曾晓辉 周斌伟

（湖北省孝感高级中学 湖北孝感 432000）

1 材料和器具

100 mL注射器、烧杯、滴管、试管、温度计、橡皮胶管（带弹簧夹)、集气瓶、干酵母、5%葡萄糖溶液、澄清的石灰水溶液、酸性重铬酸钾溶液（0.2 g/mL）和蒸馏水。

2 实验方法

2.1 酵母培养液制备 上课前称取干酵母菌5 g，加入装有100 mL 5%葡萄糖溶液的烧杯中，将烧杯放在 25~35℃的水浴中活化 15 min［1］。

2.2 实验装置搭建 分为3组：①有氧组，注射器中吸入20 mL的酵母菌培养液，再吸入70 mL的空气，套上橡皮管，夹上弹簧夹；②无氧组，注射器中吸入20 mL的酵母菌培养液后，排完空气，套上橡皮管，夹上弹簧夹；③对照组，注射器中吸入20 mL的5%葡萄糖溶液（不含酵母菌），排尽空气，套上橡皮管，夹上弹簧夹。

2.3 发酵过程 将3组装置置于预设的水浴杯（50℃）中，通过观察3组注射器活塞芯杆的移动情况判断注射器内气体体积的变化。约10 min后，在A组气体体积变化前停止培养；在B组活塞明显向后退出时停止培养。

2.4 CO2的检测 分别将3组橡皮管套上含有石灰水的导管，打开弹簧夹，将注射器中的气体缓慢推入澄清的石灰水中，观察变化。若注射器中没有产生气体，则不需进行检测（图 1）。

图1 CO2检测装置模式图

2.5 酒精的检测 将3组注射器中的溶液分别过滤，各取2 mL滤液置于试管中，滴加0.5 mL的酸性重铬酸钾溶液并轻轻振荡，混合均匀，观察3组试管中溶液颜色的变化。

3 结果

3.1 气体的产生 实验结果表明，在有氧条件下，有氧组注射器活塞没有移动。在无氧条件下，无氧组注射器则产生一定的气体，活塞向上移动；对照组注射器的活塞未移动，没有产生气体。

3.2 CO2的检测 为了检测有氧组和无氧组装置中产生的气体是否含有CO2，将2组装置中的气体导入澄清的石灰水的装置中。结果表明，通入注射器中的气体前，容器中的澄清石灰水均为透明澄清的（图2A）；但在注入注射器中的气体后，有氧组和无氧组均能产生使澄清的石灰水变浑浊的气体，对照组没有产生气体，不需检测（图2B）。

图2 CO2检测装置

3.3 酒精的检测 为了检测3组装置中是否产生酒精，分别取2 mL滤液置于试管中，各滴加0.5 mL的酸性重铬酸钾溶液并轻轻振荡至混合均匀。结果表明，无氧组呈现灰绿色，有氧组和对照组则未发生颜色反应，为橙黄色。

4 分析和结论

在本实验条件下，有氧组和无氧组装置中可产生使得澄清的石灰水变浑浊的气体，说明有氧组和无氧组装置均可产生CO2［2］。而所取滤液与酸性重铬酸钾溶液的反应表明，无氧组呈现灰绿色，说明无氧组溶液中产生了酒精；而有氧组和对照组未发生颜色反应，为橙黄色，说明没有酒精产生。因此，本实验装置可在有限的时间内证实酵母菌在有氧和无氧条件下都会产生CO2，而只在无氧条件下产生酒精。

5 实验改进后的优点

与人教版教材中的装置相比，改进的装置有如下优点：①实验装置体积减小，极大程度地节约了试剂，适于分组实验。改进前，装置的三角瓶中需加入200~240 mL溶液；改进后，各试管只需加入20 mL左右的溶液即可；②实验现象更加直观，有、无生理活动的变化，通过活塞的移动情况即可判断；③玻璃导管间用乳胶管相连，便于检验装置中的气体；④注射器作为反应器，方便对反应液进行过滤，操作方便；⑤采用透明的滤液检验有、无酒精产生，现象更加明显；⑥采用50℃的水浴对反应容器进行加热，可加快反应速率，缩短时间，在40 min课时内完成该探究活动。改进后的实验装置简单易操作，可作为优质实验课的参考题材。