葡萄糖發酵實驗裝置

❺ 生物選修1知識點 詳細

徐州二中2011屆生物知識點匯總（選修一模塊）

考點一、酶的應用：酵在洗滌等方面的應用；制備和應用固相酶
一、酶在洗滌等方面的應用
1．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉,目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶 、澱粉酶、纖維素酶 。其中應用最廣泛、效果最明顯的是鹼性蛋白酶 和鹼性脂肪酶 。鹼性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質孫歷水解成可溶培拿性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、澱粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、澱粉、纖維素水解為小分子物質，使洗衣粉具有更強的去污能力。
酶制劑的特點：能夠耐酸、耐鹼、忍受表面活性劑和較高的溫度，並且通過特殊的化學物質將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。
2、影響酶活性的因素有溫度 、酸鹼度 和表面活性劑 。 酶不能直接添加到洗衣粉中，因為洗衣粉中的表面活性物質會降低酶的活性。將基因工程生產出的酶用特殊水溶性物質包裹起來，與洗衣粉的其它成分隔離開來。
3、加酶洗衣粉能減少對環境的污染，因為加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發展。（普通洗衣粉的化學成分有：表面活性劑、水軟化劑、鹼劑、漂白粉等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。）
  普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同點 表面活性劑可以產生泡沫，可以將油脂分子分散開，水軟化劑可以分散污垢
不同點 酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易容於水，從而與纖維分開
4、可在洗滌後比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等來判斷洗滌效果。
二、制備和應用固相酶
1、固定化酶是指在一定的空間范圍內起催化作用，並能反復和連續使用的酶。
原理：將酶固定在不溶於水的載體上，使酶既易催化反應，又易於回收，可以重復使用。
2、使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本，提高了果糖的產量和質量。
3．固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學的方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包配凱搭埋法、化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合採用化學結合和物理吸附法固定，而細胞多採用包埋法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很小；個大的難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。
4．包埋法法固定化細胞即將微生物細胞包埋在不溶於水的載體中。常用的載體材料有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯醯胺等。
固定化細胞是在固定化酶的基礎上發展起來的，它的優點如下：(1)省去了酶的分離手續.為多酶系統,無須輔因子再生；(2)細胞生長快,而且多,反應快；(3)可以連續發酵,節約了成本,而且在蒸餾和提取前不用分離去細胞,能一邊徘出發酵液,一邊進行培養,排除了產物抑制和消耗；(4)保持酶在細胞內的原始狀況,增加了酶的穩定,特別是對污染因子的抵抗力增加.
缺點：(1)必須保持菌體的完整,防止菌體自溶,否則,將影響產品純度；(2)必須防止細胞內蛋白酶對所需酶的分解,同時,需抑制胞內其他酶的活性止副產物的形成；(3)細胞膜,壁會阻礙底物滲透和擴散。
類型 優點 不足
直接使用酶 催化效率高，低耗能、低污染等。 對環境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產成本；反應後酶會混在產物中，可能影響產品質量。
固定化酶 既能與反應物接觸，又能與產物分離，固定在載體上的酶還可以被反復利用。 一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都通過一系列的酶促反應才能得到的。
固定化細胞 成本低，操作更容易。 固定後的酶或細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效果下降等。
應用：1、某一實驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發酵實驗，實驗材料及用具齊全。（1）酵母細胞的固定採用的方法是包埋法。
（2）請完善該實驗小組的同學在制備固定化酵母細胞過程的步驟
①配製氯化鈣溶液時應用蒸餾水。 ②海藻酸鈉溶解應用小火間斷加熱，邊攪拌邊加熱。③海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細胞。④注射器中的海藻酸鈉和酵母細胞的混合物應滴入氯化鈣溶液中形成凝膠珠。
（3）該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發酵
①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，實驗過程中，一定要在無菌條件下進行。
②加入反應液後的操作是關閉活塞1和活塞2。
③裝置的長導管起到什麼作用？釋放CO2，減小反應柱內壓力；防止空氣進入反應柱。
（4）實驗過程中，可能會觀察到的現象：有氣泡產生、有酒味散發
實驗過程中，裝置內可能會發生的反應式為：（有氧呼吸、無氧呼吸產生酒精和二氧化碳）
應用：2、麥芽汁可以滲入到由海藻酸鈉和啤酒酵母製成的凝膠珠中，啤酒酵母可以利用自身細胞內的一系列酶將可發酵性糖轉化成乙醇。下面是利用固定化酵母細胞發酵生產啤酒的實驗過程：
步驟1：酵母細胞的活化。稱取lg乾酵母置於50mL燒杯中，加l0mL蒸餾水，攪拌，靜置1h。
