陳燕

摘 要?教材中該實(shí)驗(yàn)實(shí)施起來很困難：耗時(shí)較長;實(shí)驗(yàn)器具無法滿足實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)施較難;實(shí)驗(yàn)中有氧、無氧條件難以把握;實(shí)驗(yàn)器材多且較大，藥品用量較大。利用注射器可以嚴(yán)格控制氧氣有無，使實(shí)驗(yàn)簡化快捷，可以隨堂化。

關(guān)鍵詞?;酵母菌;控制氧氣;呼吸方式;創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2018）13-0242-01

2018年8月，筆者代表廣元市高中生物老師參加了2018年度四川省中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課評選活動(dòng)，筆者的說課題目是《探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式》，本實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)《必修1》第五章第三節(jié)“ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸”中的一個(gè)重要探究性實(shí)驗(yàn)，也是高考考查的重點(diǎn)。它是以酵母菌為實(shí)驗(yàn)材料，通過控制有氧和無氧條件，檢測CO₂和酒精的生成情況，探究酵母菌在不同條件下細(xì)胞呼吸的方式。

教材實(shí)驗(yàn)裝置雖然能較直觀反映有氧條件和無氧條件的對比實(shí)驗(yàn)。但是筆者在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)實(shí)施起來有以下困難：

①耗時(shí)較長：整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成要用時(shí)8～10h，不便于課堂操作。

②條件難控：有氧條件的控制是用氣泵或橡皮球?yàn)槊總€(gè)實(shí)驗(yàn)組持續(xù)供氧，操作不便。無氧條件則是將錐形瓶放置一段時(shí)間待酵母菌消耗完里面的氧氣來實(shí)現(xiàn)的，那么究竟需要放。

③誤差較大：有氧組A瓶是否發(fā)生了無氧呼吸無法確定。無氧組B培養(yǎng)液放置一段時(shí)間消耗完里面的O₂再開始檢測CO₂，那么里面的O₂有沒有消耗完，難以把握。

④實(shí)驗(yàn)藥品用量較大，且實(shí)驗(yàn)需要將玻璃導(dǎo)管和橡膠塞組裝，學(xué)生操作過程中容易將玻璃導(dǎo)管壓碎而劃傷手掌，并且橡膠塞容易老化，導(dǎo)致裝置的氣密性無法保證。

一、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）提前活化酵母菌縮短課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間。參照《生物·選修1》“課題3酵母細(xì)胞的固定化”，為讓處于休眠狀態(tài)的微生物重新恢復(fù)正常生活狀態(tài)，可提前30min用溫水活化酵母菌。

（2）用注射器代替原實(shí)驗(yàn)裝置便于嚴(yán)格控制氧氣有無，減少誤差，更加嚴(yán)謹(jǐn)。

①便于控制有氧組不發(fā)生無氧呼吸。用注射器抽取酵母菌培養(yǎng)液后，再抽取一定O₂進(jìn)行培養(yǎng)。

②便于控制無氧組不發(fā)生有氧呼吸。用注射器抽取酵母菌培養(yǎng)液后，排盡其中的空氣，夾緊夾子，再進(jìn)行培養(yǎng)。

③便于檢測CO₂的產(chǎn)生。將2支注射器中產(chǎn)生的氣體分別推入溴麝香草酚藍(lán)水溶液中，觀察顏色的變化程度與速度即可。

二、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

（一）實(shí)驗(yàn)器材

干酵母、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液、H?₂O₂溶液、FeCl₃溶液、溴麝香草酚藍(lán)水溶液、酸性重鉻酸鉀溶液、15%酒精溶液、蒸餾水、注射器（100mL）、三通接頭、燒杯等。

（二）實(shí)驗(yàn)原理

酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，代謝旺盛，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，可用于研究細(xì)胞呼吸的不同方式。干酵母經(jīng)水中活化后，代謝活動(dòng)加強(qiáng)。CO₂可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)色變綠再變黃，可根據(jù)顏色變化來判斷是否產(chǎn)生了CO₂。橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下遇酒精發(fā)變成灰綠色，據(jù)此判斷是否產(chǎn)生了酒精。

（三）實(shí)驗(yàn)過程

1.酵母細(xì)胞的活化

課前，取5g干酵母和50mL蒸餾水于100mL燒杯中，攪拌均勻。

2.對照實(shí)驗(yàn)

在燒杯中倒入5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%葡萄糖溶液，加入50mL已活化的酵母菌液，攪拌均勻。取3支潔凈的注射器，分別標(biāo)號(hào)為A、B、C。

（1）有氧組：用100mL注射器A吸取H₂O₂溶液、FeCl₃溶液共10mL，夾緊橡膠導(dǎo)管。待產(chǎn)生90mLO₂后，連通注射器B，注射器B中已吸入10mL酵母菌培養(yǎng)液，夾緊注射器B導(dǎo)管（如圖1）。

（2）無氧組：用注射器緩慢吸入10mL酵母菌培養(yǎng)液，倒置，排盡注射器中的氣體，夾緊注射器導(dǎo)管。

（3）注意：觀察注射器B內(nèi)體積變化，如果注射器B活塞移動(dòng)，說明已發(fā)生無氧呼吸，此時(shí)應(yīng)立即停止培養(yǎng)，并檢測。

3.檢測CO₂和酒精的產(chǎn)生

取3支試管，分別加入等量溴麝香草酚藍(lán)水溶液。將注射器B、C中氣體推入到其中2支試管中，與第3支試管中溴麝香草酚藍(lán)水溶液對比觀察顏色變化，檢測是否有CO₂產(chǎn)生。取2只燒杯，將注射器B、C中溶液過濾。將濾液加入2支試管中，分別滴加少量酸性重鉻酸鉀溶液，并輕輕振蕩，對比觀察顏色變化，檢測是否有酒精產(chǎn)生。

（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

B、C注射器中反應(yīng)10min后，可觀察到注射器B內(nèi)活塞移動(dòng)。將2支注射器中的氣體推入到溴麝香草酚藍(lán)水溶液中，溶液由藍(lán)變綠再變黃，說明兩種情況下均能產(chǎn)生CO₂。注射器C中溶液能使酸性重鉻酸鉀溶液由橙色變成灰綠色，說明酵母菌在無氧情況下還能產(chǎn)生酒精。

三、自我評價(jià)

利用注射器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使有氧和無氧操作簡單，節(jié)約藥品，縮短時(shí)間，使該實(shí)驗(yàn)在課堂即可完成，因此可以普遍用于全國絕大多數(shù)高中生物課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱正威，孫萬儒，趙占良.高中生物（選修1）.第2版.人民教育出版社，2007：50.