酵母菌酵母菌在自然界分布廣泛,進(jìn)行無(wú)性繁殖和有性繁殖,主要生長(zhǎng)在偏酸性的潮濕的含糖環(huán)境中,在釀酒工業(yè)中十分重要。有關(guān)酵母菌的知識(shí)在人教版高中生物必修和選修教材中多次出現(xiàn),在第二輪復(fù)習(xí)中可進(jìn)行相關(guān)知識(shí)整合、提升。
1.與酵母菌結(jié)構(gòu)有關(guān)的相關(guān)知識(shí)及拓展
酵母菌是異養(yǎng)兼性厭氧型生物,在對(duì)酵母菌呼吸方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,可以巧妙地設(shè)計(jì)題目。
【案例分析1】下圖為酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與菠菜葉肉細(xì)胞相比,最主要的區(qū)別是酵母菌_____;與藍(lán)藻的最主要的區(qū)別_____。
(2)圖中含有RNA的結(jié)構(gòu)有_______(填序號(hào))。
(3)當(dāng)酵母菌細(xì)胞處于5%的蔗糖溶液中時(shí),可構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng),由圖中的_______(填序號(hào))將該滲透
系統(tǒng)分隔為外界溶液(5%的蔗糖溶液)與______兩個(gè)區(qū)域。
(4)現(xiàn)有存放一段時(shí)間的酵母菌培養(yǎng)液,挑取部分酵母菌,將其放在含有臺(tái)盼藍(lán)染液的營(yíng)養(yǎng)液中,發(fā)現(xiàn)部分酵母菌被染成藍(lán)色,說(shuō)明______。
(5)在運(yùn)用基因工程培育生產(chǎn)干擾素工程菌時(shí),往往選擇酵母菌作為受體細(xì)胞而不選擇大腸桿菌,這是因?yàn)榻湍妇?xì)胞中具有_______(填結(jié)構(gòu)名稱(chēng)),有利于對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)物的加工。
(6)某同學(xué)為了探究“在體外環(huán)境條件中,溫度對(duì)細(xì)胞呼吸酶催化效率的影響”。需要提取、分離并純化酵母菌細(xì)胞內(nèi)的相應(yīng)酶。請(qǐng)你幫助該同學(xué)設(shè)計(jì)提取、分離純化酵母菌內(nèi)相應(yīng)酶主要實(shí)驗(yàn)思路。
2.酵母菌的呼吸方式
酵母菌這種單細(xì)胞真菌,在有氧和無(wú)氧環(huán)境下都能生存,屬于兼性厭氧菌。在有氧氣的環(huán)境中,進(jìn)行有氧呼吸,酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳,同時(shí)釋放能量。無(wú)氧的條件下,進(jìn)行無(wú)氧呼吸,將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精,同時(shí)釋放能量(較少)??梢杂心康牡卦O(shè)計(jì)以下題目:
【案例分析2.1】根據(jù)右圖細(xì)胞呼吸的有關(guān)過(guò)程,回答下列問(wèn)題:
(1)酵母菌細(xì)胞能進(jìn)行右圖中的哪些生理過(guò)程?
(2)酵母菌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生C02的場(chǎng)所在哪里?
(3)右圖中哪些生理過(guò)程產(chǎn)生能量?
(4)酵母細(xì)胞無(wú)氧呼吸為什么不能產(chǎn)生乳酸
(5)請(qǐng)你寫(xiě)出酵母細(xì)胞有氧呼吸、無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式。
進(jìn)一步地,結(jié)合學(xué)生對(duì)以上相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,設(shè)計(jì)相關(guān)案例分析。
【案例分析2.2】有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液,當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí),其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如表所示。判斷正誤:
( )氧濃度為b時(shí),經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6mol
( )氧濃度為d時(shí),只進(jìn)行有氧呼吸
( )氧濃度為c時(shí),有50%的葡萄糖用于酒精發(fā)酵
( )a值約為0
3.酵母菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
【案例分析3】某生物興趣小組分別對(duì)酵母菌細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了如下的探究實(shí)驗(yàn),請(qǐng)分析回答:
(1)怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程能正常生活?
(2)該小組想探究的具體問(wèn)題是:酵母菌是否在有氧、無(wú)氧條件下均能產(chǎn)生CO2,現(xiàn)提供若干套(每套均有數(shù)個(gè))實(shí)驗(yàn)裝置如上圖(a~d)所示。
A.請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇裝置序號(hào),并按照實(shí)驗(yàn)的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)。有氧條件下的裝置順序:_____(用箭頭和圖中序號(hào)表示);無(wú)氧條件下的裝置順序:_____。(用箭頭和圖中序號(hào)表示)。
B.裝置中c瓶的作用是_____,b瓶中澄清的石灰水還可用_______代替。
C.在溫度和pH都相同的情況下,影響酵母菌細(xì)胞呼吸方式的外界因素主要是______。
D.瓶d在連接其他瓶前應(yīng)先封口放置一段時(shí)間,這是為了_____。讓錐形瓶中酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸的其他方法有?______。
(3)如何鑒定有無(wú)酒精產(chǎn)生?_____________。
4.酵母菌在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者,在一定的環(huán)境條件下,可以進(jìn)行繁殖,我們可以采取一定的方法對(duì)酵母菌的種群數(shù)量變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析
【案例分析4】為研究酵母菌種群密度的動(dòng)態(tài)變化,某同學(xué)按下表所列條件進(jìn)行了A、B、C和D共4組實(shí)驗(yàn),用1000mL錐形瓶作為培養(yǎng)器皿,棉塞封口,在25℃下靜置培養(yǎng),其他實(shí)驗(yàn)條件均相同,定時(shí)用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)
果繪出的酵母菌種群密度變化曲線(xiàn)圖如下圖,請(qǐng)分析回答以下問(wèn)題。
(1)為探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化,某同學(xué)進(jìn)行了①—⑤操作,其中操作正確的是( )
①將適量干酵母菌放入裝有一定濃度葡萄糖溶液的錐形瓶中,在適宜條件下培養(yǎng);
②靜置一段時(shí)間后,用吸管從錐形瓶中吸取培養(yǎng)液;
③在血球計(jì)數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液,蓋上蓋玻片;
④用濾紙吸除血球計(jì)數(shù)板邊緣多余培養(yǎng)液;
⑤將計(jì)數(shù)板放在載物臺(tái)中央,待酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部,在顯微鏡下觀(guān)察、計(jì)數(shù)。
(2)圖中曲線(xiàn)①、②和③分別是_______組、_______組和_______組的結(jié)果。
(3)B組和A組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因是B組__________。
(4)D組和B組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因是D組___________。
(5)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中,直接從靜置的培養(yǎng)瓶中取培養(yǎng)原液計(jì)數(shù)的做法是錯(cuò)誤的,正確方法是____和____。
5.課堂總結(jié)
根據(jù)課堂內(nèi)容,對(duì)酵母菌的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行總結(jié),擴(kuò)展,為下一節(jié)酵母菌專(zhuān)題(二)作鋪墊。
因此,以酵母菌為依托,對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合,不失為二輪復(fù)習(xí)的好方法,基于以上分析,還可以用同樣的方法還可以推廣到大腸桿菌、硝化細(xì)菌等為載體的生物學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)整合,優(yōu)化教學(xué)。