步驟2：配製物質的量濃度為0．05mol／L的氯化鈣(CaCl2)溶液。
步驟3：配製海藻酸鈉溶液。稱取0.7g海藻酸鈉置於50mI燒杯中，加l0mL蒸餾水，燒杯放在酒精燈上用小火或間斷加熱。
步驟4：在冷卻至常溫的海藻酸鈉溶液中加入活化的酵母細胞，充分混合後轉入注射器
步驟5：固定化酵母細胞。以恆定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配製好的氯化鈣(CaCl2)溶液中形成凝膠珠，讓凝膠珠在氯化鈣(CaCl2)溶液中浸泡30分鍾。
步驟6：固定化酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3次。
步驟7：將適量的凝膠珠放人500mL錐形瓶中，加300mL已消毒的麥芽汁，封口於25℃下發酵。
仔細閱讀上述過程，回答下列問題：
(1)步驟6用蒸餾水沖洗2～3次的目的是：洗去雜質(氯化鈣)和雜菌，防止污染。
(2)發酵產物酒精可用重鉻酸鉀進行檢驗，但需在酸性性條件下才呈現灰綠色。
(3)如何檢驗凝膠珠的質量是否合格？（方法一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的製作成功。方法二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。）
考點二、生物技術在食品加工中的應用：發酵食品加工的基本方法
一、發酵： 廣義：是通過微生物的培養來大量生產各種代謝產物的過程。包括有氧發酵（如醋酸發酵、谷氨酸發酵）和無氧發酵（如酒精發酵）。 狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發酵、乳酸發酵等）。 所以：發酵≠無氧呼吸。
應用： 釀酒、發饅頭、麵包製作、酒精製造、生產葯用酵母片、生產維生素、生產抗菌素等。
二、果酒製作的原理：菌種：酵母菌，單細胞真核生物，異養兼性厭氧型，適宜條件下出芽生殖1、酵母菌的兼性厭氧生活方式：在有氧條件下，有氧呼吸，大量繁殖（無性的出芽生殖）。在無氧條件下，酒精發酵。 繁殖的最適溫度：20℃； 酒精發酵的最適溫度：18~25℃。
在缺氧、20℃左右（一般將溫度控制在18～25℃，最適為20℃）、呈酸性的發酵液中，酵母菌可繁殖並進行酒精發酵。而絕大多數其它微生物都因無法適應這一環境而受到抑制。2、溫度對發酵的影響：酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低於10℃，酵母菌發育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20℃時為最佳繁殖溫度，此時酵母菌生殖速度快、生活力強。超過35℃，酵母菌生長受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，開始出現死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發酵液、減少究竟的損耗，必須控制好發酵溫度。
3、防止發酵液被污染的措施：榨汁機要洗凈並晾乾、發酵瓶要洗凈並用70%的酒精消毒、裝入葡萄汁後要密封
4、葡萄酒呈紅色的原因：在發酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進入發酵液，使葡萄酒呈紅色。
三、果醋製作的原理：菌種：醋酸菌，原核生物，異養需氧型，二分裂生殖1、酒變醋的原理：當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸。C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O （發酵條件：溫度適宜、適時通氣、控製糖源供應）2、控制發酵條件的作用：①醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當進行深層發酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30～35℃，控制好發酵溫度，使發酵時間縮短，又減少雜菌污染的機會。3、醋酸菌的來源：菌種可以到當地生產食醋的工廠或菌種保藏中心購買。也可以從食醋中分離醋酸菌。 果酒果醋的製作流程：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發酵→果酒（→醋酸發酵→果醋）四、腐乳製作的原理：菌種：毛霉，真核生物，異養需氧，孢子生殖
1、多種微生物參與了豆腐的發酵，如青黴、酵母、麴黴、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一種絲狀真菌。毛霉等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。2、腐乳製作的實驗流程：讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制（1）毛霉的生長：將豆腐塊平放在籠屜內，將籠屜中的控制在15～18℃，並保持一定的溫度。約48小時後，毛霉開始生長，3天後菌絲生長旺盛，5天後豆腐塊表面布滿菌絲。豆腐塊上生長的毛霉來自空氣中的毛霉孢子，而現代的腐乳生產是在嚴格無菌的條件下，將優良毛黴菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其他菌種的污染，保證產品的質量。（2）加鹽腌制：將長滿毛霉的豆腐塊分層整齊地擺放在瓶中，同時逐層加鹽，隨著層數的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些。加鹽腌制的時間約為8天左右。加鹽可以析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬，在後期的製作過程中不會過早酥爛。同時，鹽能抑制微生物的生長，避免豆腐塊腐敗變質。（3）配製鹵湯：鹵湯直接關繫到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及各種香辛料配製而成的。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左右。加酒可以抑制微生物的生長，同時能使腐乳具有獨特的香味。香辛料可以調制腐乳的風味，也具有防腐殺菌的作用。3、實驗注意事項（1）控制好材料的用量：①用鹽腌制時，注意控制鹽的用量，鹽的濃度過低，不足以抑制微生物的生長，可能導致豆腐腐敗變質；鹽的濃度過高會影響腐乳的口味。②鹵湯中酒的含量應控制在12%左右，酒精含量越高，對蛋白酶的抑製作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，不足以抑制微生物的生長，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。③所用豆腐含水量在70%左右，含水量過高不易成形。
