“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的教學(xué)研究

姚瓊

摘 要 “探究酵母菌細胞呼吸的方式”是新課程人教版高中生物必修一教材中有關(guān)細胞呼吸的經(jīng)典的學(xué)生探究實驗。教材對該實驗僅提供實驗原理、參考案例和相關(guān)的參考資料。筆者在教學(xué)實踐中，對該探究實驗教學(xué)進行如下構(gòu)思，希望等對當(dāng)前高中新課程生物的實驗教學(xué)有所補充。

關(guān)鍵詞 高中生物 細胞呼吸 實驗探究

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A

1明確實驗原理

1.1材料選擇所依據(jù)的原理

實驗為什么要選擇探究酵母菌細胞的呼吸方式？教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系酵母菌與人類生活的密切關(guān)系，如釀酒、發(fā)面等生物學(xué)原理，讓學(xué)生回顧初中教材中有關(guān)酵母菌知識，歸納出酵母菌在有氧或無氧條件下都能生存的主要原因及其代謝類型。

1.2檢測酵母菌呼吸產(chǎn)物所依據(jù)的原理

教師要指導(dǎo)學(xué)生自主歸納該實驗資料中用于檢測實驗結(jié)果的化學(xué)藥品。CO2使澄清的石灰水變渾濁，或是溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。酒精的檢測可使用重鉻酸鉀溶液，但強調(diào)必須在酸性的條件下，重鉻酸鉀才能與酒精反應(yīng)，變成灰綠色。

2引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探究實驗

2.1實驗假設(shè)

教師可讓學(xué)生列舉一些現(xiàn)實生活的相關(guān)事例，讓學(xué)生知曉酵母菌的一些生活條件，如用酵母菌進行釀酒過程中，為什么先通空氣后密封？這樣做的目的是什么？引導(dǎo)學(xué)生在有氧和無氧條件下進行實驗假設(shè)。

2.2設(shè)計實驗方案并實施實驗

教師可指導(dǎo)學(xué)生認真觀察實驗裝置和教材中的參考資料進行歸納。學(xué)生分小組合作討論如何完成這一實驗裝置。教師可有目的地將該實驗制作成多媒體課件，讓學(xué)生小組討論、辯識。比如可將教材中的實驗裝置進行分解和重組（如下圖），歸納實驗方案，并按以下步驟實施實驗。

（1）取材、分組、編號：實驗組別和錐型瓶（500ml）分組標號。要清楚裝置一的用途是探究酵母菌在無氧條件下的呼吸作用，裝置二的用途是探究酵母菌在有氧條件下的呼吸作用。

（2）相同處理和不同處理：各瓶中依次加入特定的溶液。要注意錐型瓶中依次加入特定的溶液之后再將封口塞封上，注意A瓶封口塞上只有一個導(dǎo)氣孔。

（3）裝置連接。注意各錐型瓶中，通入空氣的玻璃管是插在錐型瓶液體中的，而出錐型瓶的玻璃管管口是露出在液面上方的。

（4）實驗現(xiàn)象與觀察?？蓪商籽b置放在25-350C溫度條件下培養(yǎng)8-10小時，直接觀察澄清石灰水是否變渾濁；或溴麝香草酚藍水溶液是否由藍變綠再變黃。

2.3實驗結(jié)果的分析

學(xué)生可通過小組討論，分析實現(xiàn)現(xiàn)象可能出現(xiàn)的各種情況，并根據(jù)各實驗結(jié)果得出相應(yīng)的結(jié)論。

2.4實驗過程的常見問題

2.4.1實驗時間能否縮短

（l）酵母菌的活化。在缺水的狀態(tài)下，酵母菌處于休眠狀態(tài)。實驗時，先進行活化處理，能大大縮短反應(yīng)所需時間。

（2）適當(dāng)提高溫度。不同酵母細胞呼吸的最適溫度不同，有些酵母的最適溫度較高。對應(yīng)的反應(yīng)溫度也可適當(dāng)升高以加快反應(yīng)速度，實驗發(fā)現(xiàn)在35℃時比較適宜。

（3）實驗裝置的連接與氣密性。教材參考案例提供的裝置，不易維持平衡，氣密性也不易保持。如果將2個錐形瓶之間的整根玻璃彎管改成中部用橡膠管連接，則安裝更加容易，氣密性更容易控制。

2.4.2有氧呼吸實驗裝置的改進

有氧呼吸裝置中設(shè)計了一個裝有NaOH溶液的錐形瓶吸收空氣中的CO2，但無法判斷吸收是否充分。如果在裝有NaOH溶液的錐形瓶與酵母菌培養(yǎng)液之間再連接一個裝有澄清石灰水的錐形瓶進行檢驗，將解決上述問題，實驗也更科學(xué)嚴謹。

2.4.3有的小組從A瓶中取出的培養(yǎng)液經(jīng)鑒定也變成灰綠色

通氣組的通氣時問會影響A瓶氧氣量，如果通氣時間過短、供氧不足，A瓶的酵母菌也會進行部分的無氧呼吸從而生成少量酒精。

參考文獻

[1] 姜松祥.用重鉻酸鉀檢測酵母菌無氧呼吸產(chǎn)物酒精的原理[J].中學(xué)生物學(xué)，2007（2）：36.

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