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【摘要】“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验在高中生物教材中有着十分重要的地位，但由于实验所控制的温度较低，酵母菌代谢较弱，反应较慢，实验所需时间长。将实验装置进行改进，利用水浴加热使反应温度控制在36oC～38oC（酵母菌的适宜温度）范围内，从而使反应速度加快，实验所需时间大大缩短。
【关键词】酵母菌；最适宜温度；有氧呼吸；无氧呼吸；对照实验
人教版普通高中生物必修1的第5章第3节“细胞呼吸”中的探究实验——“探究酵母菌细胞呼吸的方式”在教材中有着十分重要的作用，该探究试验的完成，使学生认识到细胞呼吸方式有两种，认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件与产物，为学习有氧呼吸和无氧呼吸打下了基础。教材还通过这个实验介绍了什么是对照实验，学生探究的过程也是学习科学方法，养成科学态度以及建立科学价值观的过程。
一、实验原型
1.实验原理：
（1）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式：
有氧呼吸：
无氧呼吸：
（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，根据石灰水混浊程度可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
2.实验器材和试剂：
锥型瓶、量筒、玻璃管、橡皮球、天平、质量分数为5%的葡萄糖溶液、即溶食用干酵母粉、澄清石灰水、溶有浓H2SO4的体积分数为95%的重铬酸钾、质量分数为10%的NaOH等。
3.实验过程：
取20克新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥型瓶A、B中，然后分别向A、B中注入240毫升质量分数为5%的葡萄糖溶液，连接实验装置如图，将装置放到25～35 oC的环境中培养8～10小时，然后检测二氧化碳和酒精的存在。
4.实验结果：
（1）气体使澄清的石灰水变浑浊，而且有氧呼吸实验澄清石灰水浑浊快，程度大。证明呼吸产物有CO2，而且有氧呼吸产生CO2快。
（2）用重铬酸钾检验培养液中的产物，只有无氧呼吸实验的培养液颜色变灰绿色。证明只有无氧呼吸产生酒精。
二、不足之处
根据原实验，实验温度控制在25～35 oC，温度较低，而且实验是在室温下进行，有的地区在进行实验时室温还达不到25 oC，而酵母菌代谢的适宜温度是36～38 oC，所以实验的温度没有控制在酵母菌最适温度范围内，酵母菌在较低的温度条件下，代谢较弱，实验反应慢，所需时间长（8～10小时），在中学学生实验课内是无法完成的。
三、实验改进
根据酵母菌的在适宜温度（36～38 oC）下代谢强，反应快，我们可以将实验装置进行改进，利用水浴加热使反应温度控制在36～38 oC范围内从而使反应速度加快，实验所需时间大大缩短。根据多次实验，我们发现，改变实验装置，调整实验温度后，反应只需十分钟左右便可看到有明显的实验结果。
改进后的实验：
1.实验原理
（1）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式：
有氧呼吸：
无氧呼吸：
（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，根据石灰水混浊程度可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
（4）酵母菌代谢的适宜温度是36～38 oC，利用水浴加热使反应温度控制在36～38 oC范围内。
2.实验器材和试剂
试管、烧杯、量筒、玻璃管、温度计、橡皮塞、铁架台、试管夹、酒精灯、石棉网、火柴、橡皮球、天平、质量分数为5%的葡萄糖溶液、即溶食用干酵母粉、澄清石灰水、石蜡油、溶有浓H2SO4的体积分数为95%的重铬酸钾、质量分数为10%的NaOH等。
3.实验装置（如下图）
4.实验步骤
（1）取4只试管，分别编号为1、2、3、4，各注入两毫升澄清石灰水。
（2）取4g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，立即倒入试管甲和试管乙中。
（3）分别取20mL5%的葡萄糖溶液注入试管甲、乙中，充分振荡，混合液的体积大约占大试管容积的1/3左右，甲试管密封，乙试管通入空气，然后置于36oC水浴中预热。
（4）用试管夹和其他材料用具组装好实验装置（如上实验装置图），然后用酒精灯加热，使水温保持在36～38 oC。
（5）分别检测两装置是否有二氧化碳和酒精的产生。
5.实验结果
（1）几分钟后，可见试管甲、乙有大量泡沫向上涌动，其中乙中的反应比甲剧烈。5分钟左右发现3号试管明显的变浑浊，1号试管也逐渐浑浊。
（2）10分钟左右拔掉试管甲的塞子，可以闻到有浓郁的酒味，分别用两支长滴管取甲、乙两管中的溶液于两支小试管中，滴加几滴酸性重铬酸钾，可见甲管中的物质有明显的颜色变化（橙色变成灰绿色）。
6.实验注意事项
（1）葡萄糖溶液要预热，否则反应缓慢，产生的二氧化碳气体少。
（2）試管甲、乙中加入的物质总体积不能超过试管体积的1/3，否则泡沫会堵塞导管；
（3）水浴加热要严格控制在36oC～38oC，超过38oC，酵母菌代谢受抑制，反应将变慢，影响最终的实验效果。
