過氧化氫溶液在高中生物酶相關實驗中的應用分析人教版高中生物《必修1分子與細胞》第5章第1節(jié)是“降低化學反應活化能的酶”，教材中的許多知識原理大都以“探究實驗”的形式進行呈現(xiàn)。因此，本節(jié)課的教學活動對于幫助學生發(fā)展“科學探究”這一學科素養(yǎng)至關重要。這其中，因地制宜，借助實驗材料種類、使用方法等方面的創(chuàng)新研究，可以極大激發(fā)學生學習興趣、完善科學思維、提高實踐能力。下邊本人就主要圍繞“比較過氧化氫在不同條件下的分解”這一實驗教學活動，分享一下自己和學科老師在實驗材料的科學及合理應用方面的創(chuàng)新研究及其成果。1目前“比較過氧化氫在不同條件下的分解”探究實驗的開展情況1.1開展現(xiàn)狀本實驗按課程要求是以學生分組實驗進行教學的。但在過去，理科班學生才有可能開展分組實驗，文科班經常借助視頻課件、老師演示講解進行等形式學習。不能在保證所有教學班級全員開設，嚴重阻礙了學生實驗技能的提升。今后新課程要在所有高一授課班開設，也同樣面臨許多困難。1.2原因分析新鮮的肝臟中有較多的過氧化氫酶，這是肝臟研磨液成為該實驗材料的重要原因。實驗過程中，肝臟研磨液的新鮮度是很難保證的，一其來源是在市場上購買，保證不了現(xiàn)宰現(xiàn)摘；二是實驗進行時，實驗室少，班級多，不能保證所有班級同時實驗，導致總的實驗時間長，肝臟易被污染，酶活性降低，前后班級實驗結果就會出現(xiàn)很大的差異，這是制約該實驗開展的關鍵。其次肝臟的顏色、氣味、觸感會使部分學生產生不適感，也是制約因素之一。1.3過氧化氫溶液作為實驗試劑的原因及優(yōu)點首先，細胞代謝中也會產生代謝廢物，甚至會產生對細胞有害的物質，如過氧化氫，幸而細胞中還有過氧化氫酶，能將過氧化氫及時分解為氧氣和水，使細胞免受過氧化氫的危害，這是過氧化氫被選為生物實驗試劑的基本原理。其次，過氧化氫作為生物實驗試劑具有其特有的優(yōu)點，一是易于購買，各藥房醫(yī)院都可以購買到；二是其分解產物有氧氣，利于實驗現(xiàn)象的觀察對比分析。1.4實驗創(chuàng)新思路本實驗中過氧化氫酶（即肝臟研磨液的新鮮度）活性難以保持是影響實驗不能有效開展的障礙因素，但過氧化氫卻是很好的實驗材料，如何充分利用過氧化氫作為實驗材料進行實驗，將是我們培養(yǎng)學生實驗創(chuàng)新探究的突破點。2過氧化氫溶液在不同實驗中的創(chuàng)新應用及分析2.1改進“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗材料2.1.1改進思路過氧化氫酶分布具有普遍性，在肝臟中較多，還有什么材料中含量多且易獲取和制備呢？本人結合一道題中的信息，得知馬鈴薯研磨液中也含有過氧化氫酶，選擇馬鈴薯研磨液和新鮮的肝臟研磨液進行實驗，通過觀察氣泡產生情況和帶火星衛(wèi)生香復燃情況，可初步獲得兩種材料中過氧化氫酶的含量及活性，以確定可否用馬鈴薯研磨液替代肝臟研磨液進行實驗。2.1.2實驗過程步驟一：分別制備新鮮的質量分數(shù)為20%的肝臟研磨液和馬鈴薯研磨液。步驟二：取2支試管編號為1號和2號，分別給1號和2號試管中加入2ml等質量濃度的過氧化氫溶液，再給1號試管滴入2滴肝臟研磨液，給2號試管滴入2滴馬鈴薯研磨液。步驟三：觀察記錄氣泡產生情況及帶火星衛(wèi)生復燃情況。2.1.3實驗結果與分析1號試管中產生大量氣泡，衛(wèi)生香復燃劇烈，且反應過快，不利于觀察；2號試管中氣泡產生較多，衛(wèi)生香復燃明顯。實驗結論：過氧化氫酶在生物組織中普遍分布，在肝臟中較多；馬鈴薯研磨液作為實驗材料，實驗現(xiàn)象明顯且易于觀察比較，可作為肝臟研磨液較為理想的替代材料。2.2驗證酶的高效性酶的高效性是指酶的催化效率是無機催化劑的107至1013倍。在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，3號和4號試管各加入2ml的過氧化氫溶液，然后給3號試管滴入2滴FeCl3溶液，給4號試管滴入2滴能夠替代肝臟研磨液的馬鈴薯研磨液，然后觀察3、4號試管中氣泡的產生情況和帶火星衛(wèi)生復燃情況，兩組實驗結果對照得出酶具有高效性的結論。過氧化氫分解產物的可檢測性以及馬鈴薯研磨液中含有較多過氧化氫酶，使該實驗得以了有效開展。2.3探究影響過氧化氫酶活性的因素在探究“酶起作用需要怎樣的條件”時，課本安排了“開放性”的探究實踐內容，要求學生自選材料和方法，擬定實驗方案來探究溫度和PH對酶活性的影響。教材編者建議：用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響。原因是酸性條件會使淀粉分解，高溫會加速過氧化氫分解，從而干擾實驗結果的準確性。故此，過氧化氫是作為探究PH對酶活性影響的理想材料。在老師的點撥下，學生使用新材料的實驗思路基本如下：用不同PH的溶液分別處理等量馬鈴薯研磨液（過氧化氫酶）后，再分別與等量的過氧化氫溶液混合，其他因素相同且適宜，然后各組分別在單位時間內觀測產生氣泡的速度和數(shù)量，進而推測出PH對過氧化氫酶活性的影響情況。3結束語通過針對制約本實驗開設現(xiàn)狀的研究分析，我們找到了制約實驗全員開設的基本原因，進而嘗試使用馬鈴薯研磨液替代肝臟研磨液，組織實施“比較過氧化氫