探究酵母菌的呼吸方式

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1、【探究3】探究酵母菌细胞呼吸的方式活动目标 1．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。 2．说出酵母菌细胞呼吸的方式。 背景资料  1．相关知识 （1）活细胞都要进行细胞呼吸。细胞通过细胞呼吸获得生命活动所需的能量和中间产物。细胞呼吸分成两种类型，即有氧呼吸和无氧呼吸。 （2）酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌取材方便，培养简单，是做细胞呼吸研究的好材料。 （3）检测酵母菌细胞呼吸产物的方法简单易行。 （4）制酒业普遍使用不同的酿酒酵母生产葡萄酒、啤酒等。例如，啤酒生产过

2、程就分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。 麦芽的制造 大麦（也正在试验用小麦）浸渍吸水后，在适宜的温度和湿度下发芽，发芽时产生各种水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，这些酶可将麦芽本身的蛋白质分解成肽和氨基酸，将淀粉分解成糊精和麦芽糖等。发芽到一定程度，就要中止发芽，经过干燥，制成水分含量较低的麦芽。 麦芽汁的制造 麦芽经过适当的粉碎，加入温水，在一定的温度下，利用麦芽本身的酶，进行糖化，主要是将麦芽中的淀粉水解成麦芽糖。为了降低生产成本，还可以加入一定比例的大米粉作辅

3、料，大米粉先加水煮沸。制成的麦芽醪，用过滤槽进行过滤，得到麦芽汁，将麦芽汁输送到麦芽汁煮沸锅中，将多余的水分蒸发掉，并加入酒花。酒花是一种植物的花，加到啤酒中，可使啤酒带有特殊的酒花香味和苦味，同时，酒花中的一些成分还具有防腐作用，可延长啤酒的保存期。 发酵 麦芽汁经过冷却后，加入酵母菌，输送到发酵罐中。一般先通入少量空气，酵母菌可进行短时间的有氧呼吸，使自身增殖，而后开始发酵。传统工艺分为前发酵和后发酵，分别在不同的发酵罐中进行。现在流行的作法是在一个罐内进行前发酵和后发酵。前发酵主要是利用酵母菌将麦

4、芽汁中的麦芽糖转变成酒精，后发酵主要是产生一些具有特殊风味的物质，除掉啤酒中的异味，并促进啤酒的陈熟。这一期间，需要控制一定的罐内压力，使后发酵中产生的二氧化碳保留在啤酒中。 过滤灭菌 经过两个星期左右的发酵，有些啤酒发酵期可能长达几个月，将啤酒经过过滤，除去啤酒中的酵母菌和微小的颗粒，再经过62℃左右的灭菌，然后冷却，啤酒就可以包装。 包装 包装方式主要有瓶装和罐装，还有桶装等。 （5）重铬酸钾可以检测酒精的存在。这一原理可以用来检测司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理

5、过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（二者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。 2．实验原理 （1）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，可以将葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并释放能量。在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，能将葡萄糖转变成酒精和二氧化碳。 酵母菌有氧呼吸： C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量 酵母菌无氧呼吸： C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量 （2）检验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2的量的多少 ①将酵母菌两种呼吸方

6、式产生的气体分别通入澄清的石灰水，根据产生的碳酸钙沉淀的多少，即可判断两种方式产生的CO2的量的多少，辨别酵母菌的呼吸类型。反应式如下： CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O 有条件的地区可考虑用Ba(OH)2代替Ca(OH)2，现象将更明显。 ②将酵母菌两种呼吸方式产生的气体分别通入溴麝香草酚蓝溶液，根据溶液颜色的变化，判断两种方式产生的CO2的量的多少。 溴麝香草酚蓝溶液在pH6．0～7．6的环境中，其颜色随着pH值的降低，将发生由蓝→绿→黄绿→黄的颜色变化。 有氧呼吸释放的CO2多，生成的H

7、2CO3多，使溴麝香草酚蓝溶液由蓝→绿→黄绿→黄的时间短；无氧呼吸释放的CO2相对较少，溴麝香草酚蓝溶液由蓝→绿→黄绿→黄的时间较长。根据溴麝香草酚蓝溶液颜色变化的时间长短，可以比较酵母菌两种呼吸方式中CO2释放量的多少。 （3）检验酵母菌无氧呼吸产生酒精 酵母菌无氧呼吸产生的酒精，在酸性条件下很容易与重铬酸钾反应生成灰绿色的硫酸铬。稀的重铬酸钾溶液为透明的橙色。化学反应式为： 3C2H5OH＋2K2Cr2O7＋8H2SO4=3CH3COOH＋2K2SO4＋2Cr4（SO4)3＋11H2O 制作指南  

8、1．材料 新鲜酵母（或干酵母），质量分数为5％的葡萄糖溶液。 2．用具 玻璃棒，玻璃导管，试管，研钵，烧杯，量筒，500mL广口瓶或锥形瓶，胶塞，滴管。 3．试剂 质量分数为10％的NaOH溶液，澄清的石灰水（或Ba（OH）2溶液），蒸馏水，浓硫酸，重铬酸钾晶体，色拉油，溴麝香草酚蓝溶液。 4．操作要点 （1）制备酵母液 取两份新鲜酵母，每份10g，分别放入两个编好号的500mL广口瓶或锥形瓶中，再向瓶中分别加入200mL质量分数为5％的葡