比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解

1、【實(shí)驗(yàn)6】比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解活動(dòng)目標(biāo)1 .進(jìn)行比較過(guò)氧化氫在不同條件下分解的實(shí)驗(yàn)。2 .說(shuō)出過(guò)氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過(guò)氧化氫酶的作用和意義。背景資料1 .相關(guān)知識(shí)化學(xué)反應(yīng)活化能在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中，任何一個(gè)分子要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，都必須先被活化，即增加能 量。分子從常態(tài)躍遷到容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量，稱為化學(xué)反應(yīng)的活化能。酶在化學(xué)反應(yīng)中的作用本質(zhì)酶是一種有機(jī)催化劑，與無(wú)機(jī)催化劑相比較，其主要作用是高效性，即在 常溫常壓下能顯著地降低化學(xué)反應(yīng)所需要的活化能，從而促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)高效地進(jìn)行。2 .實(shí)驗(yàn)原理新鮮的肝臟中含有較多的過(guò)氧化氫酶，過(guò)氧化氫酶可以催化過(guò)氧化氫分解

2、為水和氧氣。過(guò)氧化氫酶在 不同的溫度下催化效率不同。FeCl3溶液中的Fe3M對(duì)過(guò)氧化氫具有催化作用，但催化效率要低很多.3 .實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和意義基于以上事實(shí)，本實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了 4組小實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)下表）。編號(hào)處理情況圖示組別現(xiàn)象1號(hào)常溫對(duì)照組過(guò)氧化氫的分解速率十分緩慢（難以觀察到氣泡的產(chǎn)生）2號(hào)高溫（90 ）水浴產(chǎn)n-實(shí)驗(yàn)組過(guò)氧化氫分解速率加快，有大量小氣泡產(chǎn)生3號(hào)常溫，加入FeCl3溶液=一實(shí)驗(yàn)組與2號(hào)試管相比，有更多的氣泡產(chǎn)生4號(hào)常溫，加入過(guò)氧化氫酶溶液bJff實(shí)驗(yàn)組3號(hào)試管相比，氣泡大并且產(chǎn)生的速率快說(shuō)明：2號(hào)和1號(hào)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，溫度升高有助于過(guò)氧化氫的分解，但細(xì)胞內(nèi)不可能存在高溫條 件；3號(hào)、

3、4號(hào)未經(jīng)加熱也有大量氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明催化劑能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，能加快化學(xué)反應(yīng)的速率;4號(hào)和3號(hào)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相對(duì)比說(shuō)明，在相同的常溫條件下，酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)催化劑的催化效率由以上分析可知，酶在常溫下催化效率很高。酶催化所需的條件和所產(chǎn)生的效果正是人體細(xì)胞所能 提供的條件和所需要的效果，同時(shí)也說(shuō)明了酶的高效性，這是本實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的4組小實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)和控制實(shí)驗(yàn)變量的能力。操作指南1 .材料 新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%勺肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液。2 .用具 量筒，試管，滴管，試管架，衛(wèi)生香，火柴，酒精燈，試管夾，大燒杯，三腳架，石棉網(wǎng)， 溫度計(jì)。3 .試齊I 新

4、配制的體積分?jǐn)?shù)為3%勺過(guò)氧化氫溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3. 5%勺FeCl3溶液。4操作要點(diǎn)（1）取4支潔凈的試管，分別編上序號(hào) 1、2、3、4,向各試管內(nèi)分別加入2 mL過(guò)氧化氫溶液，按序號(hào)依次放置在試管架上。（ 2）將2 號(hào)試管放在 90 左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出的情況，并與 1 號(hào)試管作比較。（ 3）向3 號(hào)試管內(nèi)滴入 2 滴 FeCl3 溶液，向 4 號(hào)試管內(nèi)滴入 2 滴肝臟研磨液，仔細(xì)觀察哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。（ 4） 23 min后，將點(diǎn)燃的衛(wèi)生香分別放入這兩支試管內(nèi)液面的上方，觀察哪支試管中的衛(wèi)生香燃 燒猛烈。5需要注意的幾個(gè)問(wèn)題（ 1）一定要保證肝臟的新鮮程度。新鮮肝臟中含有較

