Ⅰ 用什麼樣的裝置可以檢測出酵母菌的有氧呼吸是什麼樣的裝備可以檢測出無氧呼吸
探究酵母菌細胞呼吸方式實驗是必修一的一個重要探究實驗,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胞呼吸的方式。對該實驗的考查不僅要理解實驗的目的、原理、方法和操作步驟,掌握相關的操作技能,更重要的是運用該實驗方法、技能去解決相關的問題。
Ⅱ 關於高中生物探究酵母菌呼吸方式。
一、活動目標
1.進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。
2.說出酵母菌細胞呼吸的方式。
二、背景資料
1.相關知識
(1)活細胞都要進行細胞呼吸。細胞通過細胞呼吸獲得生命活動所需的能量和中間產物。細胞呼吸分成兩種類型,即有氧呼吸和無氧呼吸。
(2)酵母菌是一種單細胞真菌,在有氧和無氧條件下都能生存,屬於兼性厭氧菌。酵母菌取材方便,培養簡單,是做細胞呼吸研究的好材料。
(3)檢測酵母菌細胞呼吸產物的方法簡單易行。
(4)制酒業普遍使用不同的釀酒酵母生產葡萄酒、啤酒等。例如,啤酒生產過程就分為麥芽製造、麥芽汁製造、前發酵、後發酵、過濾滅菌、包裝等幾道工序。
麥芽的製造 大麥(也正在試驗用小麥)浸漬吸水後,在適宜的溫度和濕度下發芽,發芽時產生各種水解酶,如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等,這些酶可將麥芽本身的蛋白質分解成肽和氨基酸,將澱粉分解成糊精和麥芽糖等。發芽到一定程度,就要中止發芽,經過乾燥,製成水分含量較低的麥芽。
麥芽汁的製造 麥芽經過適當的粉碎,加入溫水,在一定的溫度下,利用麥芽本身的酶,進行糖化,主要是將麥芽中的澱粉水解成麥芽糖。為了降低生產成本,還可以加入一定比例的大米粉作輔料,大米粉先加水煮沸。製成的麥芽醪,用過濾槽進行過濾,得到麥芽汁,將麥芽汁輸送到麥芽汁煮沸鍋中,將多餘的水分蒸發掉,並加入酒花。酒花是一種植物的花,加到啤酒中,可使啤酒帶有特殊的酒花香味和苦味,同時,酒花中的一些成分還具有防腐作用,可延長啤酒的保存期。
發酵 麥芽汁經過冷卻後,加入酵母菌,輸送到發酵罐中。一般先通入少量空氣,酵母菌可進行短時間的有氧呼吸,使自身增殖,而後開始發酵。傳統工藝分為前發酵和後發酵,分別在不同的發酵罐中進行。現在流行的作法是在一個罐內進行前發酵和後發酵。前發酵主要是利用酵母菌將麥芽汁中的麥芽糖轉變成酒精,後發酵主要是產生一些具有特殊風味的物質,除掉啤酒中的異味,並促進啤酒的陳熟。這一期間,需要控制一定的罐內壓力,使後發酵中產生的二氧化碳保留在啤酒中。
過濾滅菌 經過兩個星期左右的發酵,有些啤酒發酵期可能長達幾個月,將啤酒經過過濾,除去啤酒中的酵母菌和微小的顆粒,再經過62℃左右的滅菌,然後冷卻,啤酒就可以包裝。
包裝 包裝方式主要有瓶裝和罐裝,還有桶裝等。
(5)重鉻酸鉀可以檢測酒精的存在。這一原理可以用來檢測司機是否喝了酒。具體做法是:讓司機呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠(二者均為橙色),如果呼出的氣體中含有酒精,重鉻酸鉀或三氧化鉻就會變成灰綠色的硫酸鉻。
2.實驗原理
(1)在有氧條件下,酵母菌進行有氧呼吸,可以將葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水,並釋放能量。在無氧條件下,酵母菌進行無氧呼吸,能將葡萄糖轉變成酒精和二氧化碳。
酵母菌有氧呼吸: C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
酵母菌無氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
(2)檢驗酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2的量的多少
①將酵母菌兩種呼吸方式產生的氣體分別通入澄清的石灰水,根據產生的碳酸鈣沉澱的多少,即可判斷兩種方式產生的CO2的量的多少,辨別酵母菌的呼吸類型。反應式如下:CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O
有條件的地區可考慮用Ba(OH)2代替Ca(OH)2,現象將更明顯。
