論高中生物“酵母細(xì)胞的固定化”的實(shí)驗(yàn)探究

摘 要：我們高中生在實(shí)際學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)當(dāng)重視生物知識(shí)的學(xué)習(xí)，不僅要全面掌握理論方面的知識(shí)內(nèi)容，還要針對(duì)實(shí)驗(yàn)具體形式進(jìn)行分析，在保證自身實(shí)踐操作能力的情況下，掌握正確的學(xué)習(xí)方式，為自身生物知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高中生物；“酵母細(xì)胞的固定化”；實(shí)驗(yàn)研究

一、 引言

在學(xué)習(xí)高中生物“酵母細(xì)胞的固定化”知識(shí)的過程中，需合理使用實(shí)驗(yàn)探究方式對(duì)其分析與探索，明確各方面內(nèi)容，端正自身的學(xué)習(xí)心態(tài)，在合理學(xué)習(xí)與總結(jié)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行全面的分析。

二、 提出高中生物“酵母細(xì)胞的固定化”實(shí)驗(yàn)問題

高中生在日常生活中可以得知，傳統(tǒng)的酒精發(fā)酵工藝主要使用的是游離酵母細(xì)胞發(fā)酵方式，發(fā)酵的時(shí)間很長(zhǎng)，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的利用率降低，且在生產(chǎn)期間，酵母細(xì)胞的數(shù)量很少，產(chǎn)酒率較低，很容易出現(xiàn)雜菌污染的現(xiàn)象。因此，國(guó)內(nèi)很多專家開始對(duì)固定化的酵母發(fā)酵方式進(jìn)行研究，能夠提升酒精發(fā)酵工藝的先進(jìn)性與可靠性，在一定程度上，能夠發(fā)揮發(fā)酵工藝技術(shù)的積極作用，促進(jìn)各方面工作的良好實(shí)施。因此，我們?cè)趯W(xué)習(xí)高中生物“酵母細(xì)胞的固定化”一課過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)老師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過合理的方式參與相關(guān)活動(dòng)。我們老師在講解這一課的時(shí)候，要求使用海藻酸鈉作為載體，對(duì)酵母細(xì)胞進(jìn)行全面的包埋處理，實(shí)驗(yàn)原理很簡(jiǎn)單，但是，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)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(fā)酵產(chǎn)生酒精？生產(chǎn)酒精的量與游離酵母發(fā)酵方式相比哪個(gè)更高？在酒精發(fā)酵結(jié)束之后，溶液中的原糖成分是否有殘留？怎樣對(duì)酒精的產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定？

三、 具體的實(shí)驗(yàn)步驟分析

我們高中生在開展“酵母細(xì)胞的固定化”實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方式的過程中，需在不同溫度之下，對(duì)固定酵母與游離酵母發(fā)酵方式進(jìn)行分析，使用經(jīng)過滅菌之后的葡萄糖溶液對(duì)其處理，放置在100個(gè)100mL的錐形瓶中，劑量都為 100mL。其中，50個(gè)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(gè)錐形瓶中，加入干酵母，劑量為 0.5g，并對(duì)其進(jìn)行密封處理。在做好分裝工作之后，將其放置在搖床設(shè)備上面，震蕩時(shí)間控制在六個(gè)小時(shí)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(huán)境中培養(yǎng)，發(fā)酵的時(shí)間都為12個(gè)小時(shí)、24個(gè)小時(shí)、36個(gè)小時(shí)、48個(gè)小時(shí)。在培養(yǎng)的過程中，需在培養(yǎng)箱中選取發(fā)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(duì)酒精含量進(jìn)行重復(fù)的檢測(cè)。

在對(duì)固定化酵母與游離酵母殘?zhí)橇窟M(jìn)行對(duì)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(yǎng)箱中，然后在搖床上面震蕩2小時(shí)，對(duì)其進(jìn)行發(fā)酵，每隔6小時(shí)去除一次。在實(shí)際觀察期間可以發(fā)現(xiàn)，游離酵母在108個(gè)小時(shí)左右就可以完成發(fā)酵，且殘?zhí)橇吭?1g/L左右。

