探究酵母菌細胞呼吸的方式

1、探究酵母菌細胞呼吸的方式常熟外國語學(xué)校 黃斌英一、實驗要求 課標中要求探討酵母菌細胞的呼吸方式。 08考試說明中對該實驗的要求是C級，即具備初步探究一些生物學(xué)問題、恰當(dāng)評價和完善實驗方案的能力。 教參中提出探究酵母菌細胞呼吸方式的活動主要解決幾個問題：了解酵母菌作為單細胞生物采取何種方式進行細胞呼吸；酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物是什么；在實驗中如何控制實驗條件和檢測結(jié)果；如何設(shè)計對照實驗等。二、應(yīng)對措施 該實驗是探究實驗，所以讓學(xué)生全程參與實驗過程。包括實驗課題的確定、材料的準備、實驗過程的設(shè)計、現(xiàn)象的解釋和結(jié)論的得出。 實驗的前提是學(xué)生不知道酵母菌的呼吸方式，也不知道酵母菌的產(chǎn)物是

2、什么。 教師在實驗過程中給予指導(dǎo)，而不是安排。三、實驗過程1.實驗講析：酵母菌似一種單細胞真菌，在有氧無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，便于用來探究細胞呼吸的不同方式。 單細胞單細胞真核真核生物生物 生長周期生長周期短短，增殖速度，增殖速度快快 還可以用酵母菌作為實驗材料研究還可以用酵母菌作為實驗材料研究 探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式 2.實驗導(dǎo)析：（1）提出問題：酵母菌的呼吸方式是什么？ 如果是有氧呼吸，那么產(chǎn)物是什么？如果是無氧呼吸，那么產(chǎn)物是什么？據(jù)了解其他生物有氧呼吸的產(chǎn)物是二氧化碳和水，無氧呼吸的產(chǎn)物可能是酒精和二氧化碳或乳酸，那酵母菌的產(chǎn)物是什么，如何檢測？有氧呼吸

3、產(chǎn)生的能量多還是無氧呼吸產(chǎn)生的能量多？給出學(xué)生思考的方向和空間， 有利于學(xué)生注意力集中。 材料清單：安琪牌酵母菌干粉、巴斯德培養(yǎng)液（用于培養(yǎng)酵母菌）、錐形瓶若干（250mL和50mL兩種型號）、橡膠塞若干、打孔器、玻璃管若干（有彎曲和直的）、橡膠管若干、夾子、小型氣泵、濾紙、漏斗、澄清石灰水、溫度計、溴麝香草酚藍溶液（檢驗CO2的生成）、酸性重鉻酸鉀溶液（檢驗酒精的生成）。 （2）作出假設(shè)：根據(jù)自己已有的知識和生活經(jīng)驗，針對所提出的問題作出假設(shè)。（3）根據(jù)自己的假設(shè)分小組討論，制訂實驗方案。可以參考書本中給出的實驗方案。（4）討論提出的實驗方案，教師對有危險性的錯誤提出改正，對其他錯誤則提出簡

4、單的提示，并不要直接指出不足之處。（多分幾個小組）學(xué)生提出的課題 酵母菌是否既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸？ 在何種情況下（有氧或無氧），酵母菌可以產(chǎn)生酒精？ 酵母菌細胞無氧呼吸能不能產(chǎn)生二氧化碳？ 酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都可以提供能量，哪種情況下產(chǎn)生能量更多？ 3.實驗結(jié)果討論和交流：（1）討論實驗結(jié)果是否與假設(shè)一致。（2）討論結(jié)果是否符合實際。（3）討論實驗誤差的原因。（4）討論實驗過程的科學(xué)性和嚴謹性。（5）討論實驗過程的優(yōu)點和確定。（6）討論實驗過程的改進方案。（7）討論酵母菌的呼吸方式，總結(jié)呼吸方式產(chǎn)生的過程和條件。（8）該實驗在實際生活中的應(yīng)用有哪些？4.寫實驗報告：（1）實

