如何做好“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗

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源、酶液的制備方法和實驗操作中應該注意的問題等方面對如何做好“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗提出了切實可行的建議。

關鍵詞 過氧化氫 分解實驗 效果

中圖分類號 Q-331 文獻標志碼 B

“比較過氧化氫在不同條件下的分解”是人教版高中生物必修1中的一個重要實驗，對于學生理解酶的催化特點有很大幫助。這個實驗看起來簡單，但是在實際教學中實驗的成功率并不高，部分教師和學生在實驗操作中也存在一些不規范的地方。因此，筆者經過多次試驗，將實驗中經常出現的問題及其解決辦法總結如下，希望能對提高該實驗課的教學效果有所幫助。

1 過氧化氫酶液的制備

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。如果一時沒有新鮮豬肝，也可采用其他材料。事實上過氧化氫酶存在于所有動植物細胞中，因此制備酶液的材料除了新鮮豬肝外，其他各種動物的新鮮肝胰臟、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。如果使用的是動物材料一定要注意新鮮。

過氧化氫酶存在于細胞質中，因此需要破碎細胞才能使酶進入溶液中。破碎細胞可采用組織搗碎機（可用普通豆漿機代替），而不必采用費時費力的研缽研磨方法。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）繼續搗碎10 min左右，使大部分細胞破碎，釋放出酶液。然后用4～6層紗布將未破碎的組織塊過濾掉，即得到過氧化氫酶液的母液。實驗時，需要根據反應強度適當調整酶液的濃度。

酶液的濃度是影響實驗成功最重要的因素之一。酶濃度過高會導致產生的氣泡過多過猛，氣泡中夾帶的水分使衛生香無法復燃，而酶濃度過低則導致氧氣產生不足，衛生香也不能復燃。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間相關，因此學生實驗前，教師需要通過預實驗來調整好酶液的濃度，濃度不要過高使反應過于劇烈，也不要過低使得反應不明顯。教材中使用20%的豬肝研磨液不一定合適，如果豬肝很新鮮，而且細胞破碎時間較長，此時研磨液濃度通常太高，加入到過氧化氫溶液中后，氣泡產生過于猛烈。如果產生的氣泡過少，通常是因為細胞破碎不夠，大部分酶沒有釋放出來，需要增加細胞的破碎時間。

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

此外，規范的制備細胞勻漿液的溶劑應該使用緩沖液。通常使用的pH為7.2的磷酸緩沖液具有鹽平衡、調節適宜的pH等作用。但在本實驗中使用生理鹽水、蒸餾水或者普通自來水，實驗現象都會很明顯。由于實驗條件的限制，可能很多中學都是用自來水來配制酶液的，但教師在教學中應該說明一下，不要給學生造成不規范操作的觀念。

2 實驗操作的問題

部分教師和學生為了使實驗現象明顯，在實驗時經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范的。試管操作時，不允許用手指接觸試管口，這既不安全，也會造成溶液的污染。而且本實驗要觀察的實驗現象應該是氣泡產生量和衛生香復燃兩個指標，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氧化氫的接觸面積以增加氧氣的產量，堵住試管口是為了不使氧氣跑掉。但如果酶濃度足夠，無需震蕩即可產生大量的氧氣，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），在靜置狀態下氧氣基本不會跑掉。因此比較好的操作方法是將加好過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。對比觀察各試管中氣泡產生情況。2～3 min后將帶火星的衛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生香重新燃燒起來，而加入FeC13溶液的試管中衛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驗的規范性和準確性，使實驗效果更加明顯。

過氧化氫溶液的氧化性很強，不慎滴到皮膚上，會使皮膚漂白。教師應提醒學生：小心操作，萬一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，一段時間后會自動恢復正常顏色，一般不會對皮膚造成損傷。

參考文獻：

[1] 丁穩雙.“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的注意事項及改進措施[J].生物學通報.2006，41（10）：59.

[2] 鄭俊啟，王惠琴，劉文閣.肝臟研磨液的制備和保存.生物學通報.2006，41（10）：58.