在選擇測(cè)定方式的過程中，我們高中生可以在老師的指導(dǎo)之下，使用分光光度計(jì)開展測(cè)量工作，而對(duì)于殘?zhí)橇慷?，需要合理使用DNS方式對(duì)其處理，保證工作效果。

四、 相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

在實(shí)驗(yàn)的過程中，需開展酒精計(jì)量方式與分光廣度計(jì)量方式的比較工作，分別利用此類方式對(duì)其處理，在重復(fù)測(cè)量的過程中，對(duì)25攝氏度溫度中發(fā)酵12小時(shí)的游離酵母、固定化酵母產(chǎn)生酒精的度數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)分光廣度計(jì)量方式比酒精計(jì)量方式的誤差小，因此，應(yīng)當(dāng)使用分光廣度方式對(duì)其進(jìn)行全面處理。

在比較固定化與游離酵母酒精產(chǎn)量與殘?zhí)橇康倪^程中，我們高中生應(yīng)明確溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響，在實(shí)際分析的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，固定化與游離酵母的發(fā)酵會(huì)在幾個(gè)溫度環(huán)境中受到一定影響，產(chǎn)酒量不同。在實(shí)際分析中可以得知，在35攝氏度環(huán)境中，比其他溫度的產(chǎn)酒量多，且在溫度逐漸升高的過程中，固定化酵母發(fā)酵方式的產(chǎn)酒量會(huì)逐漸增加。我們高中生可以得知，酵母細(xì)胞對(duì)于外界溫度的變化很敏感。在此期間可以發(fā)現(xiàn)，2個(gè)小時(shí)左右時(shí)間內(nèi)，酵母細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)不同的反應(yīng)，且產(chǎn)酒量不同，相互之間差距在30%左右。

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)的過程中，還要通過固定化與游離酵母發(fā)酵方式開展殘?zhí)橇康谋容^活動(dòng)，將固定化與游離葡萄糖放置在溫度為35攝氏度的培養(yǎng)箱中，在震蕩兩個(gè)小時(shí)之后，對(duì)其進(jìn)行發(fā)酵處理，每六個(gè)小時(shí)取樣一次，對(duì)殘?zhí)橇窟M(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量之后可以發(fā)現(xiàn)，通過游離酵母細(xì)胞發(fā)酵方式處理的過程中，110小時(shí)之后會(huì)完全發(fā)酵，殘?zhí)橇吭?1g/L左右。而在使用固定化發(fā)酵方式的過程中，殘?zhí)橇康慕档退俣群苈ǔ?huì)在112小時(shí)左右將殘?zhí)橇拷档偷?1g/L。在發(fā)酵結(jié)束之后對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，可以發(fā)現(xiàn)固定化發(fā)酵方式的殘?zhí)橇勘扔坞x發(fā)酵方式的高。主要因?yàn)槠渲屑尤肓斯潭ɑ慕湍割w粒，會(huì)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(shí)際學(xué)習(xí)的過程中，還可以利用實(shí)驗(yàn)方式了解相關(guān)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞與凝膠顆粒相互固定的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)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(huì)抑制小環(huán)境的產(chǎn)物。

五、 結(jié)語(yǔ)

作為高中生，在“生物酵母細(xì)胞的固定化”實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，通過合理的方式完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，聽從老師的指導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)的過程中，對(duì)錐形瓶溫度與控制時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格管理與控制，保證可以符合相關(guān)規(guī)定。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]牛軍銳，馬育國(guó).問題導(dǎo)學(xué)法在“酵母細(xì)胞的固定化”教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物教學(xué)，2015（23）：28-29.

[3]劉曉文.確定核心概念，重視實(shí)驗(yàn)探究——觀摩“酵母細(xì)胞的固定化”優(yōu)質(zhì)課后的幾點(diǎn)思考[J].中學(xué)生物學(xué)，2015，31（10）：36-38.

[4]王凱.問題分析型策略在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用——以“酵母細(xì)胞的固定化”教學(xué)設(shè)計(jì)為例[J].廣西教育，2015（30）：66-67.

作者簡(jiǎn)介：

趙天舒，安徽省淮北市，安徽省淮北市第一中學(xué)。endprint