5、驗報告必須是事實。（2）實驗報告要課題、實驗原理、材料用具 、實驗步驟、結(jié)果分析、結(jié)論、出現(xiàn)問題的原因和解決辦法。（3）實驗總結(jié)。優(yōu)點是什么，缺點是什么，如何改進。四、實驗反思1.實驗材料的反思：（1）因為是探究實驗，實驗材料不能固定死，所以必須事先要求學(xué)生給出材料用具清單，真正做到探究實驗。（2）溶液的配制、器具的連接全部交給學(xué)生去做，教師只要提供材料即可。（3）教師要講清楚每種試劑的使用方法和使用劑量。如溴麝香草酚藍水溶液配置的時候需要的劑量很少，用藥匙的小頭放一點即可。（4）檢測CO2的有無或者量的多少澄清石灰水要比溴麝香草酚藍水溶液的效果好，時間短，效果明顯。而且溴麝香草酚藍水溶液做指

6、示劑不是很理想。2.實驗過程反思：酵母菌液 澄清石灰水溶液氣泵NaOH溶液酵母菌液 澄清石灰水溶液氣泵NaOH溶液 澄清石灰水溶液有氧呼吸裝置 改進酵母菌液澄清石灰水溶液無氧呼吸裝置氣泵酵母菌液酵母菌液檢驗酒精的生成無氧呼吸裝置有氧呼吸裝置酸性重鉻酸鉀溶液（酒精能使其橙黃色變成灰綠色） (濃度低）氣泵酵母菌液酵母菌液 檢驗?zāi)芰康漠a(chǎn)生有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置3.分組的反思 分組以自愿為原則 可以把總課題分開來做，如本實驗可以分為三個小實驗來做，大家做自己感興趣的課題。 各小組明確分工，制定明確的責(zé)任，培養(yǎng)團體的領(lǐng)導(dǎo)和合作。鞏固練習(xí)1.下圖是探究酵母菌呼吸作用方式的實驗裝置。以下說法正確的是（ ）

7、A.裝置甲中NaOH溶液的作用是吸收CO2 B.裝置乙在C處可檢測到有酒精生成C.裝置乙應(yīng)讓B先反應(yīng)一會再連接 D.兩個裝置均需要在黑暗條件下進行C 小明同學(xué)對釀酒技術(shù)非常感興趣而且一直興奮已，于是他決定親自釀一壇葡萄酒。首先他去網(wǎng)站搜集有關(guān)釀制葡萄酒的資料：（1）發(fā)酵所需的適宜條件：溫度：1825 ，20 左右是最適宜溫度 pH值：4.05.8為最適pH值，在最低pH=2.5，最高pH=8.0時尚能生存，但生長極其緩慢而且容易死亡。（2）傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)所使用的酵母菌的來源：附著在葡萄皮上的野生型酵母菌。所以釀葡萄酒大多不需要添加酵母菌，剪破葡萄皮與葡萄汁充分接觸就行了，最后將它們一并放在發(fā)酵缸

8、里發(fā)酵。搜集完資料小明初定釀酒步驟，他的步驟如下：1.選擇_葡萄（葡萄要不要用洗滌劑清洗？）2.剪破葡萄皮放入事先選好的容器內(nèi)。容器內(nèi)能否盛滿葡萄？葡萄皮應(yīng)該留在容器里么？為什么？ 3.爺爺告訴小明發(fā)酵時先將容器完全密封，不能讓空氣進入，然后將密閉好的容器放置在_環(huán)境中保存。如果不密封，有什么后果？4.寫出釀酒過程中的反應(yīng)方程式： 下圖為“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗裝置圖，請據(jù)圖分析（1）A瓶加入的試劑是 ，其目的是 。（2）C瓶和E瓶加入的試劑是 ，其作用是 。（3）圖中裝置有無錯誤之處，如果有請在相應(yīng)的圖中加以改正。（4）經(jīng)過A瓶的處理，可能還不能保證進入B瓶的氣體中不含有二氧化碳，

