼吸方式。08考试说明中对该实验的要求是C级，即具备初步探究一些生物学问题、恰当评价和完善实验方案的能力。教参中提出探究酵母菌细胞呼吸方式的活动主要解决几个问题：了解酵母菌作为单细胞生物采取何种方式进行细胞呼吸；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么；在实验中如何控制实验条件和检测结果；如何设计对照实验等。二、应对措施该实验是探究实验，所以让学生全程参与实验过程。包括实验课题的确定、材料的准备、实验过程的设计、现象的解释和结论的得出。实验的前提是学生不知道酵母菌的呼吸方式，也不知道酵母菌的产物是什么。教师在实验过程中给予指导，而不是安排。三、实验过程1.实验讲析：酵母菌似一种单细胞真菌，在有氧无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，便于用来探究细胞呼吸的不同方式。单细胞真核生物生长周期短，增殖速度快还可以用酵母菌作为实验材料研究探究酵母菌的呼吸方式2.实验导析：（1）提出问题：酵母菌的呼吸方式是什么？如果是有氧呼吸，那么产物是什么？如果是无氧呼吸，那么产物是什么？据了解其他生物有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸的产物可能是酒精和二氧化碳或乳酸，那酵母菌的产物是什么，如何检测？有氧呼吸产生的能量多还是无氧呼吸产生的能量多？给出学生思考的方向和空间，有利于学生注意力集中。材料清单：安琪牌酵母菌干粉、巴斯德培养液（用于培养酵母菌）、锥形瓶若干（250mL和50mL两种型号）、橡胶塞若干、打孔器、玻璃管若干（有弯曲和直的）、橡胶管若干、夹子、小型气泵、滤纸、漏斗、澄清石灰水、温度计、溴麝香草酚蓝溶液（检验CO2的生成）、酸性重铬酸钾溶液（检验酒精的生成）。（2）作出假设：根据自己已有的知识和生活经验，针对所提出的问题作出假设。（3）根据自己的假设分小组讨论，制订实验方案。可以参考书本中给出的实验方案。（4）讨论提出的实验方案，教师对有危险性的错误提出改正，对其他错误则提出简单的提示，并不要直接指出不足之处。（多分几个小组）学生提出的课题酵母菌是否既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸？在何种情况下（有氧或无氧），酵母菌可以产生酒精？酵母菌细胞无氧呼吸能不能产生二氧化碳？酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可以提供能量，哪种情况下产生能量更多？3.实验结果讨论和交流：（1）讨论实验结果是否与假设一致。（2）讨论结果是否符合实际。（3）讨论实验误差的原因。（4）讨论实验过程的科学性和严谨性。（5）讨论实验过程的优点和确定。（6）讨论实验过程的改进方案。（7）讨论酵母菌的呼吸方式，总结呼吸方式产生的过程和条件。（8）该实验在实际生活中的应用有哪些？4.写实验报告：（1）实验报告必须是事实。（2）实验报告要课题、实验原理、材料用具、实验步骤、结果分析、结论、出现问题的原因和解决办法。（3）实验总结。优点是什么，缺点是什么，如何改进。四、实验反思1.实验材料的反思：（1）因为是探究实验，实验材料不能固定死，所以必须事先要求学生给出材料用具清单，真正做到探究实验。（2）溶液的配制、器具的连接全部交给学生去做，教师只要提供材料即可。（3）教师要讲清楚每种试剂的使用方法和使用剂量。如溴麝香草酚蓝水溶液配置的时候需要的剂量很少，用药匙的小头放一点即可。（4）检测CO2的有无或者量的多少澄清石灰水要比溴麝香草酚蓝水溶液的效果好，时间短，效果明显。而且溴麝香草酚蓝水溶液做指示剂不是很理想。2.实验过程反思：酵母菌液澄清石灰水溶液气泵NaOH溶液酵母菌液澄清石灰水溶液气泵NaOH溶液澄清石灰水溶液有氧呼吸装置改进酵母菌液澄清石灰水溶液无氧呼吸装置气泵酵母菌液酵母菌液检验酒精的生成无氧呼吸装置有氧呼吸装置酸性重铬酸钾溶液（酒精能使其橙黄色变成灰绿色）(浓度低）气泵酵母菌液酵母菌液检验能量的产生有氧呼吸装置无氧呼吸装置3.分组的反思分组以自愿为原则可以把总课题分开来做，如本实验可以分为三个小实验来做，大家做自己感兴趣的课题。