论高中生物“酵母细胞的固定化”的实验探究

摘 要：我们高中生在实际学习的过程中，应当重视生物知识的学习，不仅要全面掌握理论方面的知识内容，还要针对实验具体形式进行分析，在保证自身实践操作能力的情况下，掌握正确的学习方式，为自身生物知识的学习奠定基础。

关键词：高中生物；“酵母细胞的固定化”；实验研究

一、 引言

在学习高中生物“酵母细胞的固定化”知识的过程中，需合理使用实验探究方式对其分析与探索，明确各方面内容，端正自身的学习心态，在合理学习与总结实验知识的基础上，对其进行全面的分析。

二、 提出高中生物“酵母细胞的固定化”实验问题

高中生在日常生活中可以得知，传统的酒精发酵工艺主要使用的是游离酵母细胞发酵方式，发酵的时间很长，导致机械设备的利用率降低，且在生产期间，酵母细胞的数量很少，产酒率较低，很容易出现杂菌污染的现象。因此，国内很多专家开始对固定化的酵母发酵方式进行研究，能够提升酒精发酵工艺的先进性与可靠性，在一定程度上，能够发挥发酵工艺技术的积极作用，促进各方面工作的良好实施。因此，我们在学习高中生物“酵母细胞的固定化”一课过程中，应当根据老师的要求进行实验，通过合理的方式参与相关活动。我们老师在讲解这一课的时候，要求使用海藻酸钠作为载体，对酵母细胞进行全面的包埋处理，实验原理很简单，但是，在实际实验的过程中，我们高中生有很多难以理解的部分，例如：在固定化之后，酵母是否能够发酵产生酒精？生产酒精的量与游离酵母发酵方式相比哪个更高？在酒精发酵结束之后，溶液中的原糖成分是否有残留？怎样对酒精的产量进行测定？

三、 具体的实验步骤分析

我们高中生在开展“酵母细胞的固定化”实验过程中，可以将酵母、海藻酸钠、无水的CaCl2作为主要的原料。在选择实验方式的过程中，需在不同温度之下，对固定酵母与游离酵母发酵方式进行分析，使用经过灭菌之后的葡萄糖溶液对其处理，放置在100个100mL的锥形瓶中，剂量都为 100mL。其中，50个锥形瓶中，需要均匀地加入固定化的酵母，剂量为0.5g，在另50个锥形瓶中，加入干酵母，剂量为 0.5g，并对其进行密封处理。在做好分装工作之后，将其放置在摇床设备上面，震荡时间控制在六个小时左右，使得酵母能够大量地繁殖。在此期间，需要将锥形瓶分别放置在20摄氏度、25摄氏度、30摄氏度、35摄氏度的环境中培养，发酵的时间都为12个小时、24个小时、36个小时、48个小时。在培养的过程中，需在培养箱中选取发酵液，在每次固定化处理或是游离处理的过程中，都要选取三瓶样品对酒精含量进行重复的检测。

在对固定化酵母与游离酵母残糖量进行对比的过程中，需明确各方面要求，加入葡萄糖，放置在35摄氏度的培养箱中，然后在摇床上面震荡2小时，对其进行发酵，每隔6小时去除一次。在实际观察期间可以发现，游离酵母在108个小时左右就可以完成发酵，且残糖量在21g/L左右。

在选择测定方式的过程中，我们高中生可以在老师的指导之下，使用分光光度计开展测量工作，而对于残糖量而言，需要合理使用DNS方式对其处理，保证工作效果。

四、 相关实验结果分析

在实验的过程中，需开展酒精计量方式与分光广度计量方式的比较工作，分别利用此类方式对其处理，在重复测量的过程中，对25摄氏度温度中发酵12小时的游离酵母、固定化酵母产生酒精的度数进行分析，发现分光广度计量方式比酒精计量方式的误差小，因此，应当使用分光广度方式对其进行全面处理。

在比较固定化与游离酵母酒精产量与残糖量的过程中，我们高中生应明确温度对其产生的影响，在实际分析的过程中，我们可以发现，固定化与游离酵母的发酵会在几个温度环境中受到一定影响，产酒量不同。在实际分析中可以得知，在35摄氏度环境中，比其他温度的产酒量多，且在温度逐渐升高的过程中，固定化酵母发酵方式的产酒量会逐渐增加。我们高中生可以得知，酵母细胞对于外界温度的变化很敏感。在此期间可以发现，2个小时左右时间内，酵母细胞会出现不同的反应，且产酒量不同，相互之间差距在30%左右。

在实际实验的过程中，还要通过固定化与游离酵母发酵方式开展残糖量的比较活动，将固定化与游离葡萄糖放置在温度为35摄氏度的培养箱中，在震荡两个小时之后，对其进行发酵处理，每六个小时取样一次，对残糖量进行测量。在测量之后可以發现，通过游离酵母细胞发酵方式处理的过程中，110小时之后会完全发酵，残糖量在21g/L左右。而在使用固定化发酵方式的过程中，残糖量的降低速度很慢，通常会在112小时左右将残糖量降低到21g/L。在发酵结束之后对其进行测量，可以发现固定化发酵方式的残糖量比游离发酵方式的高。主要因为其中加入了固定化的酵母颗粒，会沉积在锥形瓶的底部位置，在10分钟之后，颗粒才能漂浮在表面与葡萄糖溶液相互融合。我们高中生在实际学习的过程中，还可以利用实验方式了解相关知识，发现在细胞与凝胶颗粒相互固定的时候，会导致酵母的繁殖受到抑制，减少其与底部位置的接触，在一定程度上，会抑制小环境的产物。

五、 结语

作为高中生，在“生物酵母细胞的固定化”实验过程中，应总结相关经验，通过合理的方式完成实验任务，听从老师的指导，在实验的过程中，对锥形瓶温度与控制时间进行严格管理与控制，保证可以符合相关规定。

参考文献：

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[4]王凯.问题分析型策略在高中生物教学中的应用——以“酵母细胞的固定化”教学设计为例[J].广西教育，2015（30）：66-67.

作者简介：

赵天舒，安徽省淮北市，安徽省淮北市第一中学。endprint