9、如何處理就可以知道進入B瓶的氣體中肯定不含有二氧化碳了？ 。（5)如果乙裝置可以產(chǎn)生酒精，如何檢測 。在生活中有那些應(yīng)用： 。探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化一、實驗要求 課標中要求探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化 08考試說明中對該實驗的要求是C級，即具備初步探究一些生物學(xué)問題、恰當(dāng)評價和完善實驗方案的能力。 教參中要求通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。二、實施過程 提出問題：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？ 作出假設(shè)：鼓勵學(xué)生積極大膽地提出假設(shè)，要圍繞問題，提出預(yù)期結(jié)果作出符合邏輯的假設(shè)。 討論探究思路：這是開展探究活動的重要內(nèi)容之一，通過討論能使

10、學(xué)生明白實驗設(shè)計的基本原理，在具體操作過程時做到心中有數(shù)。（根據(jù)提供的實驗材料、器具和實驗過程中可能出現(xiàn)的問題進行討論） 制定計劃：事前做好周密的計劃，定程序、定時間、定人員。 實施計劃：按計劃確定工作流程，做好實驗記錄。 分析結(jié)果，得出結(jié)論：將記錄的數(shù)據(jù)用曲線圖表示出來，討論分析實驗的結(jié)果與假設(shè)是否一致。三、實驗中注意的問題1.取材 菌種用高活性的酵母菌。 培養(yǎng)液用無菌馬鈴薯培養(yǎng)液，取材方便，而且味道不太濃。2.酵母菌計數(shù) 利用血球計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)，是一種常用的微生物計數(shù)法。 此法的優(yōu)點是直觀、快速。 此法適用稀釋的菌懸液（或孢子懸液），也就是液體培養(yǎng)基中菌體的計數(shù)。 此計數(shù)法是在顯

11、微鏡下計數(shù)的，也叫做顯微鏡直接計數(shù)法。 此法計得的是活菌體和死菌體的總和，又稱為總菌計數(shù)法。（1）血球計數(shù)板構(gòu)造：實物圖正面圖縱切面圖計數(shù)室滴液處（2）計算以一個大方格有25個中方格的計數(shù)板為例進行計算：假設(shè)五個中方格中總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B，那么，一個大方格中的總菌數(shù)（即0.1mm3中的總菌數(shù)）為A/525B因1ml1cm3=1000mm3故1ml菌液總的總菌數(shù)A/525B101000 50000AB（個）（3）操作步驟 稀釋：將酵母菌培養(yǎng)液進行適當(dāng)?shù)南♂?，如菌液不濃，可不必稀釋?鏡檢計數(shù)室：在加樣前，先對計數(shù)板的計數(shù)室進行鏡檢。若有污物，則需要清洗后才能進行計數(shù)。 加樣品：在清潔干

12、燥的血球計數(shù)板蓋上蓋玻片，再用無菌的細口滴管將稀釋的酵母菌液由蓋玻片邊緣一小滴（將計數(shù)室充滿即可），讓菌液沿縫隙靠毛細滲透作用自行進入計數(shù)室。注意不可有氣泡產(chǎn)生。 顯微鏡計數(shù)： 靜止5分鐘后，將血球計數(shù)板置于顯微鏡載物臺上，用低倍鏡（1610）找到計數(shù)室所在的位置。每個計數(shù)室選5個中格（選4個角和中央的中格）中的菌體進行計數(shù)。每個小格內(nèi)約有5-10個菌體為宜。位于格線上的菌體一般只數(shù)上方和右邊線上的，如遇頂角的只算右上角的菌體。如遇酵母出芽，牙體大小達到母細胞的一半時，即作為兩個菌體計數(shù)。計數(shù)一個樣品要從兩個計數(shù)室中計得的值來計算樣品的含菌量。 清洗血球計數(shù)板： 使用完畢后，將血球計數(shù)板在水龍