②將酵母菌兩種呼吸方式產生的氣體分別通入溴麝香草酚藍溶液,根據溶液顏色的變化,判斷兩種方式產生的CO2的量的多少。
溴麝香草酚藍溶液在pH6.0~7.6的環境中,其顏色隨著pH值的降低,將發生由藍→綠→黃綠→黃的顏色變化。
有氧呼吸釋放的CO2多,生成的H2CO3多,使溴麝香草酚藍溶液由藍→綠→黃綠→黃的時間短;無氧呼吸釋放的CO2相對較少,溴麝香草酚藍溶液由藍→綠→黃綠→黃的時間較長。根據溴麝香草酚藍溶液顏色變化的時間長短,可以比較酵母菌兩種呼吸方式中CO2釋放量的多少。
(3)檢驗酵母菌無氧呼吸產生酒精
酵母菌無氧呼吸產生的酒精,在酸性條件下很容易與重鉻酸鉀反應生成灰綠色的硫酸鉻。稀的重鉻酸鉀溶液為透明的橙色。化學反應式為: 3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CH3COOH+2K2SO4+2Cr4(SO4)3+11H2O
三、製作指南
1.材料 新鮮酵母(或乾酵母),質量分數為5%的葡萄糖溶液。
2.用具 玻璃棒,玻璃導管,試管,研缽,燒杯,量筒,500 mL廣口瓶或錐形瓶,膠塞,滴管。
3.試劑 質量分數為10%的NaOH溶液,澄清的石灰水(或Ba(OH)2溶液),蒸餾水,濃硫酸,重鉻酸鉀晶體,色拉油,溴麝香草酚藍溶液。
4.操作要點
(1)制備酵母液
取兩份新鮮酵母,每份10 g,分別放入兩個編好號的500 mL廣口瓶或錐形瓶中,再向瓶中分別加入200 mL質量分數為5%的葡萄糖溶液,製成酵母發酵液,簡稱酵母液。
(2)實驗裝置
裝置1:
(在裝置2的酵母液中加一些色拉油,以隔絕空氣)
裝置3:同裝置1或裝置2,但要將酵母液換成葡萄糖液。
(3)檢測
①使用石灰水(或Ba(OH)2溶液)檢測CO2的生成
在室溫25℃、濕度55%條件下,10 min時,可見裝置1中石灰水變混濁,裝置2中石灰水剛冒出氣泡;20 min時,裝置2中石灰水變混濁。
實驗現象:比較單位時間內兩種裝置中石灰水混濁的程度。
可觀察到裝置1與裝置2中的酵母液均有氣體產生,並使石灰水變渾濁,但裝置1中石灰水的混濁程度(沉澱)多於裝置2,裝置1中石灰水變混濁的時間早於裝置2。裝置3中不出現石灰水變混濁的現象。
②使用溴麝香草酚藍溶液檢測CO2的生成
溴麝香草酚藍溶液的配製:在錐形瓶中加入5 mL質量濃度為10-4 g/mL的溴麝香草酚藍溶液、100 mL蒸餾水、1滴質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液。此時溶液為藍色。
注意:仍使用裝置1和裝置2,但要將瓶中的石灰水換成溴麝香草酚藍溶液,按裝置圖將反應容器連接好,裝置1和裝置2要同時連通溴麝香草酚藍溶液。
實驗現象:在室溫25℃、濕度55%條件下,20 min時可見以下現象。
裝置1溴麝香草酚藍溶液在130 s時由藍色變成綠色;190 s時變成黃綠色;270 s時變成黃色。
裝置2溴麝香草酚藍溶液需330 s才變成黃色。
裝置3溴麝香草酚藍溶液仍為藍色。
③檢測酒精的生成
取3支試管,按裝置標號分別給試管標上1、2、3號。向1、2、3號試管中各加入0.1 g重鉻酸鉀晶體,然後分別向3支試管中小心地加入0.5 mL濃硫酸,振盪試管使晶體溶解,待溶液冷卻後備用。在室溫25℃、濕度55%條件下,20 min時,將裝置1和裝置2中的酵母液和裝置3中的葡萄糖液取出,分別過濾,將濾液盛在3支幹凈的試管中。各取出2 mL濾液,分別加入1、2、3號試管中,振盪試管。
實驗現象:看單位時間內溶液顏色的變化。
1號試管的溶液(即裝置1的溶液)橙色略有變化,即有一點灰綠色出現。
2號試管的溶液(即裝置2的溶液)由橙色變為灰綠色(在橙色背景中可能顯青黃色)。
3號試管的溶液(即裝置3的溶液)仍為橙色。
5.需要注意的幾個問題
(1)各裝置的連通管盡量不漏氣。
(2)檢測酒精生成時,配葯後要馬上檢測。
(3)由於裝置簡單,不可能形成完全的有氧或無氧條件,因此不排除裝置1中有酒精生成。檢測酒精生成的實驗中,裝置1可能出現少許的灰綠色。
(4)注意對照裝置3的實驗結果。
(5)建議將全班學生分成若干個小組進行實驗,每組4~6人。
四、教學設計
1.提出問題
創設情境:可從工業制酒引入。
圍繞學生對酵母菌的了解,以及如何進行酵母菌細胞呼吸的實驗展開教學。
2.作出假設
引導學生圍繞酵母菌細胞呼吸的兩種可能方式進行討論。
3.設計實驗
重點在引導學生思考以下問題。
(1)如何控制實驗中的有氧條件和無氧條件?
