“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗材料與裝置的改進與創新

余雅翎 王桔紅 張燕芳 萬紫微

摘要：由于人教版高中生物學必修1中的“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，存在安全隱患、觀察效果不佳、實驗成本較高等不足之處。本研究通過對實驗裝置和實驗材料的改進，提高實驗觀察效果與安全性，有助于學生的生物學學科核心素養的培養。

關鍵詞：過氧化氫 實驗裝置改進 實驗材料改進

中圖分類號：Q-33 文獻標志碼：B

人教版高中生物學《必修1·分子與細胞》第五章第一節的“比較過氧化氫在不同條件下的分解”是一個經典的驗證酶高效性的實驗。原實驗存在幾點不足：

①教材中實驗所需的過氧化氫酶為用新鮮的肝臟研磨得到。因新鮮的肝臟富含大量的過氧化氫酶，用其研磨液催化分解過氧化氫，會使反應速率迅速加快。當反應加劇產生大量氧氣時，會導致衛生香燃燒劇烈，于學生而言則存在安全隱患。

②過氧化氫分解后不僅產生氧氣，還會生成水，且水與氧氣的體積比為2：1，加之反應產生大量含水分的氣泡，都會影響衛生香的燃燒，從而導致實驗產生較大的誤差。

③由于實驗裝置不嚴密，過氧化氫分解產生的氧氣容易逸出試管，很難全部留在試管中用于助燃，從而影響實驗的觀察效果，甚至可能導致失敗。

④肝臟研磨液易變質、腥味重，味道讓學生較難接受，且難清洗，成本較高。因而，本實驗選擇韭菜，菜心，菠菜和番薯葉這四種蔬菜作為替代材料，進行實驗探索，同時，采用一款簡易實用并且易獲取的實驗裝置，以期找到最佳替代材料和效果顯著且具有安全性的實驗裝置。

1實驗原理

過氧化氫酶又稱觸酶。是一類廣泛存在于動物、植物和微生物體內的末端氧化酶。新鮮的蔬菜研磨液中含有較多的過氧化氫酶，過氧化氫溶液在過氧化氫酶作用下，分解形成水和氧氣，產生氣體情況可直觀表現反應速率。

2改進實驗的器材與試劑

（1）實驗器材：量筒、試管、膠頭滴管、試管架、鐵架臺，氣球。

（2）實驗試劑：新鮮的質量分數為50%的韭菜、菜心、菠菜、番薯葉研磨液;新配制的體積分數為3%的過氧化氫溶液。

3實驗步驟

（1）取10mL體積分數為30%的過氧化氫溶液加蒸餾水定容至100mL的容量瓶中，配置體積分數為3%的過氧化氫溶液密封待用。

（2）取各蔬菜葉片將表面水擦拭干，分別稱取不同蔬菜葉加蒸餾水研磨成質量分數為50%的蔬菜研磨液。

（3）分別取10mL體積分數為3%的過氧化氫溶液于4支試管中，取不同的蔬菜研磨液2mL注入氣球內，將氣球套在試管上，將其放置在試管架上。

（4）從左至右分別是裝有韭菜、菜心、菠菜、番薯葉的研磨液，同時將試管內液體倒入氣球內，并用鐵架臺固定，待其反應5min，觀察記錄。

（5）觀察氣球膨脹程度，記錄現象。

4實驗結果與分析

如圖1所示，加入等量不同蔬菜的研磨液產生的氧氣量不同，氣球呈現的大小也不相同。4種蔬菜過氧化氫酶的催化活性依次為：韭菜>番薯葉>菠菜>菜心。

本實驗進行改進后，具備如下優點：

（1）選取4種常見蔬菜進行過氧化氫的分解實驗，實驗材料容易獲取、方便制備，學生更易接受。

（2）所用實驗裝置簡便、具有一定安全性。

（3）本實驗裝置嚴密，過氧化氫分解產生的氧氣不會逸走;通過對氣球膨脹度的觀察，可直觀感知氣體產生的多少，實驗現象明顯，實驗結果容易觀察。