Logistic方程参数估计和曲线拟合

1、华南师范大学实验报告学生姓名刘璐学 号20082501055专 业年级、班级课£名称 :实验项目 Logistic 方程参数估计和曲线拟合实验类型 验证 设计 综合 实验时间2011年3_月14_日实验指导老师实验评分Logistic方程参数估计和曲线拟合实验目的本实验通过对在5 C马铃薯培养液，22 C马铃薯培养液和22 C蔗糖培养液中酵母菌增长数量的观察，使学生了解在不同温度、不同培养液中酵母菌种群增长的情况以及掌握 Logistic 方程参数估计和曲线拟合。二、实验试剂、材料与器具1、实验试剂与材料酵母菌菌液，蒸馏水，去皮马铃薯，葡萄糖，蔗糖2、实验器具恒温培养箱、光学显微镜、

2、血球计数板、锥形瓶、量筒、移液管、纱布等实验步骤1、 配制马铃薯培养液和蔗糖培养液，分装进3个锥形瓶中（2个马铃薯培养液和1个蔗糖 培养液），编号A, B, C,高温高压灭菌。2、分别接种1mL的酵母菌菌液到 A, B, C瓶中，并把A, C放置在22 C, B放置在5C的培 养箱中培养。3、 每天定时观测一次， 记录酵母菌数量的变化情况，至酵母菌的数目连续 3天不变化为止。4、分析记录的数据，比较在不同温度、不同培养液下酵母菌的种群增长情况。四、实验结果与分析，个5- X八量s困母酵0123456789101112培养天数/天图15C马铃薯培养液下酵母菌种群增长曲线图222 C马铃薯培养液下

3、酵母菌种群增长曲线542100图322 C蔗糖培养液下酵母菌种群增长曲线0从上述曲线图，可以看出22C马铃薯培养液为酵母菌增长的最适环境。该曲线（见图2）总体上呈现“先升后降”的变化趋势，而非呈“ S”形增长。原因可能是酵母菌增殖和 衰退的速度均比较快， 而我们观测的间隔时间较长。 我们没有相应补充培养液中所消耗的 营养物质，使得营养物质消耗殆尽，酵母菌数量急剧下降。由于我们实验所得的 22 C马铃薯培养液下酵母菌种群增长曲线非呈“S”形增长，因此难以进行 Logistic 方程曲线的拟合 1 ，故在此仅做种群曲线变化情况的分析。一般而言， 培养液中的酵母菌种群数量变化可以分为调整期、 对数期

4、、 稳定期和衰亡期 这 4 个时期 2 。调整期： 酵母菌培养开始时一般不立即增殖， 而是要完成对新环境的调整和适应。 这段 时间内细胞代谢活跃，体积增长较快，大量合成细胞增殖所需的物质和能量2 。如图 2中培养的第 1 天。对数期： 是酵母菌生长、繁殖最旺盛的时期。这时期酵母菌代谢旺盛，形态、生理比较 稳定2 。如图 2 中培养的第 2 天到第 4天。 不过在图 2 的对数期中出现了升降升的 情况， 这可能是由于各人统计数据时的标准不统一， 或计数时将一些杂质等计算在内， 或计 数时没有区分活菌和死菌等原因，使最终结果产生误差。稳定期： 当酵母细胞的繁殖速度达到最高峰时， 其细胞总数不会再增

5、加， 新增加细胞数 和死亡细胞数出现动态平衡 2 。若在稳定期停止培养，则酵母菌的种群增长曲线是呈“S”形的。 但在图 2 中难以看出稳定期， 这可能是因为该环境下酵母菌培养的稳定期非常短，不到一天的时间。衰亡期： 这一时期内营养物质消耗殆尽，有害代谢废物积累加剧， 生长环境进一步恶化，酵母菌大量死亡 2。如图 2 中的第 5天至第 10 天。但从图中可以看到，在培养的第 7天到 第 9 天，酵母菌的种群数量出现稳定， 下降速度明显减缓， 这可能是因为在培养的第 5 天到 第 6 天中， 酵母菌大量减少， 使得种群密度下降， 对营养物及空间争夺相关的种内斗争减少 所造成的 2 。但由于有害代谢

6、废物积累，最终酵母菌数量还是在不断下降。对比22 C马铃薯培养液下酵母菌的种群增长，在5C马铃薯培养液中培养的结果（见图 1） 是，第 1 天至第 8 天，酵母菌种群数量没有明显增长，而到了第 9 天和第 10 天，酵 母菌开始旺盛生长。这可能是因为低温抑制了酶的活性，使得调整期增长而导致的3 。我们可以预测由于低温的影响，酵母菌生长的稳定期会延长，衰亡的速度会减慢3。对比22C马铃薯培养液下酵母菌的种群增长，在22C蔗糖培养液中培养的结果（见图3)是酵母菌有少量生长， 但很快便衰亡。 这是因为在蔗糖培养液中酵母菌生长所需的碳源、 氮源、无机盐、 生长素等缺少或不足，因此无论温度条件多么适宜，

7、酵母菌的生长还是受到 了不利影响 2 。五、讨论1、在本次实验中，进行酵母菌的计数时，应注意取菌液前必须摇匀，而且不能取底部马铃薯杂质沉淀较多的部分，因为这样会使得统计的数据摇摆不定 4 。同 时，由于每个同学计数时的标准不一致，如对方格界限上的酵母菌的计算，出 芽的酵母菌的计算等，这样最后的结果上会存在偏差 4 。另外，我们研究的是 酵母菌种群数量变化，具体上应为培养液中活菌体的数量变化，而我们计数时 没有区分活菌和死菌， 故观测得到的总菌数，与应统计的活菌数误差会很大 4 。 再有，由于每次取样、计数使得实际酵母菌培养液在不断减少，因此得到的酵 母菌总数会不准确 5 。2、在酵母菌的培养过程中，由于营养物质的消耗，代谢产物(特别是次级代谢产物)的积累，会导致培养液中pH值、Q状况等的改变2，此外在计数过程中因为没有严格按照实验操作而会对培养液或多或少地造成污染，这些都会对最 终的实验结果产生影响。六、参考文献【1】 杨持.生态学实验与实习 .第二版 . 北京:高等教育出版社 ,2008:67-70.【2】 沈 初 见 . 探 究 培 养 液 中 酵 母 菌 种 群 数 量 的 动 态 变 化 J. 生 物 学 通 报,2005,40(08):41-43.【3】 陈维 . 探究温度对酵母菌种群数量的影响 J. 生物学通报 ,2008,43(12):46-48.【4】 张昊