陳燕

摘 要?教材中該實驗實施起來很困難：耗時較長;實驗器具無法滿足實驗要求，實施較難;實驗中有氧、無氧條件難以把握;實驗器材多且較大，藥品用量較大。利用注射器可以嚴(yán)格控制氧氣有無，使實驗簡化快捷，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：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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)實驗教學(xué)說課評選活動，筆者的說課題目是《探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式》，本實驗是高中生物學(xué)《必修1》第五章第三節(jié)“ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸”中的一個重要探究性實驗，也是高考考查的重點。它是以酵母菌為實驗材料，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。

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

①耗時較長：整個實驗完成要用時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為每個實驗組持續(xù)供氧，操作不便。無氧條件則是將錐形瓶放置一段時間待酵母菌消耗完里面的氧氣來實現(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實驗藥品用量較大，且實驗需要將玻璃導(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、實驗創(chuàng)新點

（1）提前活化酵母菌縮短課堂實驗時間。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）用注射器代替原實驗裝置便于嚴(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)新實驗

（一）實驗器材

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）實驗原理

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）實驗過程

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.對照實驗

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，說明已發(fā)生無氧呼吸，此時應(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）實驗結(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。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

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