關于定量測定過氧化氫酶活性實驗的改進

馬文升

摘要：通過對相關學者過氧化氫酶活性定 量測定實驗裝置的分析，找出了引起實驗誤差的來源，通過對實驗裝置的改造，最大限度的降低了實驗誤差，使得實驗結果更為可信。

關鍵詞：過氧化氫酶；活性；定量

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）07-0245-01

在新課標各種版本的高中生物教材《酶在代謝中的作用》一節(jié)的教學中，均設計有酶與無機催化劑活性比較的探究活動，實驗通過觀察帶火星的木條（或衛(wèi)生香）復燃的情況來比較過氧化氫酶和Fe 3+的催化效率，從而驗證酶的催化作用具有高效性。有學者在該實驗的基礎之上又對實驗進行了延伸，如張作仁、陳維等都進行過不同生物材料過氧化氫酶活性定量測定的橫向比較，也都得出了比較可信的實驗結果，從定量的角度對過氧化氫酶活性的大小進行了比較，在拓寬了學生的視野的同時，也培養(yǎng)了學生科學實驗的能力。但二者的實驗方法卻又存在某些不足，本文就這些不足提出一些改進的措施。

1.張作仁實驗的誤差分析

張作仁的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，利用初中化學上學習過的排水法進行氧氣生成體積的測定[1]。他將集氣瓶換成了量筒，這樣就可以比較直觀的測出產(chǎn)生氧氣的體積。但該方法存在明顯的不足：①量筒口為了保證順利倒出所量取的溶液，一般都有突起的嘴，而且并不是嚴格的平面結構，在將量筒裝滿水倒置在水槽中的過程中，毛玻璃無法密封量筒口，這就使得在倒置裝滿水的量筒時無法保證量筒中水的初始量，造成較大的實驗誤差；②在收集氧氣的過程中，因為量筒水柱產(chǎn)生的壓強較大，需要較多的氧氣才能排出水，這也是實驗誤差的一個來源；③據(jù)筆者多次實驗發(fā)現(xiàn)，使用分液漏斗添加過氧化氫的過程中，因為裝置內(nèi)部是密封的，過氧化氫要進入試管必須要較大的外界壓強才能流入，這就使得過氧化氫不能流入試管中，或者流入后因添加進去的過氧化氫體積會使裝置內(nèi)的壓強增大，在過氧化氫分解之前，量筒中就有氣體被"壓入"，這一部分氣體的體積應該在數(shù)據(jù)處理時加以修正，但在張作仁的數(shù)據(jù)中并未提到。所以該裝置不太適合定量測定過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的量。

2.陳維實驗的誤差分析

在陳維的試驗中，采用向上排水法測定過氧化氫產(chǎn)生氧氣的體積（圖2）[2]，其實這一原理和張作仁所使用的裝置原理類似，但也存在較大的缺陷。首先也存在上述張作仁實驗中的第3點的問題；其次，在該裝置中，當過氧化氫開始分解，集氣瓶中的水是先從集氣瓶中進入右側(cè)導管，再沿導管進入量筒，最后通過測定量筒中水的體積來判斷氧氣的生成量，但在該過程中，出水導管中的水卻始終無法測量，這就造成了極大的實驗誤差。筆者在多次重復試驗中發(fā)現(xiàn)，部分實驗材料如洋蔥、菠菜等植物材料分解過氧化氫的速度較慢，水柱很長一段時間都在導管中慢慢往上升，最后才能進入量筒中。很顯然，這種方法的誤差可能更大。

3.實驗改進

綜合以上分析，為了更為準確的定量測定過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣的體積，筆者對實驗裝置進行了改造，最大限度的降低了實驗誤差，使得實驗數(shù)據(jù)更為可信。改進后的實驗裝置如圖3所示：①在該裝置中，依然采用分液漏斗添加過氧化氫溶液，但是在添加過氧化氫完畢并關閉漏斗閥門之后再迅速將玻璃導B管插入U型管右側(cè)的單孔塞中，這樣做就避免了添加過氧化氫過程中過氧化氫本身的體積對實驗造成教大的誤差；②收集和測量氣體體積的裝置改成了帶刻度的U型管，右側(cè)管口塞上單孔塞，連接右側(cè)反應試管的出氣導管，左側(cè)敞口放置，這樣只要裝置內(nèi)部有氣體產(chǎn)生，必然導致壓強增大，U型管右側(cè)的液面就會下降，相應U型管左側(cè)液面就會等量上升，通過讀取液面變化的數(shù)值，就可以比較精確的計算出生成的氧氣體積了，完全避免了張作仁和陳維試驗中收集氣體過程中產(chǎn)生的較大誤差。

4.簡易U型管的制作

兩外，一般的實驗室中如果帶刻度的U型管不好找到的話，筆者還可提供給大家一種簡易帶刻度簡易U型管的制作方法供大家參考：

4.1 材料：兩支相同容積的一次性注射器（去掉針頭和活塞），一般需要20Ml的即可，一截用過的輸液器管（消毒并去掉針頭部分）。

4.2 制作方法：剪取長約15cm的輸液器管，將兩頭分別套進注射器原來安裝針頭的短柱上（如圖4），這樣即可做成一個帶有刻度的簡易U型管。

這種方法制作的U型管取材方便，效果明顯，同時也能鍛煉學生的動手操作能力，提高學生的探究興趣。

參考文獻：

[1] 張作仁.過氧化氫酶活性的實驗探究[J].教學儀器與實驗，2006，22（6）：14-15.

[2] 陳維.幾種常見生物材料中過氧化氫酶活性的比較研究[J].生物學教學，2014，39（4），48-50.

作者簡介：

男，漢族，2007年畢業(yè)于寧夏大學，本科學歷，中學二級教師，教齡8年