（2）防止雜菌污染：①用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈後要用沸水消毒。②裝瓶時，操作要迅速小心。整齊地擺放好豆腐、加入鹵湯後，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。③越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆腐層數的加高加鹽量要增加，接近瓶品表面的鹽要鋪的厚一些。
考點三、生物技術在其他方面的應用：蛋白質的提取和分離
一、蛋白質的提取和分離的基本原理和方法
1、實驗原理：蛋白質的物化理性質：形狀、大小、電荷性質和多少、溶解度、吸附性質、親和力等千差萬別，由此提取和分離各種蛋白質。2、凝膠色譜法（分配色譜法）：（1）原理：分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內部，路程長，流動慢。（2）凝膠材料：多孔性，多糖類化合物，如葡聚糖、瓊脂糖。（3）分離過程： 混合物上柱→洗脫→大分子流動快、小分子流動慢→收集大分子→收集小分子(洗脫：從色譜柱上端不斷注入緩沖液，促使蛋白質分子的差速流動。)（4）作用： 分離蛋白質，測定生物大分子分子量，蛋白質的脫鹽等。3．緩沖溶液：（1）原理：由弱酸和相應的強鹼弱酸鹽組成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），調節酸和鹽的用量，可配製不同pH的緩沖液。（2）作用：抵制外界酸、鹼對溶液pH的干擾而保持pH穩定。4．凝膠電泳法：（1）原理：不同蛋白質的帶電性質、電量、形狀和大小不同，在電場中受到的作用力大小、方向、阻力不同，導致不同蛋白質在電場中的運動方向和運動速度不同。（2）分離方法：瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯醯胺凝膠電泳等。（3）分離過程：在一定pH下，使蛋白質基團帶上正電或負電；加入帶負電荷多的SDS，形成「蛋白質－SDS復合物」，使蛋白質遷移速率僅取決於分子大小。
二、蛋白質的提取和分離的實驗步驟：
1、樣品處理 ①紅細胞的洗滌：洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，採集的血樣要及時採用低速短時間離心分離紅細胞，然後用膠頭吸管吸出上層透明的黃色血漿，將下層暗紅色的紅細胞液體倒入燒杯，再加入五倍體積的生理鹽水，緩慢攪拌10min，低速短時間離心，如此重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。②血紅蛋白的釋放 ：在蒸餾水和甲苯作用下，紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。（註：加入蒸餾水後紅細胞液體積與原血液體積要相同。加入甲苯的目的是溶解細胞膜，有利於血紅蛋白的釋放和分離。）2、粗分離 ①分離血紅蛋白溶液：將攪拌好的混合溶液離心後，試管中的溶液分為4層。第一層為無色透明的甲苯層，第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質的沉澱層，第3層是紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液，第4層是其他雜質的暗紅色沉澱物。將試管中的液體用濾紙過濾，除去之溶性沉澱層，於分液漏斗中靜置片刻後，分出下層的紅色透明液體。②透析：取1mL的血紅蛋白溶液裝入透析袋中，將透析袋放入盛有300mL的物質的量的濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液中，透析12h。透析可以去除樣品中分子量較小的雜質，或用於更換樣品的緩沖液。3、純化：4、純度鑒定：SDS聚丙烯醯胺凝膠電泳
三、注意事項1、電泳技術：電泳技術就是在電場的作用下，利用待分離樣品中各種分子帶電性質以及分子本身大小、形狀等性質的差異，使帶電分子產生不同的遷移速度，從而達到對樣品進行分離、鑒定或提純的目的。2、紅細胞的洗滌：如果分層不明顯，可能是洗滌次數少、未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞和淋巴細胞一同沉澱，也得不到純凈的紅細胞，影響後續血紅蛋白的提取純度。3．如何檢測凝膠色譜柱的裝填是否成功：由於凝膠是一種半透明的介質，因此可以在凝膠柱旁放一支與凝膠柱垂直的日光燈，檢查凝膠是否裝填得均勻。此外，還可以加入大分子的有色物質，觀察色帶移動的情況。如果色帶均勻、狹窄、平整，說明凝膠色譜柱的性能良好。如果色譜柱出現紋路或是氣泡，輕輕敲打柱體以消除氣泡，消除不了時要重新裝柱。4．為什麼凝膠的裝填要緊密、均勻？如果凝膠裝填得不夠緊密、均勻，就會在色譜柱內形成無效的空隙，使本該進入凝膠內部的樣品分子從這些空隙中通過，攪亂洗脫液的流動次序，影響分離的效果。5．沸水浴處理加入洗脫液的濕凝膠的目的：不但節約時間，還能除去凝膠中可能帶有的微生物和排除凝膠內的空氣。6．G-75：「G」代表凝膠的交聯程度，膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g。7．裝填完後，立即用洗脫液洗脫的目的：使凝膠裝填緊密8．加入檸檬酸鈉有何目的？為什麼要低速、短時離心？為什麼要緩慢攪拌？防止血液凝固；防止白細胞沉澱；防止紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。9．與其他真核細胞相比，紅細胞的特點及這一特點對進行蛋白質的分離的意義：哺乳動物及人的成熟的紅細胞是雙面凹圓餅狀，沒有細胞核和細胞器。其含有的血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時可以通過觀察顏色來判斷什麼時候應該收集脫液。這使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實驗操作。10．如何檢測血紅蛋白的分離是否成功：如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關