5、多的過(guò)氧化氫酶，如果肝臟不新鮮，在微生物的作用下，過(guò)氧化氫酶可能被分解。另外，肝臟一定要充分研磨，以保證肝細(xì)胞破裂，否則可能影響實(shí)驗(yàn) 效果。（ 2）試管壁一定要清洗干凈，否則在溫度不高的情況下，會(huì)在試管壁上形成小氣泡，從而干擾實(shí)驗(yàn) 結(jié)果的觀察。（ 3）生物學(xué)教師所教的班級(jí)一般較多，做實(shí)驗(yàn)時(shí)往往是連續(xù)使用實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)班的學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)，另一個(gè)班的學(xué)生緊接著做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)。如果試管沒(méi)有清洗干凈，可能出現(xiàn)的情況有：如果使用的是上一個(gè)班同學(xué)做的 3 號(hào)試管或 4 號(hào)試管，則不需要加熱，在常溫下就會(huì)有大量的氣泡產(chǎn)生，從而難以觀察到真實(shí)的結(jié)果；如果使用的是1號(hào)試管或2號(hào)試管，在水浴加熱的過(guò)程中會(huì)在試管壁上產(chǎn)生

6、大量的附著在試管壁上的小氣泡。因此，每個(gè)班的學(xué)生做完之后，教師一定要求學(xué)生將試管清洗干凈。（ 4）在測(cè)定水浴的溫度時(shí)，溫度計(jì)的水銀球不要接觸正在加熱升溫的燒杯的底部，否則測(cè)出的水溫 會(huì)高出所需要的正確溫度。（ 5）在做“操作要點(diǎn)”的第3 步和第 4 步時(shí)，注意不要用拇指堵住試管口并用力振蕩，否則 4 號(hào)試管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，而且氣泡的體積很大，會(huì)在試管中堆積起來(lái)，一直堆到試管口，這時(shí)，如果將點(diǎn) 燃的衛(wèi)生香放入 4 號(hào)試管中，會(huì)將衛(wèi)生香浸滅。第 3 步的操作可以這樣進(jìn)行：滴入催化劑后，將兩支試管放在試管架上，仔細(xì)觀察哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，第 3 步的現(xiàn)象十分明顯，可以看出 4

7、號(hào)試管明顯比3 號(hào)試管放出的氣泡多。同時(shí)，4 號(hào)試管不會(huì)堆積大量的氣泡，這時(shí)，再進(jìn)行第 4 步的操作，效果會(huì)十分明顯。6）不要混用滴管?；煊玫喂艿闹苯雍蠊菍?shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不一定真實(shí)可靠。教學(xué)設(shè)計(jì)一、在學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，教師可以采取提出問(wèn)題的方式，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真地分析和討論。1在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作前，教師需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的變量和控制變量的方法的點(diǎn)撥，以幫助學(xué)生理解。為此，可以組織學(xué)生討論以下的問(wèn)題。（ 1）什么是自變量本實(shí)驗(yàn)中哪些變量是自變量如何控制自變量（答：自變量是人為改變的變量。本實(shí)驗(yàn)中 FeCl3 溶液和肝臟研磨液都屬于自變量。在本實(shí)驗(yàn)中要控制好自變量，最重要的是準(zhǔn)確配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

8、3 5%的 FeCl3 溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液。）（ 2）什么是因變量如何準(zhǔn)確理解本實(shí)驗(yàn)中的因變量（答：因變量是指隨著自變量的變化而變化的變量。本實(shí)驗(yàn)中過(guò)氧化氫分解速率就是因變量。剛開(kāi)始的一段時(shí)間，過(guò)氧化氫的分解速率越來(lái)越快，達(dá)到最高值并穩(wěn)定一段時(shí)間后，隨著過(guò)氧化氫的濃度逐漸減少，過(guò)氧化氫的分解速率會(huì)越來(lái)越慢。）（ 3）什么是無(wú)關(guān)變量本實(shí)驗(yàn)中哪些變量是無(wú)關(guān)變量如何控制無(wú)關(guān)變量對(duì)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響（答：無(wú)關(guān)變量是指除自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無(wú)關(guān)變量。本實(shí)驗(yàn)中試管的潔凈程度、是否準(zhǔn)確滴加FeCl3 溶液和過(guò)氧化氫酶溶液等都是無(wú)關(guān)變量。

