马宗传
（钦州市第四中学 广西 钦州 535000）
内容摘要：经过教学实践及查阅相关文献资料，笔者发现人教版必修1《分子与细胞》第五章第一节“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中存在如实验材料不容易获取、实验材料不稳定、实验过程存在安全隐患、观察效果不佳等不足之处。笔者通过对实验装置及实验材料进行改进和探究，使该实验的实验材料更加容易获得、实验效果更加易于观察且过程安全性更高，有利于提高学生探究生物科学实验的兴趣。
关键词：过氧化氢 实验装置 实验材料 改进探究
高中生物人教版必修1《分子与细胞》第五章第一节“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是在探究和验证酶的高效性实验中一个比较经典的实验，但笔者经过教学实践及查阅相关文献，发现教材中原实验存在如下几点不足：
①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，从而导致实验误差较大[1]。
②由于装置不严密，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[1]。
③当产生大量氧气时，卫生香燃烧剧烈，于实验者而言存在安全隐患[1] 。
④新鲜肝脏难以保存，可能会影响过氧化氢酶的活性[2]。
⑤2ml的过氧化氢溶液量过少，产生的O2的量有限，不利于观察。
⑥学生提出教材中FeCl3 的用量和新鲜肝脏研磨夜的量是相同的，但并未提到两者浓度是否一致，无法真正对比酶的催化效率和FeCl3的催化效率。
为解决上述问题，真正控制单一变量，探究自变量和因变量的关系，笔者通过跨学科方法组合及反复实验，在原实验的基础上对实验的装置及实验的材料进行了改进并进行了探究，将该实验进行细化，分为了两个探究实验：
1.探究不同温度对过氧化氢分解的影响。
2.探究不同的酶的量对过氧化氢分解的影响。
对实验材料和实验装置作了以下更改：
①使用富含过氧过氧化氢酶的土豆代替新鲜肝脏，易于保存和获取；
②增加过氧化氢溶液的使用量，使实验现象易于观察；
③在探究不同温度对过氧化氢分解的影响实验中，由于分解得到的氧气量较少，采用有色液滴移动距离作为指标探究分解情况；
④在探究不同量的酶对过氧化氢分解的影响实验中，由于分解得到的氧气量较多，则可以使用气球大小的变化作为指标来探究分解的情况。
两个探究实验的实验装置如下：
1 实验原理
（1）H2O2 → H2O + O2↑
（2）温度、催化剂的种类等因素会影响过氧化氢的分解速度。
（3）氧气产生的速度可以代表过氧化氢的分解速度。
2实验用品
（1）材料：新鲜土豆。
（2）用具：量筒、试管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、铁架台、铁圈、铁夹、石棉网、温度计、打孔器、解剖刀、培养皿、托盘天平、气球、游标卡尺、研钵、橡皮筋、胶塞、标签纸、玻璃管、钥匙、胶头滴管。
（3）试剂：新配体积分数为3%的过氧化氢溶液、品红溶液。
3实验方案
（1）探究不同温度对过氧化氢的分解的影响实验：取5支试管进行编号，在试管中分别加入等量的8ml过氧化氢溶液，在试管口套上气球，将试管置于常温、60℃、70℃、80℃、90℃的水浴中5min，观察并做记录；
（2）探究不同温度对过氧化氢的分解的影响实验：取5支试管进行编号，在试管中分别加入等量的8ml过氧化氢溶液，在试管口利用胶塞链接玻璃管，利用有色液滴密封玻璃管，准备好后将试管置于常温、60℃、70℃、80℃、90℃的水浴中5min，观察并做记录；
（3）探究酶的量对过氧化氢的分解的影响实验：取3支管编号，在试管中分别加入8ml过氧化氢溶液，配置质量分数为10%、30%、50%的土豆研磨液，在气球中分别加入2ml的3种土豆研磨液，套在3支试管口上，同时将土豆研磨液倒入试管中，使研磨液与过氧化氢反应5min，观察并做记录；
（4）探究酶的量对过氧化氢的分解的影响实验：取3支管编号，利用量筒分别量取8ml过氧化氢溶液备用，使用打孔器取土豆条，分别称取1g、3g、5g土豆条，再将土豆条按照约2mm厚度切片，分别装入3支试管中，再将3份8ml过氧化氢溶液分别加入试管中，迅速塞住胶塞，使土豆片与过氧化氢反应5min，观察并做记录。
4 结果与分析
方案（1）试管上气球几乎无明显变化，说明高温对过氧化氢的分解作用有限；方案（2）中温度越高的实验组，液滴移动的距离越大，说明温度越高过氧化氢越容易分解；方案（3）中气球无明显的变化，说明这几个浓度的土豆研磨液对过氧化氢的分解作用不剧烈；方案（4）各试管中土豆片与过氧化氢溶液反应剧烈，气球具有明显的充气现象，且土豆质量越大的实验组气球的直径越大，说明增加酶的量可以加快过氧化氢分解。
最终，通过实验探究和结果分析，可以得到以下两个结论：①温度越高，过氧化氢分解速度越快；酶的量越多，过氧化氢分解速度越快。②温度对过氧化氢分解较酶对过氧化氢分解的促进效果要小得多。
本实验对原实验装置和实验材料的改进，具备如下优点：①实验材料廉价且容易获取，避免了动物肝脏不新鲜导致的酶活性不高的材料不稳定的问题，且容易制备；②利用不同的装置来测定过氧化氢分解的情况，可以使同学们有更多的探究选择，如分解产生氧气较少的实验时，同学们可使用有色液滴移动装置，当分解产生氧气较多的实验则可以选择气球链接橡皮塞的装置，通过观察气球体积的变化来观察。③利用有色液滴的移动或气球的体积变大作为测定氧气的产生的量的指标，使得实验更具安全性，且观察起来效果更加直观。
参考文献：
[1] 余雅翎,王桔红,张燕芳,等.“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[J] .中学生物学,2019.35（12）:34-35.
[2] 杜秀.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验存在的问题及改进[J].理科考试研究﹒综合版，2019.2:61-62.