論高中生物“酵母細胞的固定化”的實驗探究

摘 要：我們高中生在實際學習的過程中，應當重視生物知識的學習，不僅要全面掌握理論方面的知識內容，還要針對實驗具體形式進行分析，在保證自身實踐操作能力的情況下，掌握正確的學習方式，為自身生物知識的學習奠定基礎。

關鍵詞：高中生物；“酵母細胞的固定化”；實驗研究

一、 引言

在學習高中生物“酵母細胞的固定化”知識的過程中，需合理使用實驗探究方式對其分析與探索，明確各方面內容，端正自身的學習心態，在合理學習與總結實驗知識的基礎上，對其進行全面的分析。

二、 提出高中生物“酵母細胞的固定化”實驗問題

高中生在日常生活中可以得知，傳統的酒精發酵工藝主要使用的是游離酵母細胞發酵方式，發酵的時間很長，導致機械設備的利用率降低，且在生產期間，酵母細胞的數量很少，產酒率較低，很容易出現雜菌污染的現象。因此，國內很多專家開始對固定化的酵母發酵方式進行研究，能夠提升酒精發酵工藝的先進性與可靠性，在一定程度上，能夠發揮發酵工藝技術的積極作用，促進各方面工作的良好實施。因此，我們在學習高中生物“酵母細胞的固定化”一課過程中，應當根據老師的要求進行實驗，通過合理的方式參與相關活動。我們老師在講解這一課的時候，要求使用海藻酸鈉作為載體，對酵母細胞進行全面的包埋處理，實驗原理很簡單，但是，在實際實驗的過程中，我們高中生有很多難以理解的部分，例如：在固定化之后，酵母是否能夠發酵產生酒精？生產酒精的量與游離酵母發酵方式相比哪個更高？在酒精發酵結束之后，溶液中的原糖成分是否有殘留？怎樣對酒精的產量進行測定？

三、 具體的實驗步驟分析

我們高中生在開展“酵母細胞的固定化”實驗過程中，可以將酵母、海藻酸鈉、無水的CaCl2作為主要的原料。在選擇實驗方式的過程中，需在不同溫度之下，對固定酵母與游離酵母發酵方式進行分析，使用經過滅菌之后的葡萄糖溶液對其處理，放置在100個100mL的錐形瓶中，劑量都為 100mL。其中，50個錐形瓶中，需要均勻地加入固定化的酵母，劑量為0.5g，在另50個錐形瓶中，加入干酵母，劑量為 0.5g，并對其進行密封處理。在做好分裝工作之后，將其放置在搖床設備上面，震蕩時間控制在六個小時左右，使得酵母能夠大量地繁殖。在此期間，需要將錐形瓶分別放置在20攝氏度、25攝氏度、30攝氏度、35攝氏度的環境中培養，發酵的時間都為12個小時、24個小時、36個小時、48個小時。在培養的過程中，需在培養箱中選取發酵液，在每次固定化處理或是游離處理的過程中，都要選取三瓶樣品對酒精含量進行重復的檢測。

在對固定化酵母與游離酵母殘糖量進行對比的過程中，需明確各方面要求，加入葡萄糖，放置在35攝氏度的培養箱中，然后在搖床上面震蕩2小時，對其進行發酵，每隔6小時去除一次。在實際觀察期間可以發現，游離酵母在108個小時左右就可以完成發酵，且殘糖量在21g/L左右。

在選擇測定方式的過程中，我們高中生可以在老師的指導之下，使用分光光度計開展測量工作，而對于殘糖量而言，需要合理使用DNS方式對其處理，保證工作效果。

四、 相關實驗結果分析

在實驗的過程中，需開展酒精計量方式與分光廣度計量方式的比較工作，分別利用此類方式對其處理，在重復測量的過程中，對25攝氏度溫度中發酵12小時的游離酵母、固定化酵母產生酒精的度數進行分析，發現分光廣度計量方式比酒精計量方式的誤差小，因此，應當使用分光廣度方式對其進行全面處理。

在比較固定化與游離酵母酒精產量與殘糖量的過程中，我們高中生應明確溫度對其產生的影響，在實際分析的過程中，我們可以發現，固定化與游離酵母的發酵會在幾個溫度環境中受到一定影響，產酒量不同。在實際分析中可以得知，在35攝氏度環境中，比其他溫度的產酒量多，且在溫度逐漸升高的過程中，固定化酵母發酵方式的產酒量會逐漸增加。我們高中生可以得知，酵母細胞對于外界溫度的變化很敏感。在此期間可以發現，2個小時左右時間內，酵母細胞會出現不同的反應，且產酒量不同，相互之間差距在30%左右。

在實際實驗的過程中，還要通過固定化與游離酵母發酵方式開展殘糖量的比較活動，將固定化與游離葡萄糖放置在溫度為35攝氏度的培養箱中，在震蕩兩個小時之后，對其進行發酵處理，每六個小時取樣一次，對殘糖量進行測量。在測量之后可以發現，通過游離酵母細胞發酵方式處理的過程中，110小時之后會完全發酵，殘糖量在21g/L左右。而在使用固定化發酵方式的過程中，殘糖量的降低速度很慢，通常會在112小時左右將殘糖量降低到21g/L。在發酵結束之后對其進行測量，可以發現固定化發酵方式的殘糖量比游離發酵方式的高。主要因為其中加入了固定化的酵母顆粒，會沉積在錐形瓶的底部位置，在10分鐘之后，顆粒才能漂浮在表面與葡萄糖溶液相互融合。我們高中生在實際學習的過程中，還可以利用實驗方式了解相關知識，發現在細胞與凝膠顆粒相互固定的時候，會導致酵母的繁殖受到抑制，減少其與底部位置的接觸，在一定程度上，會抑制小環境的產物。

五、 結語

作為高中生，在“生物酵母細胞的固定化”實驗過程中，應總結相關經驗，通過合理的方式完成實驗任務，聽從老師的指導，在實驗的過程中，對錐形瓶溫度與控制時間進行嚴格管理與控制，保證可以符合相關規定。

參考文獻：

[1]趙志芳，張紅，張秀紅等.高中生物“酵母細胞的固定化”的實驗探究[J].西部素質教育，2017，3（12）：254-255.

[2]牛軍銳，馬育國.問題導學法在“酵母細胞的固定化”教學中的應用[J].中學生物教學，2015（23）：28-29.

[3]劉曉文.確定核心概念，重視實驗探究——觀摩“酵母細胞的固定化”優質課后的幾點思考[J].中學生物學，2015，31（10）：36-38.

[4]王凱.問題分析型策略在高中生物教學中的應用——以“酵母細胞的固定化”教學設計為例[J].廣西教育，2015（30）：66-67.

作者簡介：

趙天舒，安徽省淮北市，安徽省淮北市第一中學。endprint