各小组明确分工，制定明确的责任，培养团体的领导和合作。巩固练习1.下图是探究酵母菌呼吸作用方式的实验装置。以下说法正确的是（）A.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收CO2B.装置乙在C处可检测到有酒精生成C.装置乙应让B先反应一会再连接D.两个装置均需要在黑暗条件下进行C小明同学对酿酒技术非常感兴趣而且一直兴奋已，于是他决定亲自酿一坛葡萄酒。首先他去网站搜集有关酿制葡萄酒的资料：（1）发酵所需的适宜条件：温度：18℃~25℃，20℃左右是最适宜温度pH值：4.0~5.8为最适pH值，在最低pH=2.5，最高pH=8.0时尚能生存，但生长极其缓慢而且容易死亡。（2）传统发酵技术所使用的酵母菌的来源：附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。所以酿葡萄酒大多不需要添加酵母菌，剪破葡萄皮与葡萄汁充分接触就行了，最后将它们一并放在发酵缸里发酵。搜集完资料小明初定酿酒步骤，他的步骤如下：1.选择___________葡萄（葡萄要不要用洗涤剂清洗？）2.剪破葡萄皮放入事先选好的容器内。容器内能否盛满葡萄？葡萄皮应该留在容器里么？为什么？3.爷爷告诉小明发酵时先将容器完全密封，不能让空气进入，然后将密闭好的容器放置在__________环境中保存。如果不密封，有什么后果？4.写出酿酒过程中的反应方程式：下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析（1）A瓶加入的试剂是，其目的是。（2）C瓶和E瓶加入的试剂是，其作用是。（3）图中装置有无错误之处，如果有请在相应的图中加以改正。（4）经过A瓶的处理，可能还不能保证进入B瓶的气体中不含有二氧化碳，如何处理就可以知道进入B瓶的气体中肯定不含有二氧化碳了？。（5)如果乙装置可以产生酒精，如何检测。在生活中有那些应用：。探究培养液中酵母菌种群数量的变化一、实验要求课标中要求探究培养液中酵母菌种群数量变化08考试说明中对该实验的要求是C级，即具备初步探究一些生物学问题、恰当评价和完善实验方案的能力。教参中要求通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。二、实施过程提出问题：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？作出假设：鼓励学生积极大胆地提出假设，要围绕问题，提出预期结果作出符合逻辑的假设。讨论探究思路：这是开展探究活动的重要内容之一，通过讨论能使学生明白实验设计的基本原理，在具体操作过程时做到心中有数。（根据提供的实验材料、器具和实验过程中可能出现的问题进行讨论）制定计划：事前做好周密的计划，定程序、定时间、定人员。实施计划：按计划确定工作流程，做好实验记录。分析结果，得出结论：将记录的数据用曲线图表示出来，讨论分析实验的结果与假设是否一致。三、实验中注意的问题1.取材菌种用高活性的酵母菌。培养液用无菌马铃薯培养液，取材方便，而且味道不太浓。2.酵母菌计数利用血球计数板在显微镜下直接计数，是一种常用的微生物计数法。此法的优点是直观、快速。此法适用稀释的菌悬液（或孢子悬液），也就是液体培养基中菌体的计数。此计数法是在显微镜下计数的，也叫做显微镜直接计数法。此法计得的是活菌体和死菌体的总和，又称为总菌计数法。（1）血球计数板构造：实物图正面图纵切面图计数室滴液处（2）计算以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算：假设五个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，那么，一个大方格中的总菌数（即0.1mm3中的总菌数）为A/5×25×B因1ml＝1cm3=1000mm3故1ml菌液总的总菌数＝A/5×25×B×10×1000＝50000A·B（个）（3）操作步骤稀释：将酵母菌培养液进行适当的稀释，如菌液不浓，可不必稀释。镜检计数室：在加样前，先对计数板的计数室进行镜检。若有污物，则需要清洗后才能进行计数。