13、頭上用水柱沖洗，切勿用硬刷洗刷，洗完后自行晾干或用吹風(fēng)機吹干。鏡檢，觀察每個小格內(nèi)是否有殘留菌體或其他沉淀物。若不干凈，則必須重復(fù)洗滌至干凈為止。 實驗報告：1.結(jié)果： 將結(jié)果記錄于下表。A表示五個中方格的總菌數(shù)；B表示菌液稀釋倍數(shù)。各中格中菌數(shù)AB二室平均數(shù)菌數(shù)/ml12345第一室第二室2.討論：血球計數(shù)板上的誤差主要來自哪些方面？應(yīng)如何減少誤差，力求準確？多次測量取平均值。一個小組取同樣的菌液進行計數(shù)，取平均值。（4）體會 學(xué)生對顯微鏡不熟悉。 學(xué)生對血球計數(shù)板不熟悉?？瞻椎臅r候可以找到大格和中格，滴加菌液后就找不到了。 菌液濃度太高。一般最好的濃度是1克干酵母菌溶于5000毫升無菌水為

14、佳。（訓(xùn)練血球計數(shù)板的使用） 學(xué)生數(shù)數(shù)沒有耐心。 組與組之間差異很大，主要是滴加溶液時沒有振蕩試管。 如果鏡檢是發(fā)現(xiàn)小格內(nèi)酵母菌過多，則應(yīng)當(dāng)稀釋后在計數(shù)。3.所得數(shù)值用曲線圖表示第第 1 1 天天第第 3 3 天天第第 6 6 天天第第 7 7 天天死亡死亡每天同一時間，各組取出本組的試管，用血球計數(shù)板計數(shù)酵母菌個數(shù)，并作記錄，連續(xù)觀察7天。時間（天）菌數(shù)（2.5104個）組別起始1234567甲乙丙平均活菌數(shù)活菌數(shù)出生率出生率 死亡率死亡率出生率出生率死亡率死亡率出生率出生率 死亡率死亡率試管試管編號編號培養(yǎng)液培養(yǎng)液/mL/mL無菌水無菌水/mL/mL酵母菌母酵母菌母液液/mL/mL溫度溫度

15、（）A A10100.10.12828B B10100.10.15 5C C10100.10.12828 針對針對“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化化”，有人提出了新的問題，某同學(xué)按下表完，有人提出了新的問題，某同學(xué)按下表完成了有關(guān)實驗。成了有關(guān)實驗。 溫度、營養(yǎng)物質(zhì)對酵母菌生長的影響溫度、營養(yǎng)物質(zhì)對酵母菌生長的影響 鞏固練習(xí) 在計算酵母菌個數(shù)的時候經(jīng)常用到血球計數(shù)板，下列說法正確的是（ ）A.血球計數(shù)板只能對活細菌計數(shù)B.血球計數(shù)板每個計數(shù)室內(nèi)的容積為1mm3C.血球計數(shù)板在滴加樣品的時候應(yīng)該先滴加，后蓋蓋玻片D.遇酵母出芽，牙體大小達到母細胞的一半時，即作為兩

16、個菌體計數(shù)D（3）4.實驗預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：答案：1.探究溫度對酵母菌種群數(shù)量的影響2.（2）把1號試管放入5 的恒溫箱中培養(yǎng)，把2號試管放入28 的恒溫箱中培養(yǎng)，把3號試管放入70 的恒溫箱中培養(yǎng)。（3）每天同一時間，各組取出試管，用血球計數(shù)板分別計數(shù)酵母菌個數(shù)，并作記錄，連續(xù)觀察7天。3.如果酵母菌數(shù)目1號2號3號，說明溫度越高，越適合酵母菌生長。如果酵母菌數(shù)目1號2號 3號，說明溫度越低，越適合酵母菌生長。如果酵母菌數(shù)目1號2號 3號，說明酵母菌生長有一個最適溫度。 利用計數(shù)板可在顯微鏡下對微生物細胞進行直接計數(shù)。計數(shù)板是一個特制的可在顯微鏡下觀察的玻片，樣品就滴在計數(shù)室內(nèi)。計數(shù)室由2516400個小格組成，容納液體的總體積為01mL?，F(xiàn)將lmL酵母菌樣品加99mL無菌水稀釋，用無菌吸管吸取少許使其自行滲入計數(shù)室，蓋上蓋玻片并用濾紙吸去多余菌液。 現(xiàn)觀察到圖中所示a、b、c、d、