關(guān)于定量測(cè)定過(guò)氧化氫酶活性實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

馬文升

摘要：通過(guò)對(duì)相關(guān)學(xué)者過(guò)氧化氫酶活性定 量測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置的分析，找出了引起實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改造，最大限度的降低了實(shí)驗(yàn)誤差，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為可信。

關(guān)鍵詞：過(guò)氧化氫酶；活性；定量

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2016）07-0245-01

在新課標(biāo)各種版本的高中生物教材《酶在代謝中的作用》一節(jié)的教學(xué)中，均設(shè)計(jì)有酶與無(wú)機(jī)催化劑活性比較的探究活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察帶火星的木條（或衛(wèi)生香）復(fù)燃的情況來(lái)比較過(guò)氧化氫酶和Fe 3+的催化效率，從而驗(yàn)證酶的催化作用具有高效性。有學(xué)者在該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上又對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了延伸，如張作仁、陳維等都進(jìn)行過(guò)不同生物材料過(guò)氧化氫酶活性定量測(cè)定的橫向比較，也都得出了比較可信的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從定量的角度對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的大小進(jìn)行了比較，在拓寬了學(xué)生的視野的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。但二者的實(shí)驗(yàn)方法卻又存在某些不足，本文就這些不足提出一些改進(jìn)的措施。

1.張作仁實(shí)驗(yàn)的誤差分析

張作仁的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用初中化學(xué)上學(xué)習(xí)過(guò)的排水法進(jìn)行氧氣生成體積的測(cè)定[1]。他將集氣瓶換成了量筒，這樣就可以比較直觀的測(cè)出產(chǎn)生氧氣的體積。但該方法存在明顯的不足：①量筒口為了保證順利倒出所量取的溶液，一般都有突起的嘴，而且并不是嚴(yán)格的平面結(jié)構(gòu)，在將量筒裝滿水倒置在水槽中的過(guò)程中，毛玻璃無(wú)法密封量筒口，這就使得在倒置裝滿水的量筒時(shí)無(wú)法保證量筒中水的初始量，造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差；②在收集氧氣的過(guò)程中，因?yàn)榱客菜a(chǎn)生的壓強(qiáng)較大，需要較多的氧氣才能排出水，這也是實(shí)驗(yàn)誤差的一個(gè)來(lái)源；③據(jù)筆者多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用分液漏斗添加過(guò)氧化氫的過(guò)程中，因?yàn)檠b置內(nèi)部是密封的，過(guò)氧化氫要進(jìn)入試管必須要較大的外界壓強(qiáng)才能流入，這就使得過(guò)氧化氫不能流入試管中，或者流入后因添加進(jìn)去的過(guò)氧化氫體積會(huì)使裝置內(nèi)的壓強(qiáng)增大，在過(guò)氧化氫分解之前，量筒中就有氣體被"壓入"，這一部分氣體的體積應(yīng)該在數(shù)據(jù)處理時(shí)加以修正，但在張作仁的數(shù)據(jù)中并未提到。所以該裝置不太適合定量測(cè)定過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的量。

2.陳維實(shí)驗(yàn)的誤差分析

在陳維的試驗(yàn)中，采用向上排水法測(cè)定過(guò)氧化氫產(chǎn)生氧氣的體積（圖2）[2]，其實(shí)這一原理和張作仁所使用的裝置原理類似，但也存在較大的缺陷。首先也存在上述張作仁實(shí)驗(yàn)中的第3點(diǎn)的問(wèn)題；其次，在該裝置中，當(dāng)過(guò)氧化氫開始分解，集氣瓶中的水是先從集氣瓶中進(jìn)入右側(cè)導(dǎo)管，再沿導(dǎo)管進(jìn)入量筒，最后通過(guò)測(cè)定量筒中水的體積來(lái)判斷氧氣的生成量，但在該過(guò)程中，出水導(dǎo)管中的水卻始終無(wú)法測(cè)量，這就造成了極大的實(shí)驗(yàn)誤差。筆者在多次重復(fù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，部分實(shí)驗(yàn)材料如洋蔥、菠菜等植物材料分解過(guò)氧化氫的速度較慢，水柱很長(zhǎng)一段時(shí)間都在導(dǎo)管中慢慢往上升，最后才能進(jìn)入量筒中。很顯然，這種方法的誤差可能更大。

3.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

綜合以上分析，為了更為準(zhǔn)確的定量測(cè)定過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的體積，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改造，最大限度的降低了實(shí)驗(yàn)誤差，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為可信。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示：①在該裝置中，依然采用分液漏斗添加過(guò)氧化氫溶液，但是在添加過(guò)氧化氫完畢并關(guān)閉漏斗閥門之后再迅速將玻璃導(dǎo)B管插入U(xiǎn)型管右側(cè)的單孔塞中，這樣做就避免了添加過(guò)氧化氫過(guò)程中過(guò)氧化氫本身的體積對(duì)實(shí)驗(yàn)造成教大的誤差；②收集和測(cè)量氣體體積的裝置改成了帶刻度的U型管，右側(cè)管口塞上單孔塞，連接右側(cè)反應(yīng)試管的出氣導(dǎo)管，左側(cè)敞口放置，這樣只要裝置內(nèi)部有氣體產(chǎn)生，必然導(dǎo)致壓強(qiáng)增大，U型管右側(cè)的液面就會(huì)下降，相應(yīng)U型管左側(cè)液面就會(huì)等量上升，通過(guò)讀取液面變化的數(shù)值，就可以比較精確的計(jì)算出生成的氧氣體積了，完全避免了張作仁和陳維試驗(yàn)中收集氣體過(guò)程中產(chǎn)生的較大誤差。

4.簡(jiǎn)易U型管的制作

兩外，一般的實(shí)驗(yàn)室中如果帶刻度的U型管不好找到的話，筆者還可提供給大家一種簡(jiǎn)易帶刻度簡(jiǎn)易U型管的制作方法供大家參考：

4.1 材料：兩支相同容積的一次性注射器（去掉針頭和活塞），一般需要20Ml的即可，一截用過(guò)的輸液器管（消毒并去掉針頭部分）。

4.2 制作方法：剪取長(zhǎng)約15cm的輸液器管，將兩頭分別套進(jìn)注射器原來(lái)安裝針頭的短柱上（如圖4），這樣即可做成一個(gè)帶有刻度的簡(jiǎn)易U型管。

這種方法制作的U型管取材方便，效果明顯，同時(shí)也能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生的探究興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張作仁.過(guò)氧化氫酶活性的實(shí)驗(yàn)探究[J].教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2006，22（6）：14-15.

[2] 陳維.幾種常見生物材料中過(guò)氧化氫酶活性的比較研究[J].生物學(xué)教學(xué)，2014，39（4），48-50.

作者簡(jiǎn)介：

男，漢族，2007年畢業(yè)于寧夏大學(xué)，本科學(xué)歷，中學(xué)二級(jí)教師，教齡8年