无论是自养生物还是异养生物,细胞必须将这些有机物氧化分解,将能量释放出来,供生命活动之需。细胞氧化葡萄糖、脂肪酸或其他有机物以获取能量并产生CO2的过程称为细胞呼吸。
目的要求:通过探究酵母菌细胞呼吸的方式,了解细胞呼吸的类型。 细胞呼吸的最重要的意义是为生命活动提供能量。
实验原理:酵母菌是兼性厌氧微生物,在有氧和无氧的条件下均能正常生存。有氧呼吸是在有氧气条件下进行的,产生二氧化碳和水,释放能量多。无氧呼吸是在无氧(或缺氧)条件下进行,产生二氧化碳和酒精,释放能量较少的一种呼吸方式。 全析提示
释放能量多少的显示方法:用温度计测量保温瓶内的温度变化。
材料器具:酵母培养液;液体石蜡油(用于培养液面与空气进行可靠的隔离)、0.1 g/mL葡萄糖液;保温瓶(可以有效地控制内部温度尽可能的不受外界影响)、温度计、棉花(可以阻止空气中的微生物进入,但空气可以进入)。
活动程序:(1)取3只保温瓶,编号为A、B、C。 将少量的酵母菌放进由蒸馏水、纯糖和酒石酸铵组成的培养液中,经过一夜的培养,便可以产生出千千万万的酵母菌。
(2)A瓶注入煮沸冷却(冷却的目的是避免高温杀死酵母菌)的质量分数为0.1 g/mL的葡萄糖溶液1 L;B、C瓶注入未经煮沸的质量分数为0.1 g/mL的葡萄糖溶液1 L。
(3)向A、B瓶中加入等量的酵母培养液,C号瓶中不加入酵母菌培养液(作为空白对照)。
(4)向A号瓶中注入液体石蜡。 煮沸的目的有两个:其一是排出氧气,气体于100℃在水中的溶解度非常小;其二是杀死微生物。
(5)3个瓶中同时放入温度计,并用棉团轻轻塞上瓶口(这样做可以有效地通入空气,并且阻止空气中的微生物的进入),插入温度计并保证保温瓶通气。
(6)2 h后观察并记录3个保温瓶温度数据。
结果预测及分析:B号瓶中温度最高,A号瓶次之,C号瓶的温度最低并且接近室温。 液体石蜡的密度比水小,所以可以在水面上形成一层油膜,从而有效地使空气与培养液隔开。
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B号瓶中的酵母菌进行的呼吸方式是有氧呼吸。细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程,称为有氧呼吸。A号瓶中的酵母菌进行的呼吸方式是无氧呼吸。无氧呼吸不需要大气中的氧。
绝大多数的动物和植物都需要进行有氧呼吸,所以必须生活在氧气充足的条件下。几种专营体内寄生的动物进行无氧呼吸,如蛔虫、猪肉绦虫等。部分微生物也必须进行无氧呼吸才能生存,这种微生物的代谢类型被称为专性厌氧,除了书上的两种微生物外,还有甲烷杆菌、链球菌等。