對“探究ｐＨ對過氧化氫酶的影響”實驗裝置的改進

馮武軍

“探究pH對過氧化氫酶的影響”實驗是高中生物必修教材(浙科版)中實驗要求很高、操作難度很大的一個實驗，教材為此設計了一個十分詳細的實驗方案，力求降低操作難度，確保實驗的成功開展。但在實際的教學過程中，筆者發現，原實驗方案的可操作性仍舊存在較大的缺陷，導致實驗的成功率很低。究其原因，主要是實驗裝置的設計存在缺陷，導致實驗的成功率很低。筆者結合教學實際，對此實驗裝置進行了重大改進，并取得了顯著的效果。

1改進后的實驗裝置圖(圖1)

2使用方法

依次向試管內加入1mL體積分數為3％的過氧化氫溶液和1mL pH為5的緩沖液，并使兩者充分混合。

把膠頭滴管塞入橡膠塞中央的小孔中，保證兩者之間密封無隙。接著在膠頭滴管內吸入適量質量濃度為20％的新鮮肝臟研磨液，并用橡膠塞將試管口塞緊，然后用鐵夾把試管固定在鐵架臺上。

用方木塊把注射器放置于合適的高度上，以與試管的橫端口相平為宜。

用手擠壓滴管的膠頭，向試管內快速加入10滴新鮮肝臟研磨液，并開始記時。

分別在0.5min和1min時關上止水夾，讀取注射器的讀數并作好標記，然后記錄。

反復沖洗試管后，重復上述實驗過程，測量在pH分別為6.0、7.0及8.0時過氧化氫在酶的催化下所釋放的氣體量。

記錄實驗結果。

3優點

3.1實驗操作方便簡單

新實驗裝置由于在設計上充分考慮到學生的實際動手能力的強弱，采用一些操作要求低、學生容易操作的儀器進行有機組合，從而有效地降低了整個實驗的操作難度，使具有不同動手能力的學生都能順利地完成實驗，并且取得良好的實驗效果。而原實驗裝置由于在設計上存在一些不合理之處(如把量筒倒扣在水中讀數、把酶以紙片形式加入等)：使整個實驗的操作難度大為增加。筆者曾做過統計，在教材所編寫的整個實驗方法步驟中，有5次出現“小心”二詞，“注意”、“切勿”等詞也多次出現，由此可見原實驗裝置的操作難度之高。事實上，在實際教學過程中，采用原實驗裝置所開展的實驗教學活動，能夠取得實驗成功的學生是少之又少，不是粘在反應容器壁上的含酶紙片提早掉下來，就是量筒內的氣泡未趕盡，或是倒立在水中的量筒不時移動位置等。

3.2能精確控制酶的用量

酶的用量是影響本實驗結果的一個最為關鍵的因素。原實驗裝置中采用剪取大小相同的濾紙片的方法來控制酶的用量。考慮到所剪取濾紙片的大小存在實際上的差異，以及不同濾紙片的吸附能力也存在差異。因此，采用此種方法并不能精確地控制酶的用量。而酶在用量上的不同會導致實驗結果出現較大的誤差。在新實驗裝置中，采用滴管滴加的方法加入酶，可以通過控制滴數而精確地控制酶的用量，較好地實現在不同反應中采用相同數量的酶，從而成功排除酶的用量對本實驗的干擾。

3.3讀數更加方便

原實驗裝置中采用把量筒倒扣在水中來讀數。考慮到倒扣在水中的量筒很難一直保持靜止狀態，也很難一直保持垂直狀態，這就給讀取數據帶來較大的困難，會使讀取的數據偏大或偏小，從而使實驗產生誤差。同時，由于量筒是倒扣在水中，其刻度排列順序與日常實驗中見到的量筒相反，這也會給學生讀數造成困難。而在新裝置中，注射器是靜置在方木塊上，非常容易讀取數據。同時，還可以借助止水夾來控制時間，使實驗結果更加準確。

3.4實驗成本低廉

原實驗裝置采用反應小室、托盤及量筒等多種容器，其中的反應小室在教學儀器設備配備目錄中根本找不到，在常見商店中也買不到，大托盤的價格也不菲。而新裝置中的試管是實驗室中的常備物品，一次性醫用注射器的價格也非常便宜。同時，采用一次性醫用注射器后，使實驗實現微型化，能夠減少藥品用量，節約實驗成本。

3.5不會出現“水漫金山”現象

根據原實驗裝置的設計，整個反應裝置和氣體收集裝置都是放置在水中進行。在實際教學過程中，由于學生動手能力的薄弱和動作的粗魯，大托盤中的水常常會飛濺出來，濺得一些學生滿頭滿臉，身上衣服也被濺濕，許多學生(特別是女學生)發出大聲尖叫，搞得課堂一片亂哄哄；甚至有些學生的大托盤里面的水大量溢出，使實驗桌面上嚴重積水，造成“水漫金山”現象。這一切都會嚴重影響實驗教學效果。而新實驗裝置則完全可以避免出現此類現象。

新實驗裝置還能激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識和創新能力。

4注意事項

本裝置中的具體試管規格以直徑為15mm×150mm最合適。

本裝置中的一次性醫用注射器規格以10mL最佳。

在每次實驗開始前，應將注射器的活塞推到針筒的底部。

在試管的橫端口不要忘記塞上少許棉花，以防反應劇烈時水泡沖入橡皮管，影響通氣。