“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验材料与装置的改进与创新

余雅翎 王桔红 张燕芳 万紫微

摘要：由于人教版高中生物学必修1中的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，存在安全隐患、观察效果不佳、实验成本较高等不足之处。本研究通过对实验装置和实验材料的改进，提高实验观察效果与安全性，有助于学生的生物学学科核心素养的培养。

关键词：过氧化氢 实验装置改进 实验材料改进

中图分类号：Q-33 文献标志码：B

人教版高中生物学《必修1·分子与细胞》第五章第一节的“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是一个经典的验证酶高效性的实验。原实验存在几点不足：

①教材中实验所需的过氧化氢酶为用新鲜的肝脏研磨得到。因新鲜的肝脏富含大量的过氧化氢酶，用其研磨液催化分解过氧化氢，会使反应速率迅速加快。当反应加剧产生大量氧气时，会导致卫生香燃烧剧烈，于学生而言则存在安全隐患。

②过氧化氢分解后不仅产生氧气，还会生成水，且水与氧气的体积比为2：1，加之反应产生大量含水分的气泡，都会影响卫生香的燃烧，从而导致实验产生较大的误差。

③由于实验装置不严密，过氧化氢分解产生的氧气容易逸出试管，很难全部留在试管中用于助燃，从而影响实验的观察效果，甚至可能导致失败。

④肝脏研磨液易变质、腥味重，味道让学生较难接受，且难清洗，成本较高。因而，本实验选择韭菜，菜心，菠菜和番薯叶这四种蔬菜作为替代材料，进行实验探索，同时，采用一款简易实用并且易获取的实验装置，以期找到最佳替代材料和效果显著且具有安全性的实验装置。

1实验原理

过氧化氢酶又称触酶。是一类广泛存在于动物、植物和微生物体内的末端氧化酶。新鲜的蔬菜研磨液中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢溶液在过氧化氢酶作用下，分解形成水和氧气，产生气体情况可直观表现反应速率。

2改進实验的器材与试剂

（1）实验器材：量筒、试管、胶头滴管、试管架、铁架台，气球。

（2）实验试剂：新鲜的质量分数为50%的韭菜、菜心、菠菜、番薯叶研磨液;新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液。

3实验步骤

（1）取10mL体积分数为30%的过氧化氢溶液加蒸馏水定容至100mL的容量瓶中，配置体积分数为3%的过氧化氢溶液密封待用。

（2）取各蔬菜叶片将表面水擦拭干，分别称取不同蔬菜叶加蒸馏水研磨成质量分数为50%的蔬菜研磨液。

（3）分别取10mL体积分数为3%的过氧化氢溶液于4支试管中，取不同的蔬菜研磨液2mL注入气球内，将气球套在试管上，将其放置在试管架上。

（4）从左至右分别是装有韭菜、菜心、菠菜、番薯叶的研磨液，同时将试管内液体倒入气球内，并用铁架台固定，待其反应5min，观察记录。

（5）观察气球膨胀程度，记录现象。

4实验结果与分析

如图1所示，加入等量不同蔬菜的研磨液产生的氧气量不同，气球呈现的大小也不相同。4种蔬菜过氧化氢酶的催化活性依次为：韭菜>番薯叶>菠菜>菜心。

本实验进行改进后，具备如下优点：

（1）选取4种常见蔬菜进行过氧化氢的分解实验，实验材料容易获取、方便制备，学生更易接受。

（2）所用实验装置简便、具有一定安全性。

（3）本实验装置严密，过氧化氢分解产生的氧气不会逸走;通过对气球膨胀度的观察，可直观感知气体产生的多少，实验现象明显，实验结果容易观察。