“探究pH对过氧化氢酶的影响”活动改进

莫茂强

生物学是一门以实验为基础的学科。实验是检验科学假设、形成科学理论的实践基础。学生通过实验操作，可以提高学习生物学的兴趣，体验知识能力的获得过程，学会生物学的研究方法。因此，学生通过实验操作所获得的认知是无法用习题训练替代的。在开展学生实验时，需要教师对实验进行改进和拓展，提高实验的趣味性、简便性，使得实验结果更加明晰。

浙科版高中生物《必修1·分子与细胞》第三章第三节“探究pH对过氧化氢酶的影响”的探究活动可以培养学生设计实验、独立操作及分析实验数据的能力，帮助学生认识生物科学的价值，养成勇于实践的科学精神和科学态度。学生根据实验现象和收集到的数据，体验数据处理、结果分析的过程，提高了科学探究的能力。但是在教学过程中，由于实验操作具有连贯性，受实验装置的影响，实验成功率较低。通过不断的思考和实验，笔者对实验装置（图1）进行了改进。改进后的实验新装置易操作，可以提高学生的实验成功率、还能学生节约资源，培养变废为宝的环保意识。

1实验改进背景

1.1教材中的实验设计

浙科版高中生物必修1教材中“探究pH对过氧化氢酶的影响”的方法步骤：

（1）将托盘中的水加至快满为止。

（2）将大小相同的8片滤纸片放在培养皿里的鲜肝匀浆中（含过氧化氢酶）浸泡1min，然后用镊子夹起滤纸片，靠在培养皿壁上，使多余的匀浆流尽。

（3）将2片含有酶的滤纸片小心放在反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上。注意滤纸片不要碰到反应小室的瓶口。

（4）将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在上面，小心加入pH5.0的缓冲液2 mL，然后再加入2 mL质量数为3%的H202溶液，切勿使上述混合液接触到贴在内壁上的滤纸片。将小室塞紧。

（5）將25 mL量筒横放于盘中使之灌满水，若有气泡，将其轻轻倾斜，小心赶出气泡。将量筒倒立，使筒口一直处于水中。

（6）小心将反应小室平放在盘中的水里，注意反应小室贴有滤纸片的内壁应在上面，将量筒移至反应小室口上伸出的玻璃管上方，实验过程中要一直扶着量筒，保证量筒的位置不动。

（7）将反应小室小心旋转180°，使H202溶液接触滤纸片。同时开始计时，分别在0.5min和1 min时，读取量筒中水平面的刻度并作好标记，然后记录。

（8）反复冲洗反应小室后，重复上述实验过程，测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。

（9）记录实验结果。

1.2实验教学中的困难

该实验装置主要是反应小室，实验时要将2片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，加入pH5.0的缓冲液2 mL，然后再加入2 mL质量分数为3%的H202溶液（图2）。由于操作过程时间稍长，含酶的滤纸片容易脱落与溶液混合，或者缓冲液和H202溶液混合后将反应小室平放在盘中的水里，操作稍微不小心滤纸片就容易和溶液混合，反应都将提前进行。

另外，教材的实验步骤中连续用了4个“小心”，说明对操作要求很高，学生心理压力大。实验中用量筒加溶液操作不方便，倒得时候很容易使溶液与酶混合，从而实验失败。该实验一般只适用教师演示实验，不利于学生操作，失去了作为学生活动的意义。

2实验的创新改进

介于以上不足，通过不断地思考和实验，笔者对实验装置进行了改进，详述如下。

2.1实验装置的改进

鉴于反应小室操作不方便，用化学实验仪器Y型玻璃管代替，管口可接橡皮塞，底部一端A管可以加过氧化氢酶溶液，另一端B管加缓冲液和H202溶液。鉴于量筒量取液体后不容易加入到Y型管中，用医用注射器量取溶液，注射器有不同的型早操作方便，如0.5、1、2 mL等，针筒部位可连接输液导管。

2.2实验材料的改进

教材中将2片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上，但实际操作中滤纸片容易脱落，因此将含有酶的滤纸片改为直接加入鲜肝匀浆（0.5 mL），同样可以达到明显的实验效果。

2.3实验方法的改进

（1）用Y型玻璃管代替反应小室后，用医用注射器量取过氧化氢酶溶液，针筒部位连接输液导管直接将过氧化氢酶溶液注射到Y型管A管底部，用同样的方法分别将缓冲液和H202溶液注射到Y型管B管底部。操作过程中不会使溶液和酶碰到Y型管管口，酶和溶液也不容易混合，确保实验的成功率。

（2）将酶、缓冲液、H202溶液加入完毕，塞上带有玻璃导管的橡皮塞放在盘中的水里时，酶和溶液不会提前混合。

（3）将Y型管向一侧倾斜使A、B两管中的H202溶液、匀浆接触，不需要旋转180°，反应立即进行，同时计时、收集气体。由于实验简单，材料易找，所以每一个学生都能体验实验的全过程。

3实验改进后的方法步骤

（1）将托盘（水槽）中的水加至快满为止。

（2）用医用注射器量取鲜肝匀浆（含过氧化氢酶）0.5 mL，针筒部位连接输液导管直接将匀浆注射到Y型管A管底部；同样操作分别将2 mL的pH为5.0的缓冲液、2 mL3%的H202溶液注射到Y型管B管底部，Y型管塞紧。

（3）将25 mL量筒横放于盘中（水槽）使之灌满水，若有气泡，将其轻轻倾斜，赶出气泡。将量筒倒立，使筒口一直处于水中。

（4）将Y型管平放在盘中（水槽）的水里，将量筒移至Y型管口上伸出的玻璃管上方，实验过程中要一直扶着量筒，保证量筒位置不动。

（5）将Y型管向一侧倾斜，使A、B两管中的H202溶液、匀浆接触，同时开始计时，分别在0.5min和1min时读取量筒中水平面的刻度并作好标记，然后记录。

（6）反复冲洗Y型管后，重复上述实验过程，测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下过氧化氢在酶的催化下所释放的气体量。

（7）记录实验结果（表1）。

4改进后的创新点

通过对“探究oH对过氧化氢酶的影响”活动改进，利用废弃材料制作的实验装置，材料来源方便，制作无技术难度，无安全问题。教师可以顺利引导学生完成实验，简单、有效且成功率高，激发了学生的实验兴趣，提高了学生科学探究的能力。

5反思

高中生物学是一门以实验为基础的实践科学，随着浙江省深化课改的逐步推进，生物实验教学在教材中和新高考中所占比重逐步增大。教师有效地开展学生实验，可以加深学生对生物学概念的理解，提升其应用知识的能力，逐步培养学生搜集和处理科学信息、获取新知识、批判性思维、分析和解决问题以及交流与合作的能力等。教师在教学过程中只要多动脑筋，创造性地利用身边的废旧器材、教具、装置，对实验装置的改造会收到意想不到的效果。