APP下载

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验改进与课程设计研究

2020-08-14周彤

中学课程辅导·教育科研 2020年22期
关键词:对比实验酵母菌

周彤

【摘要】本文对“探究酵母菌細胞呼吸的方式”实验材料和装置进行改进,大大缩短了实验时间,课堂 10min内可以完成;并对本节课的探究活动进行了设计和实践,使学生能在课堂上实现百分之百的参与,体验科学探究的过程。

【关键词】酵母菌   细胞呼吸   对比实验

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”是高中生物的重要探究实验之一,学生通过该实验不仅能够认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件和产物,为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸奠定基础,而且可以体会对比实验的设计和变量关系的分析,使认知从感性过渡到理性,从而真正转化为能力和素养。笔者就如何优化实验材料,简化实验装置,尽可能地缩短实验时间开展了研究并进行课堂实践,取得了较好的教学效果。

1.实验材料的优化

1.1 选用无添加剂的啤酒酵母

很多改进方法中选择了超市中购买的高活性干酵母,其活性高,提前活化后实验效果明显,但因其中含有食品添加剂山梨醇酐单硬脂酸酯,它也可使重铬酸钾变成灰绿色,故选用无添加剂的啤酒酵母(啤酒工厂购得);

1.采用蔗糖溶液代替葡萄糖溶液 葡萄糖是还原糖,其醛基能被酸性重铬酸钾氧化成酸,发生变色反应,故改为选择非还原性的蔗糖。取 20g 啤酒酵母,加入 240ml 质量分数为 10%的蔗糖溶液中,制成酵母菌培养液。

2.实验装置的简化

2.1 锥形瓶改为注射器(规格:50ml) 用打孔器将橡皮塞打孔(深度2cm左右),用于堵塞注射器的针孔。具体操作:有氧组注射器(A)先吸入 10 毫升10%的 NaOH 溶液,再吸入 20ml 空气,橡皮塞堵塞小孔,反复上下震荡,再静置 3min 左右,目的是除去空气中的二氧化碳。然后排出 NaOH 溶液,吸入 20ml 酵母菌培养液;无氧组(B)直接吸入 20ml 酵母菌培养液,堵塞小孔,两组同时开始实验,为提高反应速率,可将装置置于 50-60 度的温水浴中。

2.2 气体检测方式改为注射由于实验收集到的气体集中在注射器针筒中,因此将传统的通气入澄清石灰水的方法改为注射,这比以往的注射器改造装置更易操作,现象也更明显。

3.实验现象与结论

3.1 二氧化碳的检测 对比两瓶澄清石灰水的浑浊程度,即可判断有氧组和无氧组相同时间内 CO2 产生量的多少。发现有氧组浑浊程度更大,这表明酵母菌有氧呼吸能产生大量的 CO2,无氧呼吸产生少量的 CO2.

3.2 酒精的检测 取实验结束后两支试管收集到的酵母菌培养液2ml,分别滴加酸性重铬酸钾,比较酒精的产生情况。发现有氧组培养液呈橙色,无氧组由橙色变为灰绿色,这表明酵母菌有氧呼吸不产生酒精,无氧呼吸产生酒精。

本节课的整个教学设计划分为三部分,一、细胞呼吸概念的提出。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式和产物。三、总结细胞呼吸的过程。

课程是按照科学研究的逻辑思路进行的,即提出问题——作出假设——设计实验——实施实验——得出结论。下表是实验前给每组发放的材料,以期实现有序探究,体会对比实验的设计:

小组合作——探究酵母菌细胞呼吸的方式

一、出示材料,创造情境

[资料 1]酵母菌是一种单细胞的真菌,在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,便于探究细胞呼吸的不同方式。

[资料 2]我们平时吃的馒头就有酵母菌的参与:和面时加入用温水活化的干酵母,发酵至约2倍大,再蒸出的馒头蓬松而柔软。

[资料 3] 葡萄酒的酿造也离不开酵母菌的贡献:将葡萄装到发酵器容量的 70%左右,把容器盖盖严(但不能过紧,否则可能引起发酵罐的爆炸),放在适宜的温度下。葡萄酒有抗癌、美容、防衰老的功效,其中的乙醇,可以促进血液循环,但不宜过量,否则危害健康。阅读完以上资料,请你思考以下两个问题,尝试作出假设,并根据老师所提供的材料用具设计实验去验证吧!

二、小组合作,讨论探究

(一)提出问题

1.做馒头时,酵母菌细胞呼吸的方式主要是什么?产物是什么?

2.酿酒时,酵母菌的细胞呼吸方式主要是什么?产物是什么?

(二)作出假设:

(三)设计实验:

1.材料用具:每组50ml注射器两支,带孔橡皮塞两个,注射瓶2个,烧杯,热水,10%NaOH溶液;酵母菌培养液(酵母菌和 10%的蔗糖溶液),澄清石灰水,重铬酸钾-浓硫酸。

(四)实施实验:

(五)表达交流:

(六)得出结论:

4.课后反思

师生在探究活动中相辅相成,老师利用学生自己的思路来不断推进课堂,学生的思路又能反过来调整老师的引导方式,整个过程有序、有效进行,最后在学生一方面通过实验现象自行总结酵母菌细胞呼吸的方式,另一方面通过教师的引导使学生在设计的过程中体会到对比实验的设计精髓,有效的突破了重难点!在这个过程中学生成为学习的主人,实现百分之百的参与,学生是积极的探究知识,而不是被动的获取。

【参考文献】

[1]俞如旺,苏烨.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验改进研究.生物学教学38(5):45-46.

[2]赵苹.快速简便的“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验.生物学通报46(5):56-57.

猜你喜欢

对比实验酵母菌
为什么酵母菌既能做面包也能酿酒?
牛粪酵母菌的分离鉴定及其碳源代谢分析
外阴阴道假丝酵母菌病知多少?
刍议初中化学对比实验的运用
宝鸡地区胶东卫矛秋季扦插繁育技术
酵母菌感染,怎样才能不误诊?
对比实验在化学概念教学中的应用探析
慷慨事实 紧扣核心 谨慎结论
浅谈对比实验在高中化学中的应用