如何做好“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)

張嘉卉　何枝芳　肖義軍　林泳許

摘 要 本研究從制備酶液材料的來(lái)源、酶液的制備方法和實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)該注意的問(wèn)題等方面對(duì)如何做好“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)提出了切實(shí)可行的建議。

關(guān)鍵詞 過(guò)氧化氫 分解實(shí)驗(yàn) 效果

中圖分類號(hào) Q-331 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”是人教版高中生物必修1中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生理解酶的催化特點(diǎn)有很大幫助。這個(gè)實(shí)驗(yàn)看起來(lái)簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際教學(xué)中實(shí)驗(yàn)的成功率并不高，部分教師和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中也存在一些不規(guī)范的地方。因此，筆者經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決辦法總結(jié)如下，希望能對(duì)提高該實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果有所幫助。

1 過(guò)氧化氫酶液的制備

教材中選擇新鮮豬肝作為制備酶液的材料。豬肝獲取容易，所提取的溶液中酶活性高，是很好的制備酶液的材料。如果一時(shí)沒有新鮮豬肝，也可采用其他材料。事實(shí)上過(guò)氧化氫酶存在于所有動(dòng)植物細(xì)胞中，因此制備酶液的材料除了新鮮豬肝外，其他各種動(dòng)物的新鮮肝胰臟、馬鈴薯和紅薯等各種植物塊莖、蘋果等水果的研磨液均可用。如果使用的是動(dòng)物材料一定要注意新鮮。

過(guò)氧化氫酶存在于細(xì)胞質(zhì)中，因此需要破碎細(xì)胞才能使酶進(jìn)入溶液中。破碎細(xì)胞可采用組織搗碎機(jī)（可用普通豆?jié){機(jī)代替），而不必采用費(fèi)時(shí)費(fèi)力的研缽研磨方法。取新鮮的肝臟（或其他合適材料），切成小塊后放入組織攪碎機(jī)中，先加入少量溶劑搗碎2～3 min，將組織塊搗碎后再將全部溶劑加入（具體加入量與使用的材料相關(guān)）繼續(xù)搗碎10 min左右，使大部分細(xì)胞破碎，釋放出酶液。然后用4～6層紗布將未破碎的組織塊過(guò)濾掉，即得到過(guò)氧化氫酶液的母液。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要根據(jù)反應(yīng)強(qiáng)度適當(dāng)調(diào)整酶液的濃度。

酶液的濃度是影響實(shí)驗(yàn)成功最重要的因素之一。酶濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的氣泡過(guò)多過(guò)猛，氣泡中夾帶的水分使衛(wèi)生香無(wú)法復(fù)燃，而酶濃度過(guò)低則導(dǎo)致氧氣產(chǎn)生不足，衛(wèi)生香也不能復(fù)燃。由于研磨液中酶的濃度與不同材料、材料新鮮程度及研磨時(shí)間相關(guān)，因此學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，教師需要通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)來(lái)調(diào)整好酶液的濃度，濃度不要過(guò)高使反應(yīng)過(guò)于劇烈，也不要過(guò)低使得反應(yīng)不明顯。教材中使用20%的豬肝研磨液不一定合適，如果豬肝很新鮮，而且細(xì)胞破碎時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)研磨液濃度通常太高，加入到過(guò)氧化氫溶液中后，氣泡產(chǎn)生過(guò)于猛烈。如果產(chǎn)生的氣泡過(guò)少，通常是因?yàn)榧?xì)胞破碎不夠，大部分酶沒有釋放出來(lái)，需要增加細(xì)胞的破碎時(shí)間。

配好的酶液放置于4℃冰箱中2～3 d，酶活性基本不受影響，如要放置較長(zhǎng)時(shí)間，可冷藏于-20℃，解凍后酶活性基本不變。

此外，規(guī)范的制備細(xì)胞勻漿液的溶劑應(yīng)該使用緩沖液。通常使用的pH為7.2的磷酸緩沖液具有鹽平衡、調(diào)節(jié)適宜的pH等作用。但在本實(shí)驗(yàn)中使用生理鹽水、蒸餾水或者普通自來(lái)水，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都會(huì)很明顯。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，可能很多中學(xué)都是用自來(lái)水來(lái)配制酶液的，但教師在教學(xué)中應(yīng)該說(shuō)明一下，不要給學(xué)生造成不規(guī)范操作的觀念。

2 實(shí)驗(yàn)操作的問(wèn)題

部分教師和學(xué)生為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，在實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常采取用拇指堵住試管口用力震蕩的辦法，這是不符合試管操作規(guī)范的。試管操作時(shí)，不允許用手指接觸試管口，這既不安全，也會(huì)造成溶液的污染。而且本實(shí)驗(yàn)要觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是氣泡產(chǎn)生量和衛(wèi)生香復(fù)燃兩個(gè)指標(biāo)，采用震蕩的方式不便于觀察比較各試管中的氣泡量。震蕩是為了增加酶與過(guò)氧化氫的接觸面積以增加氧氣的產(chǎn)量，堵住試管口是為了不使氧氣跑掉。但如果酶濃度足夠，無(wú)需震蕩即可產(chǎn)生大量的氧氣，而氧氣密度比空氣大（氧氣的分子量是32，空氣的平均分子量是28），在靜置狀態(tài)下氧氣基本不會(huì)跑掉。因此比較好的操作方法是將加好過(guò)氧化氫溶液的試管在試管架排成一排，然后分別滴加2滴FeC13溶液和酶液。對(duì)比觀察各試管中氣泡產(chǎn)生情況。2～3 min后將帶火星的衛(wèi)生香伸入試管近液面的地方，可以非常清晰地看到加入酶液的試管中衛(wèi)生香重新燃燒起來(lái)，而加入FeC13溶液的試管中衛(wèi)生香火星只是稍稍閃爍一下。采取以上操作方法可以增加實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯。

過(guò)氧化氫溶液的氧化性很強(qiáng)，不慎滴到皮膚上，會(huì)使皮膚漂白。教師應(yīng)提醒學(xué)生：小心操作，萬(wàn)一滴到皮膚上可立即用清水沖洗掉；如果皮膚被漂白也不用緊張，一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常顏色，一般不會(huì)對(duì)皮膚造成損傷。

參考文獻(xiàn)：

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