“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验材料的改进

朱 慧 林金哲 陈立宣

(广东省潮州市韩山师范学院 521041)(广东省汕头市东厦中学 515041)(广东省潮州市绵德中学 521041)

“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是一个重要的分组实验，旨在让学生通过比较过氧化氢在不同条件下的分解速度，了解过氧化氢酶的作用和意义，体会酶的高效性[1]。人教版高中生物学教材中的实验方案建议以动物肝脏作为过氧化氢酶的供体，虽然富含过氧化氢酶的动物肝脏使得实验现象较为明显，但该材料不易保存，易变质；腥味重；装研磨液的试管较难清洗；来源有限，成本较高[2，3]。为了克服上述不足，笔者取几种富含过氧化氢酶的蔬菜或水果(菠菜、韭菜、胡萝卜、黄瓜、土豆、香蕉)作为材料[4，5]，通过实验，拟对本实验中的动物肝脏材料进行改进和替换，筛选出较理想的实验用过氧化氢酶供体材料。

1 仪器、用品与方法

1.1 仪器、用品 电子天平、小刀、7个小烧杯、5支滴管、研钵、研杵、15支玻璃试管、标签、卫生香、打火机、2支移液管(分别为20、2 mL)或移液枪、2个试管架、玻璃棒及吸水纸；蒸馏水与质量分数分别为3%的过氧化氢溶液(H2O2)、3.5%的氯化铁溶液(FeCl3)；新鲜韭菜、菠菜、胡萝卜、黄瓜、土豆及香蕉。

1.2 方法 称量10 g新鲜材料，加蒸馏水研磨，通过定容，最终配制出质量分数分别为20%、30%、40%、50%的研磨液，储存在烧杯中备用；取5支玻璃试管，分别加入2 mL H2O2溶液，放置在试管架上(试管编号依次为1、2、3、4、5)；将FeCl3溶液及20%、30%、40%、50%的研磨液10滴依次滴入各试管中，观察气泡产生的情况并记录拍照；2 min后，将点燃的卫生香分别放入各试管内液面的上方，观察试管中的卫生香燃烧的剧烈程度，记录并拍照。6种供体材料按照上述方法依次进行，每组实验重复3次。根据观察到的现象进行比较分析，最终筛选出较为理想的实验替代材料。

表1 6种不同过氧化氢酶供体材料的实验现象(气泡产生与卫生香复燃情况)

2 实验结果

选择6种过氧化氢酶供体材料进行实验，实验现象即气泡产生、卫生香复燃情况统计见表1。往过氧化氢溶液中滴加菠菜、韭菜、土豆研磨液一滴便能迅速产生大量较大的气泡并聚集在试管液面上，且研磨液浓度与气泡产生速度呈正相关关系；而往过氧化氢溶液中滴加FeCl3溶液，只产生少量气泡且现象不明显，气泡无法聚集到试管液面。将带火星的卫生香依次放置于试管内液面上方，2～4号试管(不同质量分数的供体材料研磨液)内的卫生香马上复燃，且燃烧剧烈程度也与研磨液浓度呈正相关关系。而1号试管(FeCl3溶液)内的卫生香无明显变化。结果表明菠菜、韭菜及土豆均适合替代动物肝脏作为本实验的过氧化氢酶供体材料。

往过氧化氢溶液中滴加胡萝卜研磨液，能迅速产生较小的气泡，但气泡紧贴在液面以下管壁上，没有聚集到液面上，且加入不同浓度研磨液的试管之间产生气泡的速度无明显差异，将带火星的卫生香放置于试管内液面上方，发现1～4号试管内的卫生香无明显变化，而5号试管内的卫生香火星变亮，但不复燃。黄瓜研磨液实验组虽然能产生聚集于试管液面的气泡，但带火星的卫生香燃烧现象不明显甚至熄灭，推测可能与液面气泡层的表面有一层水泡有关。综上所述，胡萝卜与黄瓜两种材料不适合作为本实验的过氧化氢酶供体材料。

往试管中滴加不同浓度的香蕉研磨液时，气泡产生现象明显，表明过氧化氢分解速度加快，从而产生大量的氧气，但试管液面以上空间迅速被白色泡沫充满，将带火星的卫生香放在试管内液面上方，卫生香极易被白色泡沫浸湿而熄灭，加上香蕉研磨液黏稠，导致试验时吸管较难吸取且不易清洗。因此，香蕉研磨液不适合本实验。

3 结论

通过实验现象的观察与比较，筛选菠菜、韭菜和土豆作为“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中动物肝脏的替代材料，尤其是滴加菠菜与韭菜两种研磨液后，实验现象明显，且气泡产生速度、卫生香的复燃程度与其研磨液浓度呈正相关，在过氧化氢溶液中滴加20%的研磨液即能加速其分解反应。上述三种材料为常见蔬菜，其种植范围遍布全国所有省份，且成本低、耐保存、易研磨、无异味、好清洗，能避免动物肝脏研磨液的一些弊端，是较为理想的过氧化氢酶供体材料。