备课素材：“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置的创新和应用2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1

“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置的创新和应用 教材原实验装置存在两个问题:①完全无氧条件的创造难以保证,导致结果不易解释;②难以定量检测酵母菌发酵产物的产生量。 1.方案一 1.1实验材料 塑料瓶、量筒、“三通”、橡皮塞、气球、软管、夹子、注射器、乙醇传感器、澄清石灰水、蒸馆水、干酵母、质量分数为10%的葡萄糖溶液。 1.2实验步骤 （ 1） 装置的制备:选取2个塑料瓶，分别贴上A、B两个标签。在2个塑料瓶瓶口各加一个“三通”，“三通”的上方各套一个气球，另一端塞上已插入输液器的橡皮塞，并用夹子夹住软管（图1）。 （ 2） 发酵:在2个瓶中分别加入100 mL质量分数为10%的葡萄糖溶液，在A瓶中加入5g酵母菌。将装置放于室温环境中发酵20 mine （ 3） CO2的检测:观察气球体积的变化，用两支注射器分别吸取2 mL澄清石灰水，再从相应的瓶中分别吸取8 mL气体，振荡，观察现象。 （ 4） 乙醇的检测：取下气球，连接乙醇传感器（图1） ,检测乙醇含量；同时，感知乙醇的有无。 1.3 实验结果 观察发酵装置中气球的体积变化,可见与A瓶连接气球逐渐膨胀，而与B瓶连接的气球内气体体积并无变化,说明酵母发酵过程中有气体产生。发酵20 min后,与“三通”连接的注射器抽取等量8 mL气体,与注射器中的澄清石灰水混合，可以发现，与A瓶连接的注射器中澄清石灰水变的混浊，而与B瓶连接的注射器中的澄清石灰水无明显变化,说明发酵过程中产生的气体为CO2。取下气球，将乙醇传感器分别插入发酵液瓶中，显示A瓶中的乙醇含量为0.238%, B瓶中的含量为0.008%（ B瓶中理论值应为0,受限于乙醇传感器的灵敏度，应为实验误差），说明酵母发酵过程中产生了乙醇。移走乙醇传感器，直接感知乙醇挥发的气味，可以闻到A中乙醇的气味，而B瓶中没有乙醇的气味。 1.4实验的创新点 在发酵的塑料瓶口连接“三通”、再连接气球和注射器的装置的优点是:一方面通过观察气球的体积变化，可直观地感知生物发酵中气体的产生；另一方面通过注射器定量抽取气体，与澄清石灰水相混合，观察澄清石灰水的浑浊程度，可初步定量检测发酵中CO2的产生量。此外，该装置去掉气球后，既可直接感知乙醇的气味，也可直接连接乙醇传感器，装置和传感器之间吻合度及气密性好，便于乙醇检测。因此, 该实验装置既可“定性”地直观感知发酵产物，也可“定量