何文耀
河源高级中学 广东省 河源市 517000
摘要 很多学校因条件限制无法进行“探究培养液中酵母菌种群数量的改变”实验，很多学者都对这个实验进行改进，本文对各位学者的改进进行归纳分析，为一线教师的教学提供参考。
关键词 酵母菌种群；数量变化；实验改进
“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”是《普通高中生物课程标准》规定学生掌握的实验。本实验设计的意图在于让学生通过观察实验室条件下酵母菌的种群数量变化，加深对“J”和“S”曲线的理解。
在教学中，很多学校没法开展这个实验，原因主要有:受教学条件限制，没有超净工作台、高压蒸汽灭菌锅，恒温培养箱等微生物培养所需要的仪器，无法创造一个无菌的环境;实验周期长，需要连续七天每天定时取样计数，而高中教学节奏非常紧张，留给学生进行实验的时间很有限，这样会影响到正常的教学秩序；实验所涉及到的考点比较少，而且很少考，再加上条件上的局限，使得很多学校不重视这个实验;学生对血球计数板的使用比较难把握，根据实验数据制作出来的数学模型不准确，所以很多学校只是在课堂上进行简单讲解。
为了使更多的学校能开展这个实验，提高学生实验操作和实验数据分析能力。很多教师对这个实验进行了改进，在此我总结归纳各位教师的改进之处。
1.实验材料或试剂的改进
这个实验难度之一在于操作上如何使用血球计数板，其次酵母菌体积微小，用血球计数板也常常计数不清，导致最终的结果不准确。所以王海滨[1]江东海[2]建议使用草履虫或小球藻代替酵母菌，使用草履虫的优点有：材料选取容易；体积较大计数容易；无需染色，可进行活体统计避免抽样个体不能放回培养造成的误差；培养液非常容易获取。此外王海滨[1]还提出可以用小球藻代替酵母菌，小球藻作为实验材料的优点在于其体内有叶绿素，呈绿色，观察时无需染色。但是笔者认为小球藻有个缺点就是其增殖分裂的速度较酵母菌慢，约10 h分裂一次，这会使学生需要花更长的时间进行这个实验。
这个实验中要用无菌的马铃薯培养液或肉汤培养液，两种溶液的配置都需要无菌操作，这对于教学条件较落后的学校来说是一个难点，但是王海滨[1]提出可以使用5%葡萄糖溶液代替无菌的马铃薯培养液或肉汤培养液，而有一些医用的葡萄糖溶液的浓度就是5%的，所以使用购买的医用5%葡萄糖溶液作为培养液可以解决无菌操作问题。
2.实验器材的改进
用草履虫替代酵母菌进行实验，则可以使用培养皿代替试管来培养草履虫，这样做可以更有利于统计种群数量变化，而且使用草履虫进行实验时因为草履虫较大可以使用解剖镜代替显微镜，解剖镜操作比显微镜更加简单，学生更容易掌握[2]。
用酵母菌进行实验时，为了改进课本中采用试管培养酵母菌时，能容纳的培养基量过少的缺点，王海滨[1]提出使用200 mL锥形瓶来代替试管，这样的优点在于在观察种群数量变化时容易取样，不用稀释或少稀释，培养时瓶口用棉花或薄膜进行覆盖即可。而且在实验室的实际操作中培养微生物也多数采用锥形瓶。
在接种酵母菌时需要超净工作台营造一个无菌的环境，但是很多学校没有条件购买超净工作台或者超净工作台的数量不足，针对这个问题蔡华成[3]和何万红[4]提出了可行的替代方案，他们都提出可以在操作台上放置两盏酒精灯来营造一个无菌环境，其中蔡华成[3]还提出可以在酵母菌培养液中添加适量的青霉素来提高酵母菌的培养效果，而何万红[4]则通过把一个培养瓶多次取样改为单次取样来降低污染几率。
3.培养及取样方法的改进
在课本中建议对酵母菌的种群数量变化持续观察7天，而这将消耗学生和教师大量的时间，可行性不高，所以有学者在这个方面对实验进行改进。改进主要从两个方面进行，王海滨[1]提出每天取样进行显微计数太过于麻烦，所以认为可以让学生每天定时取样，然后用固定液将酵母菌固定后存放于4 ℃的冰箱，等7天取完样品后再一起进行计数，这样学生就不用花大量的时间取样计数；徐宛钰等[5]的改进思路刚好相反，她提出可以课前7天开始，每天向已灭菌的培养液中接种等量菌种，这样在第七天时就可以得到一组具有不同培养天数的培养液，在第七天时可以让学生一次性进行7天的取样和计数。笔者觉得王海滨的方法存在一些不足之处，因为用固定液固定酵母菌后全部酵母菌都是死的，无法识别出酵母菌的死活，而徐宛钰的改进方案更具可行性。
此外，关于培养和取样方法还有学者提出不一样的意见，何万红[4]通过实验数据提出如果按照书本的建议培养酵母菌7天，那么得到的种群数量变化图中酵母菌的种群数量在24 h时就达到了最大值，图像缺失了调整期和对数期，无法观察到“J”和“S”型曲线变化，所以他认为酵母菌不应该连续培养7天，每天取样，应该要培养14 h，每2 h取样。他根据改进的实验方案进行实验得到的图表可明显看到“J”和“S”型曲线变化，而马会放等人[6]也提出了类似的改进方案。
4.计数方法的改进
在利用显微镜进行血球计数板计数时，学生常常会因为看显微镜时间长而发生眼花，没耐心等现象，所以为了解决这个问题杨丹燕[7]提出用计算机软件对图片上的酵母菌数量进行统计，这样不仅快速，而且还很准确。但是笔者认为这无疑又为教学条件落后的学校提出新的挑战。所以笔者觉得可以使用手机拍下血球计数板的实验照片，让学生在课后完成酵母菌的计数工作会好一些。
在这实验中，课本没有要求区分样品中的活酵母菌或者死酵母菌，所以在计数时不管死活会把所有的酵母菌都计入，这会导致实验数据远大于实际数据。针对这个问题蔡华成[3]和何万红[4]提出可以利用活细胞细胞膜的选择透过性进行区分死活细胞，其推荐使用亚甲基蓝染色的方法来区分死酵母菌或者活酵母菌。不过笔者认为使用台酚蓝会更好一些，因为台酚蓝鉴定死细胞的方法在书本提及过，使用台酚蓝鉴定不只可以区分死细胞达到目的，还可以联系之前学习的知识点，可谓一举两得。
5.总结
总而言之，笔者觉得各位学者对于这个实验的改进各有优点，到文章的最后笔者将根据各位学者的改进及其效果，提出一个实验方案。新方案的具体内容为：使用医用5%葡萄糖溶液培养酵母菌，培养器皿使用锥形瓶，在接种和取样时如果没有超净工作台可以在操作台上放置两盏酒精灯来营造一个无菌环境，降低被污染的可能性，取样时间在14 h到24 h之内每2 h取样一次，具体取样方法可以参考何万红提出的方案[4]，最后计数时用台酚蓝染色后让学生对各组实验进行拍照，课后再整理数据，绘画和分析曲线图，这样可以增强实验的可行性。