加样品：在清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片，再用无菌的细口滴管将稀释的酵母菌液由盖玻片边缘一小滴（将计数室充满即可），让菌液沿缝隙靠毛细渗透作用自行进入计数室。注意不可有气泡产生。显微镜计数：静止5分钟后，将血球计数板置于显微镜载物台上，用低倍镜（16×10）找到计数室所在的位置。每个计数室选5个中格（选4个角和中央的中格）中的菌体进行计数。每个小格内约有5-10个菌体为宜。位于格线上的菌体一般只数上方和右边线上的，如遇顶角的只算右上角的菌体。如遇酵母出芽，牙体大小达到母细胞的一半时，即作为两个菌体计数。计数一个样品要从两个计数室中计得的值来计算样品的含菌量。清洗血球计数板：使用完毕后，将血球计数板在水龙头上用水柱冲洗，切勿用硬刷洗刷，洗完后自行晾干或用吹风机吹干。镜检，观察每个小格内是否有残留菌体或其他沉淀物。若不干净，则必须重复洗涤至干净为止。实验报告：1.结果：将结果记录于下表。A表示五个中方格的总菌数；B表示菌液稀释倍数。各中格中菌数AB二室平均数菌数/ml12345第一室第二室2.讨论：血球计数板上的误差主要来自哪些方面？应如何减少误差，力求准确？多次测量取平均值。一个小组取同样的菌液进行计数，取平均值。（4）体会学生对显微镜不熟悉。学生对血球计数板不熟悉。空白的时候可以找到大格和中格，滴加菌液后就找不到了。菌液浓度太高。一般最好的浓度是1克干酵母菌溶于5000毫升无菌水为佳。（训练血球计数板的使用）学生数数没有耐心。组与组之间差异很大，主要是滴加溶液时没有振荡试管。如果镜检是发现小格内酵母菌过多，则应当稀释后在计数。酵母菌种群个体数量变化0200400600800100012001234567时间／d酵母菌数量／万个·mL-1酵母菌种群个体数量变化0200400600800100012001234567时间／d酵母菌数量／万个·mL-13.所得数值用曲线图表示第1天第3天第6天第7天死亡每天同一时间，各组取出本组的试管，用血球计数板计数酵母菌个数，并作记录，连续观察7天。时间（天）菌数（2.5×104个）组别起始1234567甲乙丙………………………平均活菌数出生率死亡率出生率≈死亡率出生率死亡率试管编号培养液/mL无菌水/mL酵母菌母液/mL温度（℃）A10—0.128B10—0.15C—100.128针对“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”，有人提出了新的问题，某同学按下表完成了有关实验。温度、营养物质对酵母菌生长的影响巩固练习在计算酵母菌个数的时候经常用到血球计数板，下列说法正确的是（）A.血球计数板只能对活细菌计数B.血球计数板每个计数室内的容积为1mm3C.血球计数板在滴加样品的时候应该先滴加，后盖盖玻片D.遇酵母出芽，牙体大小达到母细胞的一半时，即作为两个菌体计数D（3）4.实验预测结果及结论：答案：1.探究温度对酵母菌种群数量的影响2.（2）把1号试管放入5℃的恒温箱中培养，把2号试管放入28℃的恒温箱中培养，把3号试管放入70℃的恒温箱中培养。（3）每天同一时间，各组取出试管，用血球计数板分别计数酵母菌个数，并作记录，连续观察7天。3.如果酵母菌数目1号＜2号＜3号，说明温度越高，越适合酵母菌生长。如果酵母菌数目1号＞2号＞3号，说明温度越低，越适合酵母菌生长。如果酵母菌数目1号＜2号＞3号，说明酵母菌生长有一个最适温度。利用计数板可在显微镜下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个小格组成，容纳液体的总体积为0．1mL。现将lmL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。现观察到图中所示a、b、c、d、e5个中格80个小格内共有酵母菌44个，则上述1mL酵母菌样品中约有菌体__________个。为获得较为准确的数值，减少误差，你认为可采取的做法是______________________________________________。220000随机取中格计算、格线上的要只能算上方和右线、分组测量取样前要振荡试管依据“培养液中的酵母菌