(2)怎樣鑒定細胞呼吸的產物?重點放在如何檢測二氧化碳和酒精的生成,如何比較兩種呼吸產物的多少。
4.實施計劃
同前面的「操作指南」。
5.分析結果
(1)如果在室溫25℃、濕度55%條件下,安裝好裝置,一般在實驗開始後25 min左右就會出現比較明顯的實驗現象。
(2)無論是酵母菌的有氧呼吸還是無氧呼吸,都可以檢測到二氧化碳的生成。二氧化碳的生成量可依據單位時間內石灰水變混濁的程度來判斷。
(3)在酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的裝置中都可以檢測到酒精的生成。這是因為在我國目前中學生物實驗室的條件下,難以做到讓有氧裝置中的每一個酵母菌細胞都處於有氧環境中。因此在有氧呼吸裝置中也可能有部分酵母菌進行無氧呼吸,產生酒精。
6.得出結論
教師引導學生通過討論,得出以下結論。
(1)細胞呼吸有兩種方式:有氧呼吸和無氧呼吸。
(2)細胞的無氧呼吸包括兩種形式:生成酒精的無氧呼吸和生成乳酸的無氧呼吸。
7.表達交流
從學生開始進行實驗,到得到實驗結果,大約需要30 min。實驗結束後可以安排時間讓學生討論並整理實驗結果,各小組派代表匯報、交流。
五、評價建議
1.評價等級分為優、良、及格、不及格四個檔次。
2.能比較完整地完成探究活動的學生或小組獲得「良」以上的成績。
3.在探究活動的某個環節有創意、有想法,並進行認真思考和實踐的學生或小組獲得提高一檔的評價。
Ⅲ 高一生物必修一第五第三節探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗哪一裝置是有氧呼吸
應該是左側裝置為酵母菌有氧呼吸,右側裝置為無氧呼吸。因為左側裝置的最左端連接了橡皮球或氣泵,其目的是通入空氣,經過NaOH溶液的時候可以將CO2去掉,防止對實驗結果的干擾,而右側裝置是密閉的酵母菌培養液,只能進行無氧呼吸。
Ⅳ 下圖是驗證植物呼吸作用的實驗裝置圖.請據圖回答有關問題:(1)實驗要用黑布將整個裝置遮蓋起來,不讓
(1)要驗證植物的呼吸作用,就要使植物不進行光合作用,以免影響實驗效果回;因此實驗時,答用黑布將整個裝置遮蓋起來,不讓光線透入的目的就是防止植物進行光合作用.
(2)因為二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁,因此第二天揭開黑布,裝置內小燒杯中的石灰水變渾濁,說明實大鍾罩內二氧化碳的濃度大大增加.
(3)氧氣有助燃的性質,將燃燒著的火柴放進大鍾罩內立即熄滅,說明大鍾罩內氧氣的濃度大大降低.
(4)根據呼吸作用的過程:有機物(儲存能量)+氧(通過線粒體)→二氧化碳+水+能量,可以說明:植物的呼吸作用吸收氧氣,釋放二氧化碳.