参考文献：
[1]课程教材研究所 生物课程教材研究开发中心.普通高中生物必修1.北京：人民教育出版社
[2]吕嘉枥.食品微生物学.化学工业出版社，2007.6
[3]杜伟，宗敏华，微生物学通报，2000.27（6）
【关键词】酵母菌；最适宜温度；有氧呼吸；无氧呼吸；对照实验
人教版普通高中生物必修1的第5章第3节“细胞呼吸”中的探究实验——“探究酵母菌细胞呼吸的方式”在教材中有着十分重要的作用，该探究试验的完成，使学生认识到细胞呼吸方式有两种，认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件与产物，为学习有氧呼吸和无氧呼吸打下了基础。教材还通过这个实验介绍了什么是对照实验，学生探究的过程也是学习科学方法，养成科学态度以及建立科学价值观的过程。
一、实验原型
1.实验原理：
（1）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式：
有氧呼吸：
无氧呼吸：
（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，根据石灰水混浊程度可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
2.实验器材和试剂：
锥型瓶、量筒、玻璃管、橡皮球、天平、质量分数为5%的葡萄糖溶液、即溶食用干酵母粉、澄清石灰水、溶有浓H2SO4的体积分数为95%的重铬酸钾、质量分数为10%的NaOH等。
3.实验过程：
取20克新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥型瓶A、B中，然后分别向A、B中注入240毫升质量分数为5%的葡萄糖溶液，连接实验装置如图，将装置放到25～35 oC的环境中培养8～10小时，然后检测二氧化碳和酒精的存在。
4.实验结果：
（1）气体使澄清的石灰水变浑浊，而且有氧呼吸实验澄清石灰水浑浊快，程度大。证明呼吸产物有CO2，而且有氧呼吸产生CO2快。
（2）用重铬酸钾检验培养液中的产物，只有无氧呼吸实验的培养液颜色变灰绿色。证明只有无氧呼吸产生酒精。
二、不足之处
根据原实验，实验温度控制在25～35 oC，温度较低，而且实验是在室温下进行，有的地区在进行实验时室温还达不到25 oC，而酵母菌代谢的适宜温度是36～38 oC，所以实验的温度没有控制在酵母菌最适温度范围内，酵母菌在较低的温度条件下，代谢较弱，实验反应慢，所需时间长（8～10小时），在中学学生实验课内是无法完成的。
三、实验改进
根据酵母菌的在适宜温度（36～38 oC）下代谢强，反应快，我们可以将实验装置进行改进，利用水浴加热使反应温度控制在36～38 oC范围内从而使反应速度加快，实验所需时间大大缩短。根据多次实验，我们发现，改变实验装置，调整实验温度后，反应只需十分钟左右便可看到有明显的实验结果。
改进后的实验：
1.实验原理
（1）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式：
有氧呼吸：
无氧呼吸：
（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，根据石灰水混浊程度可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
（4）酵母菌代谢的适宜温度是36～38 oC，利用水浴加热使反应温度控制在36～38 oC范围内。
2.实验器材和试剂
试管、烧杯、量筒、玻璃管、温度计、橡皮塞、铁架台、试管夹、酒精灯、石棉网、火柴、橡皮球、天平、质量分数为5%的葡萄糖溶液、即溶食用干酵母粉、澄清石灰水、石蜡油、溶有浓H2SO4的体积分数为95%的重铬酸钾、质量分数为10%的NaOH等。
3.实验装置（如下图）
4.实验步骤
（1）取4只试管，分别编号为1、2、3、4，各注入两毫升澄清石灰水。
（2）取4g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，立即倒入试管甲和试管乙中。
（3）分别取20mL5%的葡萄糖溶液注入试管甲、乙中，充分振荡，混合液的体积大约占大试管容积的1/3左右，甲试管密封，乙试管通入空气，然后置于36oC水浴中预热。
（4）用试管夹和其他材料用具组装好实验装置（如上实验装置图），然后用酒精灯加热，使水温保持在36～38 oC。
（5）分别检测两装置是否有二氧化碳和酒精的产生。
5.实验结果
（1）几分钟后，可见试管甲、乙有大量泡沫向上涌动，其中乙中的反应比甲剧烈。5分钟左右发现3号试管明显的变浑浊，1号试管也逐渐浑浊。
（2）10分钟左右拔掉试管甲的塞子，可以闻到有浓郁的酒味，分别用两支长滴管取甲、乙两管中的溶液于两支小试管中，滴加几滴酸性重铬酸钾，可见甲管中的物质有明显的颜色变化（橙色变成灰绿色）。
6.实验注意事项
（1）葡萄糖溶液要预热，否则反应缓慢，产生的二氧化碳气体少。
（2）試管甲、乙中加入的物质总体积不能超过试管体积的1/3，否则泡沫会堵塞导管；
（3）水浴加热要严格控制在36oC～38oC，超过38oC，酵母菌代谢受抑制，反应将变慢，影响最终的实验效果。
参考文献：
[1]课程教材研究所 生物课程教材研究开发中心.普通高中生物必修1.北京：人民教育出版社
[2]吕嘉枥.食品微生物学.化学工业出版社，2007.6
[3]杜伟，宗敏华，微生物学通报，2000.27（6）