❻ 糖被酵母發酵的產物

（1）發酵就是有機物在一定溫度下被酵母或其他菌類分解成某些產物的過程．酵母菌在有氧氣時，葡萄糖被徹底分解為二氧化碳、水、大量能量，用於製作蒸饅頭、麵包．沒有氧的情況下，葡萄糖的分解不徹底，產物是酒精、二氧化碳和少量能量，用於釀酒．因此，這種現象叫發酵．
（2）酵母菌生活的溫暖是常溫下，酵母菌分解葡萄糖產生酒精和二氧化碳，因此瓶中的產生的氣泡以及使氣球脹大的氣體是二氧化碳．
（3）加入的酵母菌會分解水中的葡萄糖，產生二氧化碳和酒精．
故答案為：
（1）溫開水；葡萄糖；酵母菌；
（2）溫暖；二氧化碳；
（3）加入的酵母菌會分解水中的葡萄糖，產生二氧化碳和酒精

❼ 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。

❽ 下面是在上述生物學愛好者的指導下，某學習小組探究酵母菌是否也存在上述兩種呼吸類型的實驗裝置圖：裝置

（1）裝置一中NaOH的作用是吸收細胞呼吸產生的二氧化碳，判斷酵母菌是否消耗氧氣，瓶內氣壓是否下降，液滴是否移動，來判斷酵母菌細胞呼吸方式．
（2）如果酵母菌只進行有氧呼吸，裝置一酵母菌釋放的二氧化碳被氫氧化鈉吸收，而酵母菌消耗氧氣，瓶內氣壓下降，液滴左移．裝置二由於酵母菌只進行有氧呼吸，消耗的氧氣量和釋放的二氧化碳量相等，故瓶內氣壓不變，液滴不移動．
如果酵母菌只進行無氧呼吸，裝置一不消耗氧氣，釋放的二氧化碳又被氫氧化鈉吸收，瓶內氣壓不變，液滴不移動；裝置二不消耗氧氣，釋放二氧化碳，瓶內氣壓上升，液滴右移．
如果酵母菌同時進行2種細胞呼吸，裝置一釋放的二氧化碳被吸收，消耗氧氣，氣壓下降，液滴左移；裝置二釋放的二氧化碳量大於消耗的氧氣量，氣壓上升，液滴右移．
（3）①裝置一和裝置二設置有氧和無氧條件，實驗結果都是未知，通過比較結果，來探究氧氣對細胞呼吸方式的影響，為對比實驗．
②實驗目的是探究是否有氧呼吸產生的能量也比無氧呼吸產生的也多一些，故因變數為能量，通過觀察溫度計的相應溫度讀數變化來檢測．
故答案為：
（1）吸收細胞呼吸產生的CO₂
（2）

❾ 某同學利用如圖實驗裝置用酵母菌做了如下實驗，回答相應問題．註：a．本實驗所用的酵母液是由5%的葡萄糖

（1）由圖可知，甲和乙的單一變數是有無空氣，說明該實驗裝置是用於探專究酵母菌的呼吸屬方式的；酵母菌兼性厭氧菌．
（2）酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產生二氧化碳，且有氧呼吸產生的二氧化碳比無氧呼吸多，二氧化碳和水反應生成碳酸，使溶液的pH下降，所以一段時間後，觀察1、2試管均變黃，2號試管較1號試管黃色深．可見，本實驗中選用BTB試劑檢測的是二氧化碳．
（3）酵母菌在有氧時代謝旺盛，繁殖快，在無氧時發酵產生酒精，所以在製作葡萄酒的實驗中，將酵母菌種加入葡萄漿後，發酵瓶應先通氣一段時間再密閉．
（4）酵母菌可遺傳的變異有基因突變、基因重組、染色體變異；如果給酵母菌提供含