(5)呼吸作用在氧氣的參與下,要不斷的消耗植物通過光合作用製造的有機物,一部分用於呼吸作用,另一部分用於構建植物細胞或通過食物鏈和食物網進入其他生物體內.
故答案為:(1)見光後,植物進行光合作用影響實驗效果
(2)二氧化碳
(3)氧氣
(4)氧氣;二氧化碳
(5)有機物;構建生物體;食物鏈
Ⅳ 如圖示測定綠色植物的有氧呼吸的裝置圖,請仔細觀察後,回答下列問題:(1)A瓶內的NaOH的作用是;B瓶中
(1)A瓶內的NaOH的作用是吸收空氣中的二氧化碳;B瓶中澄清的石灰水的作用是檢驗二氧化碳是版否完全被A瓶內的NaOH溶液吸收.權
(2)要用不透光的玻璃罩罩住植物,防止光合作用吸收二氧化碳.
(3)D瓶內石灰水的作用是檢驗是否進行了呼吸作用並產生二氧化碳.
(4)萌發的種子只能進行呼吸作用,如果將植株換成萌發的種子,結果與綠色植物相比相同.
(5)有同學認為採用此裝置還不能足以說明D瓶中石灰水變渾濁是綠色植物或萌發的種子的產生的,應該對此實驗做些改進:增加一組對照實驗,裝置同實驗組,將綠色植物或萌發的種子改為已死的植物或死亡的種子.
這樣才能充分說明D瓶中的石灰水變渾濁是植物呼吸作用導致.
故答案為:
(1)吸收空氣中的二氧化碳,檢驗二氧化碳是否完全被A瓶內的NaOH溶液吸收
(2)防止光合作用吸收二氧化碳
(3)檢驗是否進行了呼吸作用並產生二氧化碳
(4)相同
(5)增加一組對照實驗,裝置同實驗組,將綠色植物或萌發的種子改為已死的植物或死亡的種子
Ⅵ 呼吸作用酵母的有氧無氧呼吸裝置實驗題目
(1)裝置一和裝置二形成對比實驗.
(2)酸性重鉻酸鉀溶液能檢測無氧呼專吸產生的酒屬精,有酒精存在時,其顏色由橙色變為灰綠色.乙裝置酵母菌培養液上方空氣中有氧氣存在,要探究酵母菌無氧呼吸方式,需要將B瓶靜置一段時間以消耗其中的氧氣,再連通澄清石灰水即可.
(3)有氧呼吸能將葡萄糖徹底氧化分解,其總反應式為:C 6 H 12 O 6 +6O 2 +6H 2 O→6CO 2 +12H 2 O+能量.葡萄糖在細胞內氧化與在體外燃燒相比較,突出的不同點有:溫和條件下細胞內氧化反應緩慢,有多個中間步驟,能量是逐步釋放出來的.
故答案為:
(1)對比
(2)酸性重鉻酸鉀溶液灰綠色B瓶靜置一段時間即可將氧氣消耗掉,此時再連通澄清石灰水即可.
(3)C 6 H 12 O 6 +6O 2 +6H 2 O→6CO 2 +12H 2 O+能量 溫和條件下細胞內氧化反應緩慢,有多個中間步驟,能量是逐步釋放出來的
Ⅶ 酵母菌呼吸作用的實驗裝置
A、如果A不動,說明沒有氧氣的消耗,酵母菌不進行有氧呼吸;B右移時說明有回二氧化碳的釋答放,綜合以上可知酵母菌只進行無氧呼吸,A正確;
B、如果A左移,說明有氧氣的消耗,酵母菌進行有氧呼吸;B不動時說明二氧化碳的釋放量和氧氣的吸收量相等,綜合以上說明酵母菌只進行有氧呼吸,B正確;
C、如果A左移,說明有氧氣的消耗,酵母菌進行有氧呼吸;B右移時說明有二氧化碳的釋放,酵母菌進行無氧呼吸,綜合以上說明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸,C正確;
D、如果A、B都不動時酵母菌既不進行有氧呼吸,也不進行無氧呼吸,而活的酵母菌肯定進行呼吸作用,D錯誤;
故選:D.
Ⅷ 課本上有氧呼吸的實驗裝置圖
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Ⅸ 一個活塞進行有氧呼吸,向左移還是向右移
一個活塞進行有氧呼吸向左移還是向右移會向左移,因為心臟在左邊,而有氧呼吸靠的是心臟,所以它會向左移。