9、無(wú)關(guān)變量也可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，要盡可能地排除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。例如，每次實(shí)驗(yàn)前一定要將試管清洗干凈，在滴加FeCl3 溶液和過(guò)氧化氫酶溶液時(shí)，不要滴到試管壁上，等等。）2加強(qiáng)對(duì)設(shè)置對(duì)照組的理解。為此，可以設(shè)置下列的問(wèn)題情境。（ 1）比較 1 號(hào)和 2 號(hào)實(shí)驗(yàn)，誰(shuí)是實(shí)驗(yàn)組誰(shuí)是對(duì)照組從二者的比較中得出什么結(jié)論如果沒(méi)有對(duì)照組能得出這個(gè)結(jié)論嗎（答： 1 號(hào)是對(duì)照組， 2 號(hào)是實(shí)驗(yàn)組。從二者的比較中可以得出的結(jié)論是，過(guò)氧化氫的分解需要一定的溫度條件， 升高溫度能加快過(guò)氧化氫的分解速率。 教師可以對(duì)此做進(jìn)一步解讀： 人體的體溫約為36 5 ，這不利于過(guò)氧化氫的分解，但人體可以依靠酶來(lái)促進(jìn)分解作用。

10、從而為后面講解酶在人體體溫下催化過(guò)氧化氫分解這一內(nèi)容作好鋪墊。如果沒(méi)有1 號(hào)作為對(duì)照，是不能得出上述結(jié)論的。）2）比較3 號(hào)和 4 號(hào)實(shí)驗(yàn)，誰(shuí)是實(shí)驗(yàn)組誰(shuí)是對(duì)照組比較這兩組實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明什么問(wèn)題（答：3號(hào)是對(duì)照組，4號(hào)是實(shí)驗(yàn)組；也可以認(rèn)為 3號(hào)和4號(hào)實(shí)驗(yàn)是對(duì)比實(shí)驗(yàn)；如果將上述4個(gè)實(shí)驗(yàn)都作比較，則可以認(rèn)為1號(hào)是對(duì)照組，2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)是實(shí)驗(yàn)組。比較3號(hào)和4號(hào)實(shí)驗(yàn)可以看出，過(guò)氧化氫酶這種有機(jī)催化劑在常溫下比無(wú)機(jī)催化劑FeCl3溶液催化過(guò)氧化氫分解的效率高得多。）（3）上述四組實(shí)驗(yàn)中，哪一組實(shí)驗(yàn)更接近人體細(xì)胞內(nèi)的實(shí)際情況這四組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題（答：4號(hào)實(shí)驗(yàn)更接近人體細(xì)胞內(nèi)的真實(shí)情況。由上述四組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

11、，人體細(xì)胞中每時(shí)每刻都在進(jìn)行成千上萬(wàn)種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)只能在常溫、常壓下進(jìn)行，而且必須高效有序地進(jìn)行，要完成這些化學(xué)反應(yīng)，離不開(kāi)酶的作用，所以說(shuō)酶對(duì)于細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行是至關(guān)重要的。）、引導(dǎo)學(xué)生理順實(shí)驗(yàn)步驟，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，并填寫(xiě)下表。1號(hào)試管2號(hào)試管3號(hào)試管4號(hào)試管操作2 mL過(guò)氧化氫溶液2 mL過(guò)氧化氫溶液2 mL過(guò)氧化氫溶液2 mL過(guò)氧化氫溶液室溫90 c水浴兩滴FeCl3溶液室溫室溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論（一）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1 . 90 C時(shí)過(guò)氧化氫分解釋放氧氣的速率大于常溫下過(guò)氧化氫分解釋放氧氣的速率。2 .過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫分解釋放氧氣的速率大于FeCl3催化過(guò)氧化氫分解釋放氧氣的速率。（二）實(shí)驗(yàn)結(jié)論加熱能夠促進(jìn)過(guò)氧化氫的分解；酶的催化效率高于無(wú)機(jī)催化劑，酶的催化作用具有高效性。評(píng)價(jià)建議本實(shí)驗(yàn)的評(píng)