“探究酵母菌細胞呼吸方式”的創新迷你實驗

摘 要：通過開放式減量、簡化的探究性迷你實驗，讓學生直觀地了解酵母菌細胞呼吸方式，從而達到實驗隨堂化的目的。利用實驗探究，提高教材內容的引導性和開放性，加強課內合作探究性學習的開展，促進學生課外探究能力的發展。

關鍵詞：酵母菌;迷你實驗;自我評價

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”，是新課標增設的一個重要探究實驗。包括有氧呼吸和無氧呼吸，實驗內容涉及反應條件對呼吸方式的影響、原料的控制和產物的計量等。實驗的形式多樣，有演示性實驗、驗證性實驗以及探究性實驗，但原有實驗實施起來困難，實驗器具復雜、耗時長、誤差較大，筆者在傳統實驗基礎上改用一些簡易、直觀的裝置，不僅讓學生掌握了實驗過程及原理，還更好地培養了學生的創新意識和動手操作能力。

一、實驗原理

有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6O2→12H2O+6CO2

無氧呼吸：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2

實驗器材：

酵母菌、葡萄糖、蒸餾水、溴麝香草酚藍、酸性重鉻酸鉀溶液、注射器50 mL、氣球、燒杯、滴管、試管、量筒、錐形瓶、帶膠塞膠管、玻璃棒

酵母菌細胞的活化

取20 g食用酵母菌和250 mL蒸餾水放入燒杯中攪拌均勻，置于35～40 ℃水浴中1h培養。

二、創新迷你實驗

1.有氧組實驗設置（A）

（1）用注射器A連接裝有NaOH溶液的導管，反復抽取除去CO2，后抽取50 mL氣體，用帶彈簧夾的橡膠管套住注射器前端小孔進行密封備用。（2）用注射器C緩慢吸取活化后的酵母菌50 mL注入氣球中，盡可能使其隔絕空氣，把氣球和注射器連接。

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2.無氧組實驗設置（B）

（1）無氧組設置用注射器B排盡注射器中的氣體用帶彈簧夾的橡膠管套住注射器前端小孔進行密封備用。（2）用注射器C緩慢吸取活化后的酵母菌50 mL注入另一個氣球中，排除氣球中的氣體，盡可能使其隔絕空氣，把氣球和注射器連接。

3.檢測CO2和酒精

（1）扎緊氣球后接通帶膠塞的膠管，分別通入溴麝香草酚藍水溶液，檢測CO2。（2）分別取氣球中的溶液加入2只試管，再滴加酸性重鉻酸鉀溶液輕輕震蕩，以檢測是否有酒精產生。

4.實驗創新點

（1）利用注射器可以控制氣體的量，創造有氧和無氧的環境。（2）通過測量氣球直徑或者氣球的排水量，比較直觀定量測量CO2產生的量。

5.實驗結果

有氧組實驗和無氧組實驗效果都很明顯，5 min氣球開始膨脹，20 min效果尤其明顯，將氣球中的氣體分別通入溴麝香草酚蘭水溶液均發生顏色變化，由藍變綠再變黃，說明有氧組和無氧組實驗均有CO2產生。B組的氣球通入酸性重鉻酸鉀溶液后由橙色變成灰綠色，說明無氧組有酒精產生。

三、自我評價

“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗在實際教學中屬于重點實驗，但是教材中的實驗裝置復雜，實驗耗時過長，學術味過于濃重，部分學校只能進行演示實驗或講實驗，無法開展學生小組實驗，同樣也無法引起學生的興趣。

通過開放式減量、簡化的探究性迷你實驗，讓學生直觀地了解酵母菌呼吸產生CO2的量，從而達到實驗隨堂化的目的。

四、生物實驗教學現狀及建議

新課標增設的探究實驗，目的是提高教材內容的引導性和開放性，加強課內合作探究性學習的開展，促進學生課外探究能力的發展。但是，目前生物實驗的教學方法主要以驗證性實驗為主，學生不感興趣，生物實驗的魅力在逐漸缺失。隨著實驗條件的改善，實驗所需儀器藥品配置比較齊全，但是仍然無法滿足所有學生的分組實驗的需要，演示實驗多學生動手能力弱，實驗問題的解決能力差，對生物探究實驗的評價更無從談起。

鑒于以上現狀為了達到新課標對探究實驗的要求，建議生物實驗教學進行以下改進：（1）探究實驗趣味化，學生學習的動機源于興趣，要增強生物探究實驗的趣味性，實驗越有趣越能激發學生興趣及學習動力。（2）生物探究實驗生活化，生物知識廣泛深入到方方面面的生活中，因此建議生物探究實驗多安排家庭實驗，盡量使實驗內容平常化、生活化。（3）學生實驗迷你化，迷你小實驗就是使用小型、簡便、易得的裝置進行實驗，同常規試驗相比具有裝置操作簡單，試劑用量小，反應速度快，現象明顯直觀等優點。

參考文獻：

謝明桂.“探究酵母菌細胞呼吸方式”的實驗創新.生物學通報，2012，47（3）：56-58.

編輯 段麗君