对“探究ｐＨ对过氧化氢酶的影响”实验装置的改进

2009-06-08冯武军

中学生物学 2009年5期

冯武军

“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验是高中生物必修教材(浙科版)中实验要求很高、操作难度很大的一个实验，教材为此设计了一个十分详细的实验方案，力求降低操作难度，确保实验的成功开展。但在实际的教学过程中，笔者发现，原实验方案的可操作性仍旧存在较大的缺陷，导致实验的成功率很低。究其原因，主要是实验装置的设计存在缺陷，导致实验的成功率很低。笔者结合教学实际，对此实验装置进行了重大改进，并取得了显著的效果。

1改进后的实验装置图(图1)

2使用方法

依次向试管内加入1mL体积分数为3％的过氧化氢溶液和1mL pH为5的缓冲液，并使两者充分混合。

把胶头滴管塞入橡胶塞中央的小孔中，保证两者之间密封无隙。接着在胶头滴管内吸入适量质量浓度为20％的新鲜肝脏研磨液，并用橡胶塞将试管口塞紧，然后用铁夹把试管固定在铁架台上。

用方木块把注射器放置于合适的高度上，以与试管的横端口相平为宜。

用手挤压滴管的胶头，向试管内快速加入10滴新鲜肝脏研磨液，并开始记时。

分别在0.5min和1min时关上止水夹，读取注射器的读数并作好标记，然后记录。

反复冲洗试管后，重复上述实验过程，测量在pH分别为6.0、7.0及8.0时过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。

记录实验结果。

3优点

3.1实验操作方便简单

新实验装置由于在设计上充分考虑到学生的实际动手能力的强弱，采用一些操作要求低、学生容易操作的仪器进行有机组合，从而有效地降低了整个实验的操作难度，使具有不同动手能力的学生都能顺利地完成实验，并且取得良好的实验效果。而原实验装置由于在设计上存在一些不合理之处(如把量筒倒扣在水中读数、把酶以纸片形式加入等)：使整个实验的操作难度大为增加。笔者曾做过统计，在教材所编写的整个实验方法步骤中，有5次出现“小心”二词，“注意”、“切勿”等词也多次出现，由此可见原实验装置的操作难度之高。事实上，在实际教学过程中，采用原实验装置所开展的实验教学活动，能够取得实验成功的学生是少之又少，不是粘在反应容器壁上的含酶纸片提早掉下来，就是量筒内的气泡未赶尽，或是倒立在水中的量筒不时移动位置等。

3.2能精确控制酶的用量

酶的用量是影响本实验结果的一个最为关键的因素。原实验装置中采用剪取大小相同的滤纸片的方法来控制酶的用量。考虑到所剪取滤纸片的大小存在实际上的差异，以及不同滤纸片的吸附能力也存在差异。因此，采用此种方法并不能精确地控制酶的用量。而酶在用量上的不同会导致实验结果出现较大的误差。在新实验装置中，采用滴管滴加的方法加入酶，可以通过控制滴数而精确地控制酶的用量，较好地实现在不同反应中采用相同数量的酶，从而成功排除酶的用量对本实验的干扰。

3.3读数更加方便

原实验装置中采用把量筒倒扣在水中来读数。考虑到倒扣在水中的量筒很难一直保持静止状态，也很难一直保持垂直状态，这就给读取数据带来较大的困难，会使读取的数据偏大或偏小，从而使实验产生误差。同时，由于量筒是倒扣在水中，其刻度排列顺序与日常实验中见到的量筒相反，这也会给学生读数造成困难。而在新装置中，注射器是静置在方木块上，非常容易读取数据。同时，还可以借助止水夹来控制时间，使实验结果更加准确。

3.4实验成本低廉

原实验装置采用反应小室、托盘及量筒等多种容器，其中的反应小室在教学仪器设备配备目录中根本找不到，在常见商店中也买不到，大托盘的价格也不菲。而新装置中的试管是实验室中的常备物品，一次性医用注射器的价格也非常便宜。同时，采用一次性医用注射器后，使实验实现微型化，能够减少药品用量，节约实验成本。

3.5不会出现“水漫金山”现象

根据原实验装置的设计，整个反应装置和气体收集装置都是放置在水中进行。在实际教学过程中，由于学生动手能力的薄弱和动作的粗鲁，大托盘中的水常常会飞溅出来，溅得一些学生满头满脸，身上衣服也被溅湿，许多学生(特别是女学生)发出大声尖叫，搞得课堂一片乱哄哄；甚至有些学生的大托盘里面的水大量溢出，使实验桌面上严重积水，造成“水漫金山”现象。这一切都会严重影响实验教学效果。而新实验装置则完全可以避免出现此类现象。

新实验装置还能激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识和创新能力。