发酵是微生物在不使用氧气的情况下，从糖中释放能量。在酵母中，它产生乙醇和二氧化碳。面包、酿造、酸奶以及用气泡做的实验题都会考到。
它与气体交换与呼吸作用直接相关，如果无氧呼吸还不清楚，请先读那一部分。
发酵时发生了什么？
酵母是单细胞真菌。氧气有限时，它的细胞通过一系列由酶控制的反应分解葡萄糖，并释放少量能量。
文字方程式是：
葡萄糖 → 乙醇 + 二氧化碳（释放能量）
有些细菌的做法不同。做酸奶时，乳酸菌把牛奶中的糖（乳糖）发酵成乳酸。酸使 pH 下降，让牛奶变稠并产生酸味。
怎样把它写成解释？
用三段式的链条：条件、过程、结果。
- 条件： 微生物具备什么（糖、温暖、氧气很少）。
- 过程： 细胞做了什么（酶进行的无氧呼吸）。
- 结果： 你观察到什么（气泡、面团膨胀、酸味）。
例题
下面的数据是为练习而虚构的。 一位学生把相同质量的酵母和葡萄糖溶液放进三个密封的烧瓶，每个烧瓶保持在不同的恒定温度。气体通过导管进入水中，学生数 2 分钟内的气泡数。
| 温度（°C） | 2 分钟内的气泡数 |
|---|---|
| 20 | 12 |
| 30 | 30 |
| 40 | 44 |
问题： 计算各温度下的速率，并解释变化趋势。
步骤 1，速率 = 气泡数 ÷ 时间。 20 °C：12 ÷ 2 = 每分钟 6 个气泡。 30 °C：30 ÷ 2 = 每分钟 15 个气泡。 40 °C：44 ÷ 2 = 每分钟 22 个气泡。
步骤 2，描述趋势。 温度从 20 °C 升到 40 °C，速率上升。
步骤 3，解释。 气泡是无氧呼吸产生的二氧化碳。温度升高使酶和糖分子的动能增加，碰撞更频繁，反应更快，所以每分钟产生更多气体。
步骤 4，指出局限。 这些数据只到 40 °C，所以无法得知最适温度。超过最适温度，酶会变性，速率会下降。
要留意的错误
错误答案： “酵母需要氧气才能产生酒精，所以烧瓶必须是打开的。”
酵母的发酵是无氧的，不需要氧气。氧气充足时，酵母进行有氧呼吸，产生二氧化碳和水，而不是乙醇。
纠正方法是把“发酵”一词当成提示：没有氧气、有酶、以糖为原料。然后按题目中的生物写出对应的产物。
自我检测
1. 写出酵母发酵的文字方程式。
显示答案
葡萄糖 → 乙醇 + 二氧化碳（释放能量）。
2. 在上面的实验中，第四个烧瓶在 70 °C 下 2 分钟只有 2 个气泡。请解释。
显示答案
速率是 2 ÷ 2 = 每分钟 1 个气泡。70 °C 时酵母的酶已变性：形状改变，糖不再能嵌入活性位点，所以几乎没有呼吸作用发生。
3. 第五个烧瓶 3 分钟产生 18 个气泡，速率是多少？
显示答案
18 ÷ 3 = 